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[제품리뷰] 하이앤텍의 첨단영상기술 담은 IP 카메라 모듈과 하이브리드 카메라

  |  입력 : 2021-11-01 14:25
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암바렐라 S6LM SoC 적용 IP 카메라 모듈
레이저와 적외선 광원 갖는 하이브리드 카메라


[보안뉴스 엄호식 기자] ‘하이앤텍’은 제품의 신뢰성을 가장 우선으로 차량번호인식 카메라와 녹화장치, 투광기를 생산하는 보안전문 업체다. 하이앤텍은 올해 자사의 특허기술을 이용한 레이저(LASER)와 IR LED를 함께 사용하는 ‘하이브리드 카메라’를 출시하고 조달등록을 마친데 이어 암바렐라의 S6LM SoC를 적용한 IP Camera 모듈을 출시했다.

▲암바렐라 S6LM SoC 칩(왼쪽)과 S6LM SoC를 적용한 카메라 모듈(오른쪽)[이미지=하이앤텍]


Product 1. 암바렐라 S6LM SoC 적용 IP Camera 모듈
2020년 4월 하이실리콘 SoC의 생산이 중단된 후 어느새 1년 6개월여가 지났다. 이러한 상황에 이르기 전 거의 대부분의 IP 카메라 개발·생산 업체가 하이실리콘 SoC를 사용했기 때문에 결국 거의 모든 업체가 대체 SoC를 찾아 신규 플랫폼으로 개발을 해야 했으며 이러한 상황은 아직까지도 진행되고 있다.

하지만 성능이나 비용 측면에서 하이실리콘 SoC의 퍼포먼스를 능가하는 SoC를 찾기가 쉽지않다. 대체할 대표 SoC로 대만의 노바텍과 우리나라의 아이닉스, 그리고 미국의 암바렐라가 주로 선택됐지만 하이실리콘 SoC의 아쉬움은 여전히 남아 있다. 대체 SoC 중 암바렐라는 AI 지능형까지 갖춘 다양한 제품 라인업으로 성능 면에서는 가장 인정받았지만 하이실리콘에 비해 개발이 어렵고 제품 공급 시 업체 선정이 까다롭다. 그리고 하이실리콘이 생산을 중단하기 전에 암바렐라로 개발을 했던 국내 업체가 여러 곳 있었지만 양산에 실패하거나 어렵게 개발해 제품 양산을 하더라도 발열이 심해 기구적으로 방열처리를 해야 했다.

▲32MP 네트워크 파노라믹 카메라 NVM6-532(좌)과 20MP 네트워크 서라운드뷰 카메라 NVM5-520(중간), 8MP 네트워크 OR 파노라믹 카메라(우)[이미지=하이앤텍]


하이앤텍은 공공기관에 납품하는 제품이 많은 상황을 고려해 신규 플랫폼 SoC 선정에 2가지를 기준으로 잡았다.

첫 번째는 제품 성능과 신뢰성이다. 공공기관은 민간에 비해 공급 단가 경쟁은 치열하지 않지만 제품에 대한 성능과 신뢰성을 중시하기 때문에 기존 하이실리콘 SoC 사용 제품에 비해서 제품 스펙이나 영상화질, 저조도, 역광, 인코딩 및 네트워크 전송 기능이 우수해야 했다. 그런 면에서 암바렐라는 높은 공급단가, 개발의 어려움 등의 단점이 있음에도 칩 퍼포먼스 측면에서 가장 우수했다.

두 번째는 제품의 안정적인 공급성이다. 공공기관에 제품을 납품하기 위해서는 KC인증뿐만 아니라 MAS인증, TTA인증, KCL인증, K마크 등 다양한 인증을 받아야 선택 받는데 유리하다. 이 때문에 제품 1개를 개발하면 인증비용으로만 몇천 만원이 드는 경우도 많다. 하지만 개발비 외에 인증비용까지 몇천 만원이나 투자했는데 단종되거나 신규 SoC로 변경된다면 인증을 모두 다시 받아야 한다. 암바렐라는 SoC 개발 업체 중에 기업 신뢰도 측면에서 지속적인 공급 안정성 확보가 가장 용이하다고 판단됐다. 하이앤텍과 국내 독점 개발 공급 협약을 맺은 씨프로는 10년 전부터 암바렐라 SoC를 개발 및 양산해 개발 신뢰성과 공급 안정성을 모두 확보하고 있을 뿐만 아니라 국내 최고 수준의 기술력을 보유하고 있다.

