영상 처리 기반의 전방위 카메라 관련 원천 특허 보유한 전 세계 유일의 기업
산업통상자원부(이하 산자부)는 지난해 12월 한국형 산업융합 성공모델을 제시하고 산업융합 활성화를 위해 ‘산업융합 선도기업’ 20개사와 ‘산업융합품목’ 45개를 선정했다. 이에 생산기업이면서 기업의 융합역량이 우수하고, 사업성 및 건전성 등을 충족하는 중소·중견기업과 산업융화의 성과로 만들어진, 성능·품질의 우수성 및 경제적·기술적 파급효과가 인정되는 제품 또는 서비스가 선정됐다.
전방위 카메라는 오류나 근사가 없는 수학적 정답
“그동안의 전방위 영상시스템은 가격이 비싸고 영상이 자연스럽지 못한데다가 동영상을 제공하지 못한다는 단점이 지적돼 왔다”는 나노포토닉스 권경일 대표는 어안렌즈의 영상에 정확한 영상 처리 알고리즘을 적용해 육안으로 보기에 가장 자연스러운 전방위 영상과 왜곡이 없는 광각 영상 등을 얻을 수 있는 원천기술을 개발했다고 전한다. 권 대표는 “우리가 개발한 영상 처리 기반의 전방위 카메라 기술은 오류나 근사가 없는 수학적인 정답”이라면서 “더 이상의 개선이 있을 수 없는 완성된 기술”이라고 설명한다.
실제로 나노포토닉스가 개발한 기술은 특허 등록(제10-0882011호, 제10-0898824호, 제10-0988872호)됐으며, 기술보증기금의 기술가치평가(평가기술: 광각렌즈를 이용한 전방위 영상구현장치, 평가서 번호: 240143-2009111) 결과 7억 700만 원의 가치가 있는 것으로 평가됐다. 관계자는 비공식적으로 “이 기술을 삼성과 같은 기업이 가지고 있다면 수천억 원의 가치가 있을 것”이라고 평가하기도 했다.
나노포토닉스가 보유하고 있는 특허를 각각 살펴보면 ‘회전 대칭형의 광각렌즈를 이용해 전방위 영상을 얻는 방법 및 장치(제0882011호)’는 육안으로 보기에 가장 자연스러운 전방위 영상을 얻을 수 있는 방법으로 카메라의 방향에 상관없이 모두 보정이 가능하다. ‘회전 대칭형의 광각렌즈를 이용해 전방위 영상 및 직선수차보정 영상을 얻는 방법 및 그 영상 시스템(제0898824호)’은 전방위 영상과 왜곡이 없는 광각 영상을 선택적으로 제공하는 영상 시스템으로, 물리적으로 움직이는 부분 없이 디지털 팬(Pan), 틸트(Tilt), 줌(Zoom), 슬라이드(Slide) 효과를 구현할 수 있다. 이 두 가지 특허는 이미 호주, 중국, 미국에서도 등록됐다. 나머지 하나는 ‘회전 대칭형의 광각렌즈를 이용해 복합 영상을 얻는 방법과 그 영상 시스템 및 하드웨어적으로 영상 처리를 하는 이미지 센서(제0988872호)’다. 이는 전방위 영상보다 더 일반화된 복합 영상(generalized complex image)을 얻을 수 있는 기술로 팬이나 틸트 영상이 아닌 고정 영상 중에서 실제적으로 의미가 있는 모든 영상을 구현할 수 있다.
