KR20230139166A - Inspection Method for Wood Product - Google Patents

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KR20230139166A
KR20230139166A KR1020220037479A KR20220037479A KR20230139166A KR 20230139166 A KR20230139166 A KR 20230139166A KR 1020220037479 A KR1020220037479 A KR 1020220037479A KR 20220037479 A KR20220037479 A KR 20220037479A KR 20230139166 A KR20230139166 A KR 20230139166A
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Abstract

목재 제품의 불량 검사 방법은 촬영수단으로 목재 제품의 컬러 촬영을 하고, 화상 처리수단으로 상기 촬영수단에 의해 촬영된 컬러 화상의 색 분포의 명도 히스토그램을 구하고, 미리 결정한 정상 목재 제품의 색 분포의 명도 히스토그램의 평균 및 분포의 표준 편차에 기초한 기준값으로부터 소정값 이상 벗어난 상기 컬러 화상의 색분포를 이상 색 분포로 하고, 상기 촬영수단에 의해 촬영된 목재 제품 면상에서 상기 이상 색 분포를 갖는 영역을 구하고, 상기 이상 색분포를 갖는 영역이 소정값보다 넓으면 목재 제품의 결함으로서 검출하고, 결함 면적이 검사 대상 영역에 대하여 상대적으로 작은 목재 제품을 검사 대상으로 하는 경우에 대해서는 상기 미리 결정한 정상 목재의 색 분포로서, 검사 대상마다 취득한 화상 분포를, 매회 바꾸어 사용한다.The defect inspection method for wood products involves taking color photos of the wood product using a photography means, obtaining a brightness histogram of the color distribution of the color image captured by the image processing means using an image processing means, and determining the brightness of the color distribution of a normal wood product as determined in advance. A color distribution of the color image that deviates by a predetermined value or more from a reference value based on the average and standard deviation of the histogram is set as an abnormal color distribution, and an area having the abnormal color distribution is determined on the surface of the wood product photographed by the photographing means, If the area with the abnormal color distribution is wider than a predetermined value, it is detected as a defect in the wood product, and in the case where the inspection target is a wood product with a defect area relatively small with respect to the inspection target area, the color distribution of the normal wood predetermined above is detected. As such, the image distribution acquired for each inspection object is changed and used each time.

Description

목재 제품의 불량 검사 방법{Inspection Method for Wood Product}{Inspection Method for Wood Product}

본 발명은 목재 제품의 불량 검사 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for inspecting defects in wood products.

일반적으로 목재 제품을 제조하기 위해서는 통나무를 칼로 절삭하여 연속적으로 두께 몇밀리의 단판을 얻고, 이 단판을 소정의 크기로 가지런히 하고 또한 건조한 후, 복수 장의 단판을 접착제로 접착하여 일체화한다. 이들의 제조 공정에서, 단판의 품질에 영향을 미치는 목재 표면의 변색에 의한 결함, 뒤틀림, 단판에 있는 옹이가 빠져 구멍이 된 개소, 크랙 등의 결함의 위치, 수, 면적 등의 정도에 따라, 합판이 되었을 때의 표층을 구성하는 것, 즉 미관상의 결점이 적은 것과, 합판의 내층을 구성하는 것, 즉 결점이 많아도 문제가 되지 않는 것으로 선별할 필요가 있다. 이 선별은 예를 들면 5 내지 7단계로 나눌 수 있다.In general, in order to manufacture wood products, a log is cut with a knife to continuously obtain veneers with a thickness of several millimeters. These veneers are aligned to a predetermined size, dried, and then multiple veneers are glued together with an adhesive to integrate them. In these manufacturing processes, depending on the degree of location, number, and area of defects such as defects due to discoloration of the wood surface, distortion, places where knots in the veneer become holes, cracks, etc. due to discoloration of the wood surface, which affect the quality of the veneer, It is necessary to select those that make up the surface layer of plywood, that is, those that have few cosmetic defects, and those that make up the inner layer of plywood, that is, those that do not cause problems even if there are many defects. This selection can be divided into, for example, 5 to 7 stages.

종래, 합판이 되었을 때의 표층을 구성하는 것과, 합판의 내층을 구성하는 것의 선별은 컨베이어로 반송되는 단판을, 작업자의 육안으로 판정하여 행하여지고 있다.Conventionally, selection of what constitutes the surface layer of plywood and what constitutes the inner layer of plywood is performed by visually judging the veneer being conveyed on a conveyor by an operator.

또, 종래의 목재의 결함부의 검사 방법으로서, 목재를 컬러 CCD 카메라로 촬영하여, 영상신호를 색 화상 추출장치에 의해 송진 및 변색의 기준색과 대비하여 이치화하여, 측정 대상 영역과 일치하는 이치화 화상을 라벨링 처리하여 판정값과 대비함으로써 송진 등의 부착 수지나 부식, 변색의 결함 부위를 검지하는 기술이 있었다.In addition, as a conventional method of inspecting defective parts of wood, wood is photographed with a color CCD camera, the image signal is binarized by comparing it with the reference color of rosin and discoloration using a color image extraction device, and the binarized image matches the measurement target area. There was a technology to detect defective areas such as adhesive resin such as rosin, corrosion, or discoloration by labeling and comparing with the judgment value.

상기 종래 기술은 육안에 의한 판정에서는, 사람이 하는 판정은 격차가 있어 부정확하고, 컨베이어의 속도를 크게 할 수 없기 때문에, 생산성이 나쁘다는 등의 문제가 있었다.The above-described prior art had problems such as visual judgment, where judgments made by humans were inconsistent and inaccurate, and productivity was poor because the speed of the conveyor could not be increased.

본 발명은 촬영수단으로 목재 제품을 촬영하고, 화상 처리수단으로 상기 촬영수단에 의해 촬영된 컬러 화상의 색 분포를 구하고, 상기 구한 색 분포를 미리 결정한 정상 목재의 색 분포와 비교하여, 상기 구한 색 분포가 상기 정상 목재의 색 분포로부터 소정값 이상 벗어난 것을 이상 색 분포로 하고, 상기 이상 색 분포가 상기 촬영수단에 의해 촬영된 목재면상에서의 영역에서 소정값보다 큰 것을 목재의 결함으로서 검출한다. 이때문에, 목재의 품질에 영향을 미치는 목재 표면의 변색에 의한 결함부분을 색 분포를 이용하여 정확하게 검출 할 수 있는 목재 제품의 불량 검사 방법을 제공한다.The present invention photographs a wooden product using a photographing means, determines the color distribution of the color image photographed by the photographing means using an image processing means, compares the obtained color distribution with a predetermined color distribution of normal wood, and determines the obtained color. A distribution whose distribution deviates from the color distribution of the normal wood by a predetermined value or more is designated as an abnormal color distribution, and a spot where the abnormal color distribution is greater than a predetermined value in an area on the wood surface photographed by the photographing means is detected as a wood defect. For this reason, we provide a defect inspection method for wood products that can accurately detect defects caused by discoloration of the wood surface, which affect the quality of wood, using color distribution.

일실시예로서, 목재 제품의 불량 검사 방법은 촬영수단으로 목재 제품의 컬러 촬영을 하고, 화상 처리수단으로 상기 촬영수단에 의해 촬영된 컬러 화상의 색 분포의 명도 히스토그램을 구하고, 미리 결정한 정상 목재 제품의 색 분포의 명도 히스토그램의 평균 및 분포의 표준 편차에 기초한 기준값으로부터 소정값 이상 벗어난 상기 컬러 화상의 색분포를 이상 색 분포로 하고, 상기 촬영수단에 의해 촬영된 목재 제품 면상에서 상기 이상 색 분포를 갖는 영역을 구하고, 상기 이상 색분포를 갖는 영역이 소정값보다 넓으면 목재 제품의 결함으로서 검출하고, 결함 면적이 검사 대상 영역에 대하여 상대적으로 작은 목재 제품을 검사 대상으로 하는 경우에 대해서는 상기 미리 결정한 정상 목재의 색 분포로서, 검사 대상마다 취득한 화상 분포를, 매회 바꾸어 사용한다.In one embodiment, a method of inspecting defects in a wood product involves taking color photos of the wood product using a photography means, obtaining a brightness histogram of the color distribution of the color image captured by the image processing means using an image processing means, and obtaining a predetermined normal wood product. The color distribution of the color image that deviates by a predetermined value or more from a reference value based on the average of the brightness histogram of the color distribution and the standard deviation of the distribution is set as an abnormal color distribution, and the abnormal color distribution is defined as the abnormal color distribution on the surface of the wood product photographed by the photographing means. Find the area with the abnormal color distribution, and if the area with the abnormal color distribution is wider than a predetermined value, it is detected as a defect in the wood product. In the case where the inspection target is a wood product with a defect area that is relatively small with respect to the inspection target area, the predetermined value is determined above. As the color distribution of normal wood, the image distribution acquired for each inspection object is changed and used each time.