위 2가지 기준을 통해 다양한 신규 IP Camera SoC를 검토한 후에 암바렐라에서 새로 나온 S6LM이 가장 최적이라고 결론 내렸다. 그런 결정에는 다음과 같은 요인이 가장 컸다.

▲12MP 4K 네트워크 IR 어안카메라 NVF2-712-R(왼쪽)과 55MP 30배 줌 네트워크 IR PTZ 카메라 NPX5-52-R(오른쪽)[이미지=하이앤텍]


우선, S6LM은 기존 암바렐라 SoC의 발열 문제에 대해 개선이 가능했다. 암바렐라 S6LM SoC 칩 S6LM SoC를 적용한 카메라 모듈의 기존 SoC인 S3LM, S5LM로 개발했던 업체들은 발열문제 해결을 위해 노력을 기울인 것으로 알고 있다.

하지만 새로운 암바렐라 IP Camera SoC인 S6LM은 10㎚ 반도체 공정으로 만들어 저전력에 속도가 향상됐다. 발열 문제의 해결은 SoC의 단가가 조금 비싸더라도 별도로 기구에서 히트싱크 적용을 하지 않아도 돼 전체적인 양산제품 단가에서 경쟁력이 생길 수 있다. 또한, 기존 기구물과 케이스를 동일하게 사용해 신규 SoC 플랫폼의 적용 제품화 비용을 최소화하며, 제품 신뢰성도 높일 수 있다. S6LM은 성능 측면에서도 기존 하이실리콘 SoC보다 우수했다. 암바렐라의 최신 HDR(High Dynamic Range)과 저조도 처리 기술, 고효율 4K H.264 및 H.265 인코딩, 멀티 스트리밍, 온칩 360도 디워 핑, 사이버 보안 기능 및 쿼드 코어가 포함된다.

또한, 2021년 말까지 완료 예정으로 개발 중인 암바렐라 CV22 SoC는 4K해상도에 30FPS처리, 딥러닝 지원, 다중 센서지원 등으로 4K 카메라, AI 카메라, 피시아이(Fisheye) 카메라, 다중센서 카메라 등 스페셜 카메라 양산도 가능하다. 이에 하이앤텍은 2022년에는 단순히 영상을 잘 보는 보안용 카메라가 아닌 다양한 기능의 AI 딥러닝 기능을 탑재한 카메라도 양산해 완벽한 IP 카메라 라인업 구축을 목표로 하고 있다.

하이앤텍의 S6LM SoC IP 카메라 모듈은 지난 10월부터 판매되고 있으며 42x42 모듈을 기본으로 2MP, 5MP 이미지 센서를 적용했다. 이를 통해 돔, 뷸렛, 하우징형의 일반적인 IP 카메라와 차량번호 식별 또는 추출카메라, 스마트팩토리나 스마트팜 적용을 위한 소형 카메라, 멀티센서카메라, Fisheye 카메라, 스피드돔 카메라 등 다양한 현장에 적용 가능한 IP 카메라 라인업을 보유하고 있다. 하이앤텍은 100% 국내 개발, 국내 생산으로 공공기관 납품에 최적화된 모듈을 제공하며, 직접생산이 필요한 업체에는 양산 기술과 노하우 등도 서포트하고 있다.

Product 2. 레이저와 적외선 광원을 갖는 하이브리드 카메라
CCTV 이미지 센서 감도의 발전으로 도심지에서는 별도의 IR(Infrard LED) 조명 없이 도시의 조명만으로 야간에도 선명하고 밝은 영상을 보여준다. 이렇게만 보면 이미지 센서의 훌륭한 감도에 CCTV의 IR 기능이 굳이 필요한가 생각이 들 때도 있다. 하지만 대도시의 도심지를 벗어나면 가로등이나 도시의 불빛이 적어서 결국 주간보다는 야간의 영상감시가 중요한 CCTV의 특성상 IR LED가 필요한 현장이 많다.