Genova 대학의 Giulio Sandini 교수는 CMOS 이미지 센서의 픽셀을 동심원상에 배치하면 별도의 영상처리 없이 이미지 센서에서 360。 전방위 영상이 고속으로 출력되는 것을 증명하기도 했다. 그런데, 픽셀들을 동심원상에 배치하는 것은 전방위 영상 기술에 대한 깊은 수학적인 이해가 없어도 충분히 고안해 낼 수 있다. 나노포토닉스의 원천 특허를 이용하면 SW적인 영상 처리를 통해 얻을 수 있는 전방위 영상이나 광각 영상, 복합 영상 등을 정확한 수학적인 원리에 의한 픽셀의 배치를 통하여 별도의 영상 처리 없이 이미지 센서 자체에서 얻을 수 있다. 예를 들어 왜곡이 없는 광각 렌즈의 화각(Field of View)을 크게 설계하는 것은 대단히 어려운 기술이며, 또한 이런 렌즈는 크기도 크고 상당히 고가이다. 예를 들어 Canon사의 화각 114。의 광각 렌즈는 100만 원이 넘는 고가인데다가 이보다 화각이 더 넓은 광각 렌즈는 판매되고 있지 않다. 그런데 이번에 개발된 기술을 이용하면 얼마든지 넓은 화각을 갖는 광각 카메라를 구현할 수 있다. 즉, 광각 영상을 얻기 위하여 렌즈를 개선하는 대신에 이미지 센서를 맞춤 설계함으로써 문제를 해결할 수 있는 발상의 전환이 이루어진 셈이다. 이러한 기술을 이용하면 소프트웨어적인 영상 처리에 따른 시간 지연 없이 전방위 영상이나 광각 영상, 복합 영상을 얻을 수 있으며 특히 자동차나 항공기, 군사용으로 응용할 수 있다.
세계 최초 240。 화각 어안렌즈 개발·상용화
나노포토닉스가 240。 화각의 어안렌즈를 개발하기 전까지는 니콘의 220。 어안렌즈가 최고의 제품이었다. 하지만 무게가 3㎏이나 되고 F-수가 5.6(FEED903은 2.8)에 가격은 1,000만 원 이상이라 부담스러울 수밖에 없었다. 현재 단종된 이 어안 렌즈의 중고품은 1억 원 가까운 가격에야 살 수 있다. 그만큼 나노포토닉스의 어안렌즈는 획기적이다.
전방위 카메라는 다수의 장점을 가지고 있다. 기존의 CCTV는 화각이 90。 정도였다. 이보다 화각이 넓은 렌즈는 왜곡이 눈에 거슬릴 정도로 심각해지기 때문에 소비자로부터 외면받았기 때문이다. 화각 90。의 CCTV로 실내 전체를 모니터링하기 위해 카메라를 실내 천정의 한쪽 코너에 설치하는 것이 일반적이었는데 이럴 경우 침입자의 얼굴 대신 정수리만 포착되는 게 다반사였다. 하지만 전방위 카메라는 편의점이나 약국과 같은 소규모 상점의 출입구 맞은편 벽의 눈높이에 설치하면 불청객의 얼굴을 정면으로 포착할 수 있다. 또한 실외 주차장 등에 설치하면 주차장 전체의 차량 출입 상황을 한눈에 파악할 수 있다. CCTV의 사각 지대를 완전히 제거할 수 있는 것이다. 이 같은 기술력으로 나노포토닉스는 지난해 10월7일부터 10일까지 일산 킨텍스에서 열린 한국전자전에서 혁신상을 수상하기도 했다.
“우리는 전세계에서 영상 처리에 기반을 둔 전방위/광각 카메라 관련 원천 특허를 가진 유일한 기업이다. 우리가 이 기술을 개발하기 전에는 어안렌즈는 단지 신기한 장난감에 지나지 않았다. 그러나 지금은 감시 카메라 업계에서 가장 중요한 부품이 됐다. 영상처리용 ASIC를 개발해 판매하는 업체도 최소 3개사가 나타났다.”
권 대표는 이미 관련 제품이 수천억 원대의 시장을 형성하고 있는 만큼 ‘영상 처리 기반의 전방위 카메라’라는 새로운 산업 분야를 창조한 나노포토닉스가 보다 새롭고 혁신적인 기술로 시장을 선도해나갈 것이라고 강조했다.
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