목재 제품의 불량 검사 방법은 상기 미리 결정한 정상 목재 제품의 색 분포의 명도 히스토그램은 전체가 정규 분포를 따르는 것으로서 일부의 영역의 누적 도수로부터 전체의 정규 분포를 추정한다.In the method of inspecting defective wood products, the brightness histogram of the color distribution of the predetermined normal wood product follows a normal distribution as a whole, and the overall normal distribution is estimated from the cumulative frequencies of some areas.

본 발명에 따른 목재 제품의 불량 검사 방법은 화상 처리수단으로, 촬영수단에 의해 촬영된 컬러 화상의 색 분포를 구하고, 상기 구한 색 분포를 미리 결정한 정상 목재의 색 분포와 비교하여, 상기 구한 색 분포가 상기 정상 목재의 색 분포로부터 소정값 이상 벗어난 것을 이상 색 분포로 하고, 상기 이상 색 분포가 상기 촬영수단에 의해 촬영된 목재면상에서의 영역에서 소정값보다 큰 것을 목재의 결함으로서 검출하기 때문에, 목재의 품질에 영향을 미치는 목재 표면의 변색에 의한 결함부분을 색 분포를 이용하여 정확하게 검출할 수 있다.The method for inspecting wood products for defects according to the present invention uses image processing means to determine the color distribution of a color image captured by a photographing means, compares the obtained color distribution with a predetermined color distribution of normal wood, and determines the obtained color distribution. Since a color distribution that deviates from the color distribution of the normal wood by a predetermined value or more is considered an abnormal color distribution, and a color distribution in which the abnormal color distribution is greater than a predetermined value in an area on the wood surface photographed by the photographing means is detected as a wood defect, Defects caused by discoloration of the wood surface that affect the quality of wood can be accurately detected using color distribution.

결함 면적이 검사 대상 영역에 대하여 상대적으로 작은 목재를 검사 대상으로 하는 경우에 대해서는, 미리 결정한 정상 목재의 색 분포로 하고, 검사 대상마다 취득한 화상 분포를, 그 때마다 바꾸어 사용하기 때문에, 미리 결정하는 정상 목재의 색 분포를 용이하게 취득할 수 있다.In the case where the inspection target is wood with a defect area that is relatively small relative to the inspection target area, the color distribution of normal wood is set in advance, and the image distribution acquired for each inspection target is changed each time, so the predetermined color distribution is used. The color distribution of normal wood can be easily obtained.

촬영한 컬러 화상의 색 분포의 명도 히스토그램을 구하여 명도 이상부를 검출하기 때문에, 눌음 등의 명도 이상부의 검출을 용이하게 실시할 수 있다.Since the brightness histogram of the color distribution of the captured color image is obtained and the brightness abnormality is detected, the brightness abnormality such as pressing can be easily detected.

미리 결정한 정상 목재의 색 분포의 명도 히스토그램은 전체가 정규 분포를 따르는 것으로 하고 일부 영역의 누적 도수부터 전체의 정규 분포를 추정하기 때문에, 정상 목재의 색 분포를 미리 결정하지 않아도 검사하는 목재로부터 정상 목재의 색 분포를 추정할 수 있다.Since the brightness histogram of the predetermined color distribution of normal wood is assumed to follow a normal distribution as a whole and estimates the overall normal distribution from the cumulative frequency of some areas, the color distribution of normal wood can be determined from the wood being inspected even if the color distribution of normal wood is not determined in advance. The color distribution of can be estimated.

도 1은 본 발명의 단판 선별장치의 설명도이다.
도 2는 본 발명의 화상 처리장치의 설명도이다.
도 3은 본 발명의 화상 g 각 점의 색을 HS 평면상으로 변환하는 설명도이다.
도 4는 본 발명의 이완법의 설명도이다.
도 5는 본 발명의 HSV 색 공간에 있어서의 색 분포의 설명도이다.
도 6은 본 발명의 특정 명도 v 평면에 있어서의 화소 분포의 설명도이다.
도 7은 본 발명의 정규 분포의 누적 도수 F(x)의 설명도이다.
도 8은 본 발명의 중심축 방향의 화소 분포(정상의 분포 형상)의 설명도이다.
도 9는 본 발명의 분포 형상이 이상한 경우에 평균값 Vm을 추정하는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 명도 이상부의 면적이 큰 경우의 설명도이다.
1 is an explanatory diagram of a single plate sorting device of the present invention.
Figure 2 is an explanatory diagram of the image processing device of the present invention.
Figure 3 is an explanatory diagram of converting the color of each point of image g into the HS plane according to the present invention.
Figure 4 is an explanatory diagram of the relaxation method of the present invention.
Figure 5 is an explanatory diagram of color distribution in the HSV color space of the present invention.
Figure 6 is an explanatory diagram of pixel distribution in the specific brightness v plane of the present invention.
Figure 7 is an explanatory diagram of the cumulative frequency F(x) of the normal distribution of the present invention.
Fig. 8 is an explanatory diagram of pixel distribution (normal distribution shape) in the central axis direction of the present invention.
Figure 9 is an explanatory diagram for estimating the average value Vm when the distribution shape of the present invention is abnormal.
Figure 10 is an explanatory diagram for the case where the area of the brightness abnormality part of the present invention is large.

이하 설명되는 본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에서 상세하게 설명하고자 한다.The present invention described below can be modified in various ways and can have various embodiments. Specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

또한 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 구분하여 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Additionally, terms such as first and second may be used to separately describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

또한 본 출원에서 적어도 2개의 상이한 실시예들이 각각 기재되어 있을 경우, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 별다른 기재가 없더라도 각 실시예들은 구성요소의 전부 또는 일부를 상호 병합 및 혼용하여 사용할 수 있다.In addition, when at least two different embodiments are described in the present application, all or part of the components of each embodiment can be merged and used interchangeably without departing from the technical spirit of the present invention. .

도 1은 단판 선별장치의 설명도이다. 도 1 중, 1은 화상 처리장치(화상 처리수단), 2는 선별기 제어장치, 3은 조작반, 4는 벨트 컨베이어, 5는 투과광용 조명, 6은 반사광용 조명, 7은 등급별 분배장치, 8은 라인 센서 카메라(촬영수단), 9는 단판(목재)을 도시한다.Figure 1 is an explanatory diagram of a single plate sorting device. In Figure 1, 1 is an image processing device (image processing means), 2 is a sorter control device, 3 is an operating panel, 4 is a belt conveyor, 5 is a lighting for transmitted light, 6 is a lighting for reflected light, 7 is a distribution device for each grade, and 8 is a lighting device for transmitted light. Line sensor camera (photography means), 9 shows a veneer (wood).

(1) 단판 선별장치의 설명(1) Description of veneer sorting device

도 1은 단판 선별장치의 설명도이다. 도 1에 있어서, 단판 선별장치의 전체 구성을 도시하고 있다. 단판 선별장치에는 화상 처리장치(1), 선별기 제어장치(2), 조작반(3), 벨트 컨베이어(4), 투과광용 조명(5), 반사광용 조명(6), 등급별 분배장치(7), 및 라인 센서 카메라(8)가 설치되어 있다.Figure 1 is an explanatory diagram of a single plate sorting device. In Figure 1, the overall configuration of the single sheet sorting device is shown. The single plate sorting device includes an image processing device (1), a sorter control device (2), an operating panel (3), a belt conveyor (4), lighting for transmitted light (5), lighting for reflected light (6), distribution device for each grade (7), and a line sensor camera (8) are installed.