▲하이브리드 카메라 HNHB300(왼쪽)과 하이브리드 카메라 HNHB200(가운데), 하이브리드 카메라 HNHB528(오른쪽)[이미지=하이앤텍]


CCTV는 대부분 750~850㎚ 적외선 대역의 LED칩을 패킹해 사용하며 퍼지는 광원에 몰딩이나 비구면 렌즈를 사용해 광원의 퍼지는 각을 조절한다. 일반적인 CCTV 감시 화면은 80~30도 사이가 주를 이루며 IR LED도 주로 50도 내외의 화각으로 조사한다. 최신 감도가 뛰어난 이미지센서와 IR LED는 일반적인 야간 환경에서는 훌륭한 성능을 발휘하지만 조도가 낮은 환경에서 50m 이상의 거리는 일반적인 실외형 CCTV IR 카메라로 야간 식별이 쉽지 않다.

이에 하이앤텍은 자체 IR 패킹 기술을 바탕으로 세계 최고 수준의 광 밀도를 구현한 중장거리 IR LED 카메라, 차번식별 및 추출 카메라, 투광기를 주요 품목으로 개발해 경쟁력을 확보하고 있다.

▲레이저안전등급 성적서(왼쪽)과 특허증_LED 광원과 레이저 광원을 갖는 CCTV 카메라(가운데) 하이브리드 투광(오른쪽) [이미지=하이앤텍]


IR LED 방사각을 조절하기 위해서 패킹된 IR LED의 앞에 붙이는 하이앤텍의 비구면 렌즈는 최대 15도~35도 사이로 방사각을 좁히면 멀리 나가고 방사각을 넓히면 거리가 짧아지는 특성이 있다. 중장거리를 감시하기 위해 사용되는 일반적인 전동줌렌즈는 200㎜정도까지 줌인이 가능하며, 이는 300m앞의 피사체 식별도 가능한 수준이다.

카메라의 렌즈와 같이 IR LED도 전동 가변렌즈를 적용해 렌즈의 줌배율에 맞게 방사각을 조절하면 좋겠지만, 특수한 현장을 제외하고는 경제적 효율성과 제품 효율성으로 적용하기가 어렵다.

▲카메라 하이브리드 광원 ON(왼쪽), 카메라 하이브리드 광원 OFF(오른쪽)[이미지=하이앤텍]


하이앤텍은 중·장거리 야간 영상의 화질과 선명함을 높이기 위해 레이저 광원과 IR LED를 동시에 사용해 최고의 야간 영상 취득을 확보하는 제품을 개발했다. 레이저 광원은 IR LED보다 10배 이상의 광파워를 갖는다. 하나의 회로에 들어간 레이저 광원은 최대 1㎞까지 방사거리가 나오며 IR LED 광원은 넓은 각도로 방사해 전동줌렌즈의 줌배율을 조정해도 언제나 최고의 선명한 야간 영상을 확보할 수 있다. 줌렌즈와 자동으로 연동된 레이저 광원은 줌배율을 높이면 광원의 출력을 높이고 저배율시에는 광원 출력을 줄여 제품의 안정성과 근거리에서의 포화도 없다.

50m부터 1㎞까지 현장 상황에 따른 다양한 제품 라인업을 보유하고 있으며, 방사기 형태로도 제품화해 기존 CCTV카메라에도 적용이 가능하다. 특히, 조도가 낮은 곳의 생활방범이나 군부대, 항만, 도로 등에 경쟁력이 있으며, 현재 많이 적용되는 영상 AI 지능형 기능 역시 선명한 화질이 확보돼야 인식율이 높일 수 있기 때문에 야간 지능형 영상분석에도 도움이 된다.

▲하이앤택 하이브리드 카메라의 주요 특징 [자료=하이앤택]


[엄호식 기자(eomhs@boannews.com)]

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