화상 처리장치(1)는 라인 센서 카메라(8)로부터의 화상 데이터를 처리하여, 단판 품질 등급 등의 처리 결과를 선별기 제어장치(2)에 출력하는 화상 처리수단이다. 선별기 제어장치(2)는 화상 처리장치(1)의 출력에 의해 컨베이어의 운전, 정지 등의 선별기 컨베이어 제어 신호의 출력과 등급별 분배장치(7)의 제어 신호를 출력하는 것이다. 조작반(3)은 화상 처리장치(1)의 설정값의 변경, 선별기 제어장치(2)의 제어 등의 조작을 행하는 조작반이다. 벨트 컨베이어(4)는 단판(9)을 반송하는 반송수단이다. 투과광용 조명(5)은 단판(9)의 구멍, 크랙 등을 검출하기 위한 LED 등의 조명수단(광원)이며, 반사광용 조명(6)과 다른 색의 조명(예를 들면 녹색의 조명)을 사용한다. 이것은 반사광용 조명(6)으로부터의 반사광과 구별(색 및 강도에 의해 구별)하여, 단판의 구멍(옹이 구멍), 크랙 등을 검출하기 위해서이다. 반사광용 조명(6)은 단판(9)의 반사광을 검출하기 위한 LED 등의 조명수단(광원)이며, 보통 백색의 조명을 사용한다. 라인 센서 카메라(8)는 단판(9)의 라인의 화상을 촬영하는 촬영수단이다.The image processing device 1 is an image processing means that processes image data from the line sensor camera 8 and outputs processing results such as single plate quality grade to the sorter control device 2. The sorter control device 2 outputs a sorter conveyor control signal, such as operation and stop of the conveyor, and a control signal for the grade distribution device 7 based on the output of the image processing device 1. The operating panel 3 is an operating panel that performs operations such as changing the setting values of the image processing device 1 and controlling the sorter control device 2. The belt conveyor (4) is a conveyance means that conveys the single plate (9). The transmitted light illumination 5 is an illumination means (light source) such as an LED for detecting holes, cracks, etc. in the end plate 9, and uses lighting of a different color (for example, green lighting) than the reflected light illumination 6. use. This is to distinguish the reflected light from the reflected light 6 (differentiated by color and intensity) and detect holes (knot holes), cracks, etc. in the veneer. The lighting 6 for reflected light is an illumination means (light source) such as LED for detecting the reflected light of the end plate 9, and usually uses white lighting. The line sensor camera 8 is a photographing means that captures images of the lines of the end plate 9.

이 단판 선별장치의 동작은 벨트 컨베이어(4)에서 보내진 단판(9)을 라인 센서 카메라(8)로 촬영하여 화상 데이터를 화상 처리장치(1)에 출력한다. 화상 처리장치(1)에서는 이 화상 데이터를 처리하여, 단판 품질 등급 등의 처리 결과를 선별기 제어장치(2)에 출력한다. 선별기 제어장치(2)는 등급별 분배장치(7)에 제어 신호를 출력하여, 단판(9)을 등급별로 선별하는 것이다. 이 선별은 벌레 구멍수, 구멍·빠지기 옹이 수, 산 옹이 수, 죽은 옹이 수, 이지러진 수, 크랙수, 나무의 진·입피(bark pocket)수, 청변(靑變)수, 뒤틀림(휨값) 등 및 이들의 크기(면적) 등의 정도에 따라 행하여진다.The operation of this plate sorting device is to photograph the plate 9 sent from the belt conveyor 4 with the line sensor camera 8 and output image data to the image processing device 1. The image processing device 1 processes this image data and outputs processing results, such as single plate quality grade, to the sorter control device 2. The sorter control device 2 outputs a control signal to the grade distribution device 7 to sort the single plate 9 by grade. This selection includes the number of insect holes, number of holes and missing knots, number of living knots, number of dead knots, number of splays, number of cracks, number of bark pockets, blueness number, and warpage value. This is done depending on the degree of etc. and their size (area).

(2) 화상 처리장치의 설명(2) Description of image processing device

도 2는 화상 처리장치의 설명도이다. 도 2에 있어서, 화상 처리장치에는 3대의 라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c), 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c), 레이저 마커(12a, 12b), 레이저 드라이버(13a, 13b), 메인 컴퓨터(14)가 설치되어 있다.Figure 2 is an explanatory diagram of an image processing device. In Figure 2, the image processing device includes three line sensor cameras (8a, 8b, 8c), bases for camera image acquisition (11a, 11b, 11c), laser markers (12a, 12b), and laser drivers (13a, 13b). , the main computer 14 is installed.

라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c)는 카메라 3대로 단판(9)을 반송 방향과 직교하는 방향으로 3분할하여 컬러로 촬영하는 촬영수단이다. 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)은 각각의 라인 센서 카메라로부터의 1라인의 화상을 받아들일 때마다, 디지털화 처리를 하여 메인 컴퓨터(14)에 화상 데이터를 송신하는 것이다.The line sensor cameras 8a, 8b, and 8c are three cameras that divide the single plate 9 into three parts in a direction perpendicular to the transport direction and take pictures in color. Each time the camera image acquisition bases 11a, 11b, and 11c receive one line of images from each line sensor camera, they digitize and transmit the image data to the main computer 14.

레이저 마커(12a, 12b)는 라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c)로부터 각 화상을 합성(결합)하기 위한 마크로 하는 단판의 반송방향에 가는 광선을 조사하는 것이다. 이 조사하는 광선은 뒤의 처리로 용이하게 제거할 수 있도록 단판(목재)의 색과는 다른 색의 가는 광선(예를 들면, 적색의 레이저 단색광선)을 조사할 수 있다. The laser markers 12a and 12b irradiate thin light rays from the line sensor cameras 8a, 8b and 8c in the transport direction of the veneer as a mark for compositing (combining) each image. This irradiated light ray can be irradiated as a thin ray of a different color from the color of the veneer (wood) (for example, a red laser monochromatic ray) so that it can be easily removed in later processing.

레이저 드라이버(13a, 13b)는 AC 전원과 접속되어 레이저 마커(12a, 12b)의 구동을 행하는 것이다. 메인 컴퓨터(14)는 처리수단, 격납수단, 출력수단 등을 구비하여 단판(9)의 화상 처리(화상 합성, 옹이 탐사, 결함 탐사 처리 등)를 하는 것이다. 여기서, 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)과 메인 컴퓨터(14)가 화상 처리수단이 된다. The laser drivers 13a and 13b are connected to an AC power source to drive the laser markers 12a and 12b. The main computer 14 is equipped with processing means, storage means, output means, etc., and performs image processing (image compositing, knot detection, defect detection processing, etc.) of the single plate 9. Here, the camera image acquisition bases 11a, 11b, 11c and the main computer 14 serve as image processing means.

화상 처리장치의 동작은 반송된 단판(9)을 투과광용 광원(5)과 반사광용 광원(6)으로부터의 광선으로 조명하여, 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)으로, 라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c)로부터 1라인의 화상을 받아들일 때마다, 메인 컴퓨터(14)에, 그 데이터를 송신한다. 메인 컴퓨터(14)에서는 수신한 화상의 보정을 하는 동시에 휨값을 검출하여, 화상을 순차적으로 결합해 간다. 최종적으로 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)이 화상을 받아들이는 것을 종료하는 시점에서, 메인 컴퓨터(14)에서는 컬러 화상의 합성과 흑백 농담 화상 변환은 거의 종료되었다. 그리고, 단판의 화상이 3분할되어 있는 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)으로부터의 화상을 메인 컴퓨터(14)에서 결합한다.The operation of the image processing device is to illuminate the conveyed single plate 9 with rays from the light source 5 for transmitted light and the light source 6 for reflected light, and to use bases 11a, 11b, and 11c for camera image acquisition, and a line sensor camera. Each time one line of images is received from (8a, 8b, 8c), the data is transmitted to the main computer 14. The main computer 14 corrects the received images, detects the warpage value, and sequentially combines the images. Finally, when the camera image acquisition bases 11a, 11b, and 11c have finished accepting images, the main computer 14 has almost finished compositing color images and converting black and white images. Then, the main computer 14 combines the images from the camera image acquisition bases 11a, 11b, and 11c, in which the single plate image is divided into three.

여기서, 단판(9)에는 레이저 마커(12a, 12b)로부터 레이저 마크가 조사되어 3분할되고, 라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c)에서는 각각의 레이저 마크까지의 라인 화상을 합치도록 하여, 간단히 화상을 결합할 수 있게 한다.Here, the end plate 9 is divided into three by irradiating laser marks from the laser markers 12a and 12b, and the line sensor cameras 8a, 8b and 8c combine the line images up to each laser mark to simply create an image. allows you to combine.

또, 화상의 처리 속도를 향상시키기 위해서, 옹이의 탐사 처리는 화소수가 많은 흑백 농담 화상으로 행하고, 죽은 옹이의 탐사 등 컬러 화상은 축소(화소수를 적게)한 화상으로 행할 수도 있다.Additionally, in order to improve the image processing speed, the knot exploration process may be performed using a black-and-white grayscale image with a large number of pixels, and the color image, such as the exploration of dead knots, may be performed using a reduced image (reducing the number of pixels).

이하, 화상 처리장치의 동작을 촬영 중인 처리와 촬영 후의 처리로 나누어 설명한다.Hereinafter, the operation of the image processing device will be explained by dividing it into processing during shooting and processing after shooting.

<촬영 중인 처리의 설명><Description of processing being filmed>

라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c)로 촬영된 화상 데이터는 1라인마다, 메인 컴퓨터(14)에 송신되어, 1장의 전체 화상으로서 합성된다.Image data captured by the line sensor cameras 8a, 8b, and 8c is transmitted to the main computer 14 for each line and synthesized as one entire image.

· 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)의 처리· Processing of camera image acquisition base (11a, 11b, 11c)

라인 센서 카메라(8a, 8b, 8c)로부터 1라인 컬러 화상을 받아들여, 레이저 마크의 위치(접합 위치)를 검출하고, 그 정보와 함께, 1라인 컬러 화상을 메인 컴퓨터(14)에 전송한다.A one-line color image is received from the line sensor cameras 8a, 8b, and 8c, the position of the laser mark (joining position) is detected, and the one-line color image is transmitted to the main computer 14 along with the information.

· 메인 컴퓨터(14)의 처리· Processing of the main computer (14)

도착한 1라인 컬러 화상의 보정을 하는 동시에 휨값을 검출하고, 상기 위치 정보(레이저 마크)에 근거해 합성한다. 여기서, 검사 대상에 휘어짐이 존재하면 상기 레이저 마크의 위치의 검출 궤적이 비직선형으로 뒤틀리기 때문에, 그 뒤틀림량으로부터, 휨값을 검출할 수 있다.While correcting the arrived 1-line color image, the warpage value is detected and synthesized based on the position information (laser mark). Here, if there is bending in the inspection object, the detection trace of the position of the laser mark is distorted in a non-linear form, so the bending value can be detected from the amount of distortion.

이것은 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)에서 촬영이 종료되고, 최후의 1라인 컬러 화상을 수신한 단계에서, 메인 컴퓨터(14)에서는 전체 컬러 화상의 합성이 완료된다. 또, 촬영 중인 시간을 유효하게 활용하기 위해서, 흑백 변환이나 축소 처리 등, 1라인마다 가능한 처리는 동시 병행적으로 행할 수 있다.At this stage, the shooting is completed in the camera image acquisition bases 11a, 11b, and 11c, and the final one-line color image is received, the synthesis of all color images is completed in the main computer 14. Additionally, in order to effectively utilize the shooting time, processing that can be performed for each line, such as black-and-white conversion or reduction processing, can be performed simultaneously and in parallel.

<촬영 후의 화상 해석 중인 처리의 설명><Explanation of processing during image analysis after shooting>

· 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c)의 처리· Processing of camera image acquisition base (11a, 11b, 11c)

다음의 판(단판)의 도착을 검출하는 때까지 대기한다.Wait until the arrival of the next plate (single plate) is detected.

· 메인 컴퓨터(14)의 처리· Processing of the main computer (14)

대상이 되는 판의 크기나 종류 등의 기정(旣定)정보에 근거해, 계산해야 하는 영역이나 설정값에 의해 옹이 탐사 처리, 투과광에 의한 결함 검출 처리 등을 하여, 최종적으로 휨값을 포함한 등급 분류 처리를 한다. 결과를 도시하지 않는 표시장치에 표시하는 동시에, 선별기 제어장치(2)에 결과를 출력한다.Based on preset information such as the size and type of the target plate, knot detection processing and defect detection processing using transmitted light are performed according to the area to be calculated or set values, and finally classification including the warpage value. Process it. The results are displayed on a display device (not shown), and the results are output to the sorter control device 2.

또, 상술한 설명에서는 화상 처리장치 내의 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c), 메인 컴퓨터(14) 등은 컴퓨터(PC)를 사용하는 것을 설명을 했지만, 이 사용하는 컴퓨터의 수는 화상 데이터량이나 컴퓨터의 처리 속도 등에 따라 변경할 수 있다. 또, 1대의 컴퓨터로 처리할 수도 있다.In addition, in the above explanation, it has been explained that the camera image acquisition bases 11a, 11b, 11c and the main computer 14 in the image processing device use computers (PCs), but the number of computers used is It can be changed depending on the amount of data or the processing speed of the computer. Also, it can be processed with one computer.

또, 라인 센서 카메라를 3대 사용하는 것을 설명했지만, 대상이 되는 판의 크기나 종류, 컴퓨터의 처리 성능에 따라, 1대, 2대 또는 4대 이상 사용할 수도 있다.In addition, we explained using three line sensor cameras, but depending on the size and type of the target plate and the processing power of the computer, one, two, or four or more cameras can be used.

(3) 단판 표면의 변색에 의한 결함부의 검출의 설명(3) Description of detection of defective parts due to discoloration of veneer surface

목재의 품질에 영향을 미치는 목재 표면의 변색에 의한 결함부분을, 이하의수단과 방법으로 검출할 수 있다.Defects due to discoloration of the wood surface that affect the quality of wood can be detected by the following means and methods.

변색에 의한 결함부란 목재에 외부로부터 진입한 곰팡이 등에 의한 변색부이며, 또는 합판에 사용하는 단판 등에서는 건조기에 의한 눌음이나, 목재의 수피(樹皮, bark) 흔적, 목재의 내부에 형성된 나무의 진이 표면에 나타난 것 등이다.Defects due to discoloration are areas of discoloration caused by mold entering the wood from the outside, or in veneers used for plywood, burning by a dryer, traces of bark, or wood stains formed inside the wood. What appears on the surface, etc.

이들의 것을 결함부로서 검출할 수 있도록 하는 것이다.This is to enable detection of these as defective parts.

(결함부의 검출수단의 설명)(Explanation of detection means for defective parts)

1) 목재의 표면을, 컬러의 라인 센서 카메라로 촬영하고, 그 화상을 컴퓨터에 입력장치(입력수단)를 사용하여 받아들인다.1) The surface of the wood is photographed with a color line sensor camera, and the image is received into a computer using an input device (input means).

2) 그 촬영 화상을 컴퓨터 메모리상(격납수단)에, 각 화소가 RGB(빨강, 초록, 파랑)로 구성되는 컬러 화상으로서 보존한다.2) The captured image is stored in the computer memory (storage means) as a color image in which each pixel is composed of RGB (red, green, blue).

3) 컴퓨터 화상 처리 프로그램(화상 처리장치)에 의해, RGB 화상을 HSV(색상, 채도, 명도) 화상으로 변환한다.3) The RGB image is converted into an HSV (hue, saturation, brightness) image by a computer image processing program (image processing device).

4) HSV 화상으로부터 하기의 방법으로 결함부를 검출한다.4) Defects are detected from the HSV image by the following method.

(결함부의 검출 방법의 설명)(Explanation of defect detection method)

동일 수종의 정상의(건전한) 목재의 표면색은 그 농담에 관계없이, 거의 특정의 채도와 색상의 영역에 분포된다. 그런데, 곰팡이 등의 결함부는 재질의 차이에 기인하여, 건전색의 분포로부터는 채도, 색상에 차이가 생긴다. 또, 눌음 등의 결함부는 건전색의 분포와 비교하여 상당히 검은(저명도) 부분에 분포된다.The surface color of normal (healthy) wood of the same species is distributed in almost a specific range of saturation and color, regardless of its lightness or shade. However, defects such as mold cause differences in saturation and hue from the healthy color distribution due to differences in materials. In addition, defective parts such as depressions are distributed in significantly black (low-brightness) areas compared to the distribution of healthy colors.

따라서, 검사 대상 목재 표면의 색 분포의, 건전 목재 표면의 색 분포에 대하여 채도, 색상의 편차와 명도의 편차를 조사하여, 큰 편차값의 부분을 결함부로서 검출하는 방법을 특징으로 하고 있다.Accordingly, the method is characterized by examining the saturation, color deviation, and brightness deviation of the color distribution of the surface of the wood to be inspected and the color distribution of the surface of the healthy wood, and detecting the portion with the large deviation value as a defective part.

(4) 기준이 되는 건전 목재 표면의 색 분포를 취득하는 방법의 설명(4) Description of the method for obtaining the color distribution of the standard sound wood surface

1) 검사 대상이 되는 수종에 대해서, 건전한 목재의 표면을 컬러의 라인 센서 카메라로 촬영한다.1) For the tree species being inspected, the surface of the healthy wood is photographed with a color line sensor camera.

2) 상기는 동일 수종에 대해서, 충분한 통계 정밀도를 얻을 수 있도록, 다른 상태의 표면을 복수 장(20장 정도 이상) 촬영한다.2) For the same tree species above, take multiple photos (about 20 or more) of the surface in different states to obtain sufficient statistical precision.

3) 상기한 모든 화상의 각 화소색을, 컴퓨터 메모리상의 3차원 색 공간에 배치하여 3차원 색 분포를 작성한다.3) Each pixel color of all the above images is arranged in a 3D color space in the computer memory to create a 3D color distribution.

3차원 색 공간으로서는 RGB(빨강, 초록, 파랑 공간)를 채취하는 것과, HSV(색상, 채도, 명도 색 공간) 또는 Lab 색 공간(「L」은 명도, 「a」는 그린에서 레드로, 「b」는 블루에서 옐로로의 색상의 요소를 의미함) 등을 사용할 수 있다.As a three-dimensional color space, RGB (red, green, blue space) is collected, HSV (hue, saturation, brightness color space) or Lab color space (“L” is brightness, “a” is from green to red, “ b" refers to a color element from blue to yellow), etc. can be used.

4) 3차원 색 분포의 등명도면마다 2차원 분포를 구하고, 최대 빈도를 나타내는 점을 얻는다.4) Obtain the 2-dimensional distribution for each isometric view of the 3-dimensional color distribution, and obtain the point representing the maximum frequency.

5) 명도를 단계적으로 변화시키면서 상기 4)의 최대 빈도점을 근사적으로 연결하는 곡선을 얻을 수 있다. 이 곡선을, 3차원 색 분포의 기준 중심축으로 한다.5) By changing the brightness step by step, a curve that approximately connects the maximum frequency points of 4) above can be obtained. This curve is taken as the standard central axis of the three-dimensional color distribution.

예를 들면, HSV색 분포로 명도가 0.0 내지 10의 범위의 값을 취하는 경우, 명도 구분 002마다 등명도의 값을 가지는 화소의 색상, 채도의 2차원 분포를 구하고, 그 최대 빈도점을 연결하는 곡선을 얻고, 이것을 3차원 색분포의 기준 중심축으로 한다. 또한 동시에 색상, 채도의 2차원 분포의 표준 편차 σc(v)도 구한다.For example, when the brightness ranges from 0.0 to 10 in the HSV color distribution, the two-dimensional distribution of color and saturation of pixels with equal brightness values for each brightness division 002 is obtained, and the maximum frequency points are connected. Obtain a curve and use this as the reference central axis of the 3D color distribution. At the same time, the standard deviation σc(v) of the two-dimensional distribution of color and saturation is also obtained.

6) 결함부 면적이 검사 대상 영역에 대하여 상대적으로 작은 것이 미리 알고 있는 경우에는 이 기준 분포는 검사 대상마다 취득한 화상 분포로 바꿀 수도 있다. 즉, 건전부의 분포의 평균과 표준 편차의 값을 알면 양호하기 때문이다.6) If it is known in advance that the defective area is relatively small with respect to the inspection target area, this reference distribution can be replaced with an image distribution acquired for each inspection target. In other words, it is good to know the mean and standard deviation values of the distribution of healthy parts.

(5) 결함검사 방법의 설명(5) Description of defect inspection method

1) 검사 대상의 목재 표면을 컬러의 라인 센서 카메라로 촬영한다.1) Photograph the wooden surface of the inspection target with a color line sensor camera.

2) 그 화상의 각 화소를 3차원 색 공간에 배치하고, 3차원 색 분포를 작성한다.2) Each pixel of the image is placed in a 3D color space and a 3D color distribution is created.

3) 3차원 색 분포의 기준 중심축으로부터의 색채 편차값을 다음과 같이 구한다.3) Calculate the color deviation value from the standard central axis of the 3D color distribution as follows.

예를 들면, 대상 화상의 x,y 위치의 화소를 g[x,y]와, 그 HSV색 분포 공간에서의 색을For example, the pixel at the x,y position of the target image is g[x,y], and the color in the HSV color distribution space is

색상값:h(g[x,y])Color value:h(g[x,y])

채도값:s(g[x,y])Saturation value: s(g[x,y])

명도값:v(g[x,y])Brightness value:v(g[x,y])

으로 하고, 앞에 구한 3차원 색 분포의 기준 중심축의 특정한 명도 v에 있어서의 기준 중심축의 좌표를, and the coordinates of the reference center axis at the specific brightness v of the reference center axis of the three-dimensional color distribution obtained previously are

색상값:H(v), 채도값:S(v)로 하고Hue value: H(v), saturation value: S(v)

그 등명도 평면의 가로축을 X, 세로축을 Y라고 하면 도 3과 같아진다. 도 3은 화상 g의 각 점의 색을 HS 평면상으로 변환하는 설명도이다. 도 3에 있어서, 대상 화상 목재의 화소 g[x,y]를 HS 평면상의 직교 좌표 X2,Y2로 변환하는 것이다. 또, 색의 분포(그물 모양 참조)는 원이 아니라 여러가지 형태로 분포되지만, 표준 편차에서는 대략 원이 된다.If the horizontal axis of the light plane is X and the vertical axis is Y, it becomes the same as Figure 3. Fig. 3 is an explanatory diagram of converting the color of each point in image g onto the HS plane. In Fig. 3, the pixel g[x,y] of the target image tree is converted to orthogonal coordinates X2,Y2 on the HS plane. Also, the distribution of colors (see net shape) is not a circle but is distributed in various shapes, but the standard deviation is approximately a circle.

여기서, 기준 중심축 좌표 H(v),S(v)의 직교 좌표 X1, Y1은 다음과 같아진다.Here, the orthogonal coordinates X1 and Y1 of the reference central axis coordinates H(v) and S(v) are as follows.

X1=S(v)·cos(2π·H(v)/360)X1=S(v)·cos(2π·H(v)/360)

Y1=S(v)·sin(2π·H(v)/360)Y1=S(v)·sin(2π·H(v)/360)

화소 g[x,y]의 h(v),s(v)의 직교 좌표 X2,Y2는 다음과 같이 된다.The orthogonal coordinates X2, Y2 of h(v), s(v) of pixel g[x,y] are as follows.

X2=s(v)·cos(2π·h(v)/360)X2=s(v)·cos(2π·h(v)/360)

Y2=s(v)·sin(2π·h(v)/360)Y2=s(v)·sin(2π·h(v)/360)

기준 중심축으로부터의 자승 공간거리 d는 다음과 같이 하여 구해진다.The square spatial distance d from the reference central axis is obtained as follows.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, 색채 편차값 Zc[x,y]은 다음과 같이 된다.Here, the color deviation value Zc[x,y] is as follows.

Figure pat00002
Figure pat00002

여기서, σc(v)는 기준 중심축의 명도 v에 있어서의 색상, 채도 2차원 분포의 표준 편차 σc(v)이다. βc는 기준 중심축으로부터 σc(v)의 몇배 벗어난 색을 이상(異常)으로 하는지를 결정하는 계수로, 예를 들면 1.0 내지 2.0 정도의 값을 취한다.Here, σc(v) is the standard deviation σc(v) of the two-dimensional distribution of hue and saturation at the brightness v of the reference central axis. βc is a coefficient that determines how many times σc(v) a color deviates from the reference central axis is considered abnormal, and takes a value of about 1.0 to 2.0, for example.

또, Lab 색 공간 등 다른 색 분포를 사용해도 동일하게 공간거리의 편차를 구할 수 있다.In addition, the spatial distance deviation can be obtained in the same way even if other color distributions such as Lab color space are used.

4) 다음에, 실제의 결함부분의 영역을 구하기 위해서는 색 분포 공간에서 표준으로부터 벗어난 색의 화소가 원래의 목재 화소 g[x,y]에서 국소적으로 클러스터(cluster)를 형성하고 있는 화소만을 선택할 필요가 있다. 여기에는 주변 화소의 색을 고려하면서 불연속적인 고립점을 제거하고, 편차가 큰 부분을 강조하는 처리로서, 화상 처리 기법으로 일반적인 이완법이라고 불리는 방법 등을 이용할 수 있다.4) Next, in order to find the area of the actual defect, only pixels in the color distribution space where the color pixels that deviate from the standard locally form a cluster in the original wood pixel g[x,y] must be selected. There is a need. Here, discontinuous isolated points are removed while considering the colors of surrounding pixels, and areas with large deviations are emphasized, and a method called a general relaxation method as an image processing technique can be used.

일례로서는 기준 중심축으로부터의 색채 편차값 Zc[x,y]를 초기 라벨로 하는 이완법으로, 색채 이상에 의한 결함 영역을 결정할 수 있다(도 4의 설명 참조)As an example, the defective area due to color abnormality can be determined by a relaxation method that uses the color deviation value Zc[x,y] from the reference central axis as the initial label (see explanation in FIG. 4).

(명도 이상에 의한 결함부분 검출의 설명)(Explanation of detection of defective parts due to abnormal brightness)

5) 3차원 색 분포의 기준 중심축(명도축) 방향의 히스토그램을 구한다.5) Obtain a histogram in the direction of the standard central axis (brightness axis) of the 3D color distribution.

6) 상기 건전부의 명도 히스토그램이, 평균값 Vm, 표준 편차 σv의 정규 분포(가우스 분포)로 하고, 명도 편차값 Zv[x,y]를 다음과 같이 하여 구한다.6) The brightness histogram of the sound part is assumed to be a normal distribution (Gaussian distribution) with a mean value Vm and a standard deviation σv, and the brightness deviation value Zv[x,y] is obtained as follows.

Zv[x,y]=|Vm-g[x,y]v|/(σv×βv)Zv[x,y]=|Vm-g[x,y]v|/(σv×βv)

βv는 명도 평균값 Vm으로부터 σv의 몇배 벗어난 명도를 이상으로 하는지를 결정하는 계수로, 예를 들면 1.0 내지 4.0 정도의 값을 취한다.βv is a coefficient that determines how many times σv the brightness deviates from the brightness average value Vm is considered ideal, and takes a value of about 1.0 to 4.0, for example.

색채와 명도의 종합 편차값 Zt[x,y]은 다음과 같이 된다.The overall deviation value Zt[x,y] of color and brightness is as follows.

Zt[x,y]=Zc[x,y]+Zv[x,y]Zt[x,y]=Zc[x,y]+Zv[x,y]

명도 히스토그램이, 카메라 특성 등에 의해 정규 분포를 나타내지 않는 경우(예를 들면, 명도가 1.0에 가까운 밝은 부분이 포화되는 등)에는 평균값 Vm, 표준 편차 σv가 정확하게 구해지지 않는 경우가 있다. 이 경우에는 히스토그램이 표준 정규 분포를 따르는 것으로서, 규격화된 누적 확률 분포 함수 F(x)가 다음과 같다고 나타낼 수 있다.If the brightness histogram does not show a normal distribution due to camera characteristics, etc. (for example, bright parts with brightness close to 1.0 are saturated), the average value Vm and standard deviation σv may not be obtained accurately. In this case, the histogram follows the standard normal distribution, and the normalized cumulative probability distribution function F(x) can be expressed as follows.

Figure pat00003
Figure pat00003

(여기서, x는 명도, μ는 명도의 평균값, σ는 표준 편차이다.)(Here, x is the brightness, μ is the average value of brightness, and σ is the standard deviation.)

명도 히스토그램을 명도가 낮은 쪽부터 적산하고, 그 적산값을 전체 화소수로 나눈 값(누적 도수)이, 다음의 p1, p2, p3, p4에 상당하는 명도를 각각 구하고, V1, V2, V3, Vm으로 한다.The brightness histogram is integrated starting from the side with the lowest brightness, and the integrated value is divided by the total number of pixels (accumulated frequency) to obtain the brightness corresponding to the following p1, p2, p3, and p4, respectively. V1, V2, V3, Make it VM.

p1=F(μ-2.0σ)=0.0228p1=F(μ-2.0σ)=0.0228

p2=F(μ-1.0σ)=0.1587p2=F(μ-1.0σ)=0.1587

p3=F(μ-0.5σ)=0.3085p3=F(μ-0.5σ)=0.3085

p4=F(μ)=0.5p4=F(μ)=0.5

또, V1, V2, V3, Vm이 취할 수 있는 유효 영역 Vmin, Vmax는 기준이 되는 목재 등으로부터 경험적으로 구해지고, 예를 들면 Vmin=0.25, Vmax=0.9로서 설정할 수 있다.Additionally, the effective areas Vmin and Vmax that can be taken by V1, V2, V3, and Vm are empirically obtained from reference wood, etc., and can be set as Vmin = 0.25 and Vmax = 0.9, for example.

a) V1, V2, V3, Vm 중, 유효 영역 내에 존재하는 V2:F(Vm-σ)=0.1587과 Vm:F(Vm)=0.5에 상당하는 명도 위치를 찾으면 추정 평균값 x=Vm과 표준 편차 σv가 구해지게 된다(도 8 참조)a) Among V1, V2, V3, and Vm, if you find the brightness position corresponding to V2:F(Vm-σ)=0.1587 and Vm:F(Vm)=0.5 within the effective area, the estimated average value x=Vm and standard deviation σv is obtained (see Figure 8)

b) 하지만, 명도 분포가 x=μ보다 작은 부분에서 분포 형상이 흐트러진 경우 등에는 Vm은 유효 영역 밖이 된다. 그 때에는, 유효 영역 내에서 존재하는 V1:F(Vm-2.0σv)와 V2:F(Vm-1.0σv)를 구하고,b) However, in cases where the brightness distribution is smaller than x=μ and the distribution shape is disturbed, Vm is outside the effective area. At that time, find V1:F(Vm-2.0σv) and V2:F(Vm-1.0σv) that exist within the effective area,

로 하여 σv와 Vm을 추정할 수 있다(도 9 참조)σv and Vm can be estimated (see Figure 9).

c) 또는 명도 이상부가 상대적으로 커지면c) Or, if the brightness abnormality becomes relatively large,

V1:F(Vm-2.0σv)와 V2:F(Vm-1.0σv)는 유효 영역 밖이 된다. 그래서, 유효 영역 내에 존재하는 명도값 V3:F(Vm-0.5σ)=0.3085와 Vm:F(Vm)=0.5로부터 σv=(Vm-V3)×2가 되어 σv와 Vm을 추정할 수 있다(도 10 참조)V1:F(Vm-2.0σv) and V2:F(Vm-1.0σv) are outside the effective area. So, from the brightness values V3:F(Vm-0.5σ)=0.3085 and Vm:F(Vm)=0.5 that exist within the effective area, σv=(Vm-V3)×2 can be used to estimate σv and Vm ( (see Figure 10)

이 방법을 사용하면, 기준이 되는 목재를 사용하지 않고, 또, 분포 형상에 관계없이, 건전부의 평균값과 표준 편차를 구할 수 있다(또, 기준이 되는 목재를 사용하는 경우는 구하는 처리를 하지 않고, 그 평균값과 표준 편차를 사용함)Using this method, the average value and standard deviation of the sound part can be obtained without using reference wood and regardless of the distribution shape (also, if reference wood is used, no processing is performed to obtain it). (without using the average value and standard deviation)

7) 다음에, 실제의 결함부분의 영역을 구하기 위해서는 색 분포 공간에서 표준으로부터 떨어진 색의 화소가 원래의 목재 화소 g[x,y]로 국소적으로 클러스터를 형성하고 있는 화소만을 선택할 필요가 있다. 거기에는 주변의 화소의 색을 고려하면서 불연속인 고립점을 제거하고, 편차가 큰 부분을 강조하는 처리로서, 화상 처리 기법으로 일반적인 이완법이라고 불리는 방법 등을 사용할 수 있다.7) Next, in order to obtain the area of the actual defective area, it is necessary to select only pixels in the color distribution space where pixels of colors away from the standard locally form a cluster with the original wood pixel g[x,y]. . There, it is possible to use a method called a general relaxation method as an image processing technique, which removes discontinuous isolated points while considering the colors of surrounding pixels and emphasizes parts with large deviations.

일례로서는 색채와 명도의 종합 편차값 Zt[x,y]를 초기 라벨로 하는 이완법(도 4의 설명 참조)에 의해, 색채와 명도 이상에 의한 결함 영역을 결정할 수 있다.As an example, a defective area due to color and brightness abnormalities can be determined by a relaxation method (see explanation in FIG. 4) using the overall deviation value of color and brightness Zt[x,y] as an initial label.

지금까지는 목재의 자동 품질검사에서는 표면색의 명암만으로, 또는 특정의 색을 지정함으로써 결함을 검출하였지만, 이것으로는 밝은 부분이나 색이 변화되었을 때에는 대응할 수 없고, 모두 양품(良品)이 되었다.Until now, in automatic quality inspection of wood, defects have been detected only by the lightness and darkness of the surface color or by specifying a specific color, but this cannot respond to changes in bright areas or colors, and all products have become non-defective products.

목재의 표면색 중, 사람의 눈에 위화감을 주어, 품질에 영향을 미치는 부분은 목재 본래의 자연색이 아닌 것이 많고, 이것은 3차원 색 공간에서의 색 분포에 차이가 되어 나타난다. 이 차이를 분리 검출한다고 하는 통일적인 방법으로 결함부분을 정밀도 좋게 검출하는 것이 가능해진다.Among the surface colors of wood, many parts that cause discomfort to the human eye and affect quality are not the wood's original natural colors, and this appears as a difference in color distribution in the three-dimensional color space. A unified method of separating and detecting these differences makes it possible to detect defective parts with high precision.

또, 목재의 품질에 영향을 미치는 곰팡이 등은 목재의 종별이나 산지에 따라 색이 다르므로, 단일한 방법으로 모두를 정밀도 좋게 검출하는 것은 어려웠다. 그러나 본 발명에 따르면 검사 대상이 되는 목재의 종류가 달라도, 대부분 기준 중심축 좌표값을 변경하지 않고 검출이 가능해진다. 만약, 수종에 따라 검출 정밀도가 악화되어도, 초기값인 3차원 색 분포의 기준 중심축 좌표를 변경하는 것만으로, 검출 정밀도를 회복할 수 있다.In addition, since the color of fungi that affect the quality of wood varies depending on the type of wood and the production area, it was difficult to detect all of them with high precision using a single method. However, according to the present invention, even if the type of wood being inspected is different, detection is possible without changing the reference central axis coordinate value in most cases. Even if the detection accuracy deteriorates depending on the tree species, the detection accuracy can be restored simply by changing the reference central axis coordinate of the 3D color distribution, which is the initial value.

또, 나무의 진이나 수피 등은 지금까지 화상 처리에 의한 외관검사에서의 검출은 어려웠지만, 이들의 검출도 가능해진다.In addition, although it has been difficult to detect tree pulp and bark through visual inspection using image processing, detection of these substances is now possible.

수피 등이 흑화된 부분을 정밀도 좋게 검출할 수 있게 되었기 때문에, 흑화된 수피가 남아 있는지의 여부를 판정함으로써 산 옹이, 죽은 옹이의 판정도 용이해진다.Since it is now possible to detect blackened parts of the bark, etc. with high precision, it becomes easier to determine whether a knot is alive or dead by determining whether or not the blackened bark remains.

(6) 이완법의 설명(6) Description of relaxation method

도 4는 이완법의 설명도이다. 이하 도 4의 처리 S1 내지 S3에 따라서 설명한다.Figure 4 is an explanatory diagram of the relaxation method. Hereinafter, explanation will be given according to processes S1 to S3 in FIG. 4.

이 처리에서는 대상이 되는 화상의 화소 g(x,y) 각각에 대하여, 결함 확률 Pi(x,y)를 설정한다. 여기서 Pi(x,y)는 i회째의 반복 후의 화소 g(x,y)에 대한 결함 확률이다.In this process, the defect probability Pi(x,y) is set for each pixel g(x,y) of the target image. Here, Pi(x,y) is the defect probability for pixel g(x,y) after the ith repetition.

S1:화상 처리장치는 대상이 되는 화상의 화소 g(x,y) 각각에 대하여, 초기 확률 P0(x,y(O 내지 10))을 부여하고, 처리 S2로 이동한다. 여기서 P0(x,y)은 색 편차값 Z(x,y)의 값으로부터 다음과 같이 한다.S1: The image processing device assigns an initial probability P0(x,y(O to 10)) to each pixel g(x,y) of the target image and moves to process S2. Here, P0(x,y) is calculated from the color deviation value Z(x,y) as follows.

P0(x,y)=Z(x,y):0<Z<1.0P0(x,y)=Z(x,y):0<Z<1.0

1.0:Z>=1.01.0:Z>=1.0

S2:화상 처리장치는 모든 화소에 대하여S2: Image processing device for all pixels

만약 (0.0<Pi(x,y)<1.0)일 때If (0.0<Pi(x,y)<1.0)

Pi(x,y)의 이웃 화소의 확률 평균값 <P>를 구하고,Find the probability average value <P> of the neighboring pixels of Pi(x,y),

Pi+1=Pi+α(<P>-Pi)Pi+1=Pi+α(<P>-Pi)

(α는 주변 화소의 영향 계수로 1 내지 4 정도)(α is the influence coefficient of surrounding pixels, approximately 1 to 4)

로 하여 확률을 갱신하고, 처리 S3으로 이동한다.Update the probability and move to process S3.

(Pi(x,y)≤0.0 또는 Pi(x,y)≥1.0)일 때는When (Pi(x,y)≤0.0 or Pi(x,y)≥1.0)

Pi+1=PiPi+1=Pi

로 하고, 확률은 갱신하지 않고, 처리 S3으로 이동한다., the probability is not updated, and the process moves to process S3.

S3:화상 처리장치는 수속 조건을 조사한다.S3: The image processing device checks the convergence conditions.

만약, Pi(x,y)에 대하여,If, for Pi(x,y),

반복횟수 I가 지정수보다 크고(I>지정수),The repetition number I is greater than the specified number (I > specified number),

Pi=0.0과 pi=1.0의 화소수의 전체 화소에 대한 비율이 지정율보다 크면(>지정율), 처리를 종료한다.If the ratio of the number of pixels of Pi = 0.0 and pi = 1.0 to all pixels is greater than the specified rate (> specified rate), the process is terminated.

그렇지 않으면, 처리 S2를 반복한다.Otherwise, repeat process S2.

여기서, 반복 지정수는 1O회 정도, Pi=0.0과 pi=1.0의 화소수의 전체 화소에 대한 지정율은 99% 정도로 한다.Here, the repetition designation number is approximately 10 times, and the designation rate of the number of pixels of Pi = 0.0 and pi = 1.0 for all pixels is approximately 99%.

(7) HSV 색 공간에 있어서의 색 분포의 설명(7) Description of color distribution in HSV color space

도 5는 HSV 색 공간에 있어서의 색 분포의 설명도이다. 도 5에 있어서, 위쪽 방향은 명도(V:여기서는 V=0.0 내지 1.0), 같은 명도 평면의 지름 방향이 채도(S:여기서는 S=0.0 내지 1.0), 원주 방향이 색상(H:여기서는 H=0°내지 360°)을 나타내고 있다. 건전 목재의 색 분포는 큰 상하의 색 분포의 영역이 있고, 이 색 분포의 중심축(기준 중심축)을 위쪽 방향의 화살표로 나타내고 있다.Figure 5 is an explanatory diagram of color distribution in the HSV color space. In Figure 5, the upward direction is brightness (V: here, V = 0.0 to 1.0), the radial direction of the same brightness plane is saturation (S: here, S = 0.0 to 1.0), and the circumferential direction is color (H: here, H = 0). ° to 360°). The color distribution of sound wood has a large upper and lower color distribution area, and the central axis (reference central axis) of this color distribution is indicated by an upward arrow.

또, 곰팡이 등의 변색부인 색채 이상부의 색 분포는 우측에 색채 이상 영역으로서 나타내고 있다. 또, 건조기에 의한 눌음 등의 명도 이상부는 하측에서 작은 색 분포의 영역으로서 나타내고 있다.In addition, the color distribution of the color abnormality area, which is a discoloration area caused by mold or the like, is shown as a color abnormality area on the right. In addition, the brightness abnormality, such as scuffing caused by a dryer, is shown as a small area of color distribution at the bottom.

(8) 특정 명도 평면에 있어서의 화소 분포의 설명(8) Description of pixel distribution in a specific brightness plane

도 6은 특정 명도 v 평면에 있어서의 화소 분포의 설명도이다. 도 6에 있어서, 특정 명도 v 평면에 있어서의 색채 이상부의 화소 분포를 도시하고 있다. 여기서 색채 이상부의 화소 분포는 표준 편차 σc(v)로 특정한 영역(그물 모양부 참조)에 분포된다.Figure 6 is an explanatory diagram of pixel distribution in a specific brightness v plane. In Fig. 6, the distribution of pixels of color abnormalities in the specific brightness v plane is shown. Here, the distribution of pixels in the color abnormality is distributed in a specific area (refer to the net-shaped part) with a standard deviation σc(v).

(9) 중심축 방향의 화소 분포의 설명(9) Description of pixel distribution in the central axis direction

도 7은 정규 분포의 누적 도수 F(x)의 설명도이다. 도 7에 있어서, 점선으로 일반적인 정규 분포(분포 확률)를 나타내고 있고, 누적 도수(누적 확률 분포 함수) F(x)는 목재의 건전부의 적산값을 전체 화소수 N으로 나누어 규격화한 것이다. 여기서, p1=0.0228(μ-2σ), p2=0.1587(μ-1.0σ), p3=0.3085(μ-0.5σ), p4=0.5(평균값=μ)가 된다.Figure 7 is an explanatory diagram of the cumulative frequency F(x) of a normal distribution. In Figure 7, a general normal distribution (distribution probability) is indicated by a dotted line, and the cumulative frequency (cumulative probability distribution function) F(x) is standardized by dividing the integrated value of the sound part of the wood by the total number of pixels N. Here, p1 = 0.0228 (μ-2σ), p2 = 0.1587 (μ-1.0σ), p3 = 0.3085 (μ-0.5σ), p4 = 0.5 (average value = μ).

도 8은 중심축 방향의 화소 분포(정상의 분포 형상)의 설명도이다. 도 8에 있어서, 3차원 색 분포의 기준 중심축(명도축) 방향의 히스토그램을 도시하고 있다. 이 명도 히스토그램으로, 상기 p1, p2, p3, p4에 상당하는 명도를 각각 V1, V2, V3, Vm으로 하고, 또, 목재 표면의 건전부가 취할 수 있는 유효 영역을 Vmin, Vmax로 한다.Fig. 8 is an explanatory diagram of pixel distribution (normal distribution shape) in the central axis direction. In Figure 8, a histogram in the direction of the reference central axis (brightness axis) of the three-dimensional color distribution is shown. In this brightness histogram, the brightness corresponding to p1, p2, p3, and p4 is set to V1, V2, V3, and Vm, respectively, and the effective area that can be taken by the sound part of the wood surface is set to Vmin and Vmax.

이 도면의 경우, 유효 영역 내에 존재하는 V2:F(Vm-σ)=0.1587과 Vm:F(Vm)=0.5에 상당하는 명도 위치를 찾을 수 있으면 추정 평균값 x=Vm과 표준 편차 σv가 구해지게 된다.In the case of this figure, if the brightness position corresponding to V2:F(Vm-σ)=0.1587 and Vm:F(Vm)=0.5 within the effective area can be found, the estimated average value x=Vm and standard deviation σv can be obtained. do.

도 9는 분포 형상이 이상한 경우에 평균값 Vm을 추정하는 설명도이다. 도 9에 있어서, 3차원 색 분포의 기준 중심축(명도축) 방향의 히스토그램을 도시하고 있다. 이 명도 히스토그램은 목재 표면의 건전부의 명도 분포가 x=μ보다 작은 부분에 분포 형상이 흐트러진 경우 등에는 Vm은 유효 영역 밖이 된다. 이때는 유효 영역 내에서 존재하는 V1:F(Vm-2.0σv)와 V2:F(Vm-1.0σv)를 구하고, σv=V2-V1과 Vm=V2+σv로부터 σv와 Vm을 추정할 수 있다.Figure 9 is an explanatory diagram for estimating the average value Vm when the distribution shape is abnormal. In Figure 9, a histogram in the direction of the reference central axis (brightness axis) of the three-dimensional color distribution is shown. In this brightness histogram, if the brightness distribution of the sound part of the wood surface is disturbed in a part smaller than x=μ, Vm is outside the effective area. In this case, V1:F(Vm-2.0σv) and V2:F(Vm-1.0σv) that exist within the effective area can be obtained, and σv and Vm can be estimated from σv=V2-V1 and Vm=V2+σv.

도 10은 명도 이상부의 면적이 큰 경우의 설명도이다. 도 10에 있어서, 3차원 색 분포의 기준 중심축(명도축) 방향의 히스토그램을 도시하고 있다. 이 명도 히스토그램은 목재 표면의 명도 이상부의 면적이 상대적으로 커지면 V1:F(Vm-2.0σv)와 V2:F(Vm-1.0σv)는 유효 영역 밖이 된다. 그래서, 유효 영역 내에 존재하는 명도값 V3:F(Vm-0.5σ)=0.3085와 Vm:F(Vm)=0.5로부터 σv=(Vm-V3)×2가 되고, σv와 Vm을 추정할 수 있다.Figure 10 is an explanatory diagram for the case where the area of the brightness abnormality part is large. In Figure 10, a histogram in the direction of the reference central axis (brightness axis) of the three-dimensional color distribution is shown. In this brightness histogram, when the area of the brightness anomaly on the wood surface becomes relatively large, V1:F(Vm-2.0σv) and V2:F(Vm-1.0σv) fall outside the effective area. So, from the brightness values V3:F(Vm-0.5σ)=0.3085 and Vm:F(Vm)=0.5 that exist within the effective area, σv=(Vm-V3)×2, and σv and Vm can be estimated. .

이와 같이, 명도 히스토그램이, 카메라 특성 등에 의해 정규 분포를 나타내지 않는 경우(예를 들면 명도가 1.0에 가까운 부분에서 센서 감도의 특성이 리니어가 아닌 경우)에는 평균값 Vm, 표준 편차 σv가 정확하게 구해지지 않는 경우가 있다. 이러한 경우에도, 히스토그램이 표준 정규 분포를 따르는 것으로서, 분포의 아래 부분에서의 히스토그램(2개의 점)으로부터 전체의 분포를 추정할 수 있고, 평균값 Vm 및 표준 편차 σv를 구할 수 있다.Likewise, if the brightness histogram does not show a normal distribution due to camera characteristics, etc. (for example, when the sensor sensitivity characteristics are not linear in the area where the brightness is close to 1.0), the average value Vm and standard deviation σv cannot be obtained accurately. There are cases. Even in this case, since the histogram follows the standard normal distribution, the entire distribution can be estimated from the histogram (two points) at the bottom of the distribution, and the average value Vm and standard deviation σv can be obtained.

이것에 의해, 화상 처리장치에서, 유효 영역 내(Vmin 내지 Vmax)에 있는 점인 V1 내지 Vm 중의 2점을 사용하여 건전부의 평균값 Vm 및 표준 편차 σv를 구할(추정할) 수 있다. 이 사용하는 2점의 우선 순위로서, 평균값 Vm과 다른 점(V1 내지 V3의 1점)으로 하고, 평균값 Vm이 유효 영역 내에 없는 경우에 V1 내지 V3의 2점을 사용하도록 한다.As a result, in the image processing apparatus, the average value Vm and the standard deviation σv of the healthy part can be obtained (estimated) using two points among V1 to Vm, which are points within the effective area (Vmin to Vmax). The priority of the two points used is a point different from the average value Vm (one point from V1 to V3), and when the average value Vm is not within the effective area, two points from V1 to V3 are used.

(1O) 프로그램 인스톨의 설명(1O) Description of program installation

화상 처리장치(화상 처리수단)(1), 선별기 제어장치(선별기 제어수단)(2), 카메라 화상 취득용 기반(11a, 11b, 11c), 메인 컴퓨터(14) 등은 프로그램으로 구성할 수 있고, 주로 제어부(CPU)가 실행하는 것이며, 주기억에 격납되어 있는 것이다. 이 프로그램은 컴퓨터에서 처리되는 것이다. 이 컴퓨터는 주로 제어부, 주기억, 화일장치, 표시장치 등의 출력장치, 입력장치 등의 하드웨어로 구성되어 있다.The image processing device (image processing means) (1), the sorter control device (sorter control means) (2), the camera image acquisition base (11a, 11b, 11c), the main computer (14), etc. can be configured with a program. , It is mainly executed by the control unit (CPU) and stored in main memory. This program is processed on a computer. This computer mainly consists of hardware such as a control unit, main memory, file device, output devices such as display device, and input device.

이 컴퓨터에, 본 발명의 프로그램을 인스톨한다. 이 인스톨은 플로피, 광자기 디스크 등의 가반형 기록(기억)매체에, 이들의 프로그램을 기억시켜 두고, 컴퓨터가 구비하고 있는 기록매체에 대하여, 액세스하기 위한 드라이브장치를 통해서, 또는 LAN 등의 네트워크를 통해서, 컴퓨터에 형성된 파일장치에 인스톨된다. 이것에 의해, 목재의 품질에 영향을 미치는 목재 표면의 변색에 의한 결함부분을 색 분포를 이용하여 정확하게 검출할 수 있는 목재의 검사 장치를 용이하게 제공할 수 있다.The program of the present invention is installed on this computer. This installation stores these programs on portable recording (storage) media such as floppy disks and magneto-optical disks, and allows access to the recording media included in the computer through a drive device or network such as LAN. It is installed on the file device created on the computer. As a result, it is possible to easily provide a wood inspection device that can accurately detect defects caused by discoloration of the wood surface that affect the quality of wood using color distribution.

이상에서 상세하게 설명한 바에 의하면, 본 발명에 따른 목재 제품의 불량 검사 방법은 화상 처리수단으로, 촬영수단에 의해 촬영된 컬러 화상의 색 분포를 구하고, 상기 구한 색 분포를 미리 결정한 정상 목재의 색 분포와 비교하여, 상기 구한 색 분포가 상기 정상 목재의 색 분포로부터 소정값 이상 벗어난 것을 이상 색 분포로 하고, 상기 이상 색 분포가 상기 촬영수단에 의해 촬영된 목재면상에서의 영역에서 소정값보다 큰 것을 목재의 결함으로서 검출하기 때문에, 목재의 품질에 영향을 미치는 목재 표면의 변색에 의한 결함부분을 색 분포를 이용하여 정확하게 검출할 수 있다.As described in detail above, the method for inspecting wood products for defects according to the present invention uses image processing means to obtain the color distribution of a color image captured by a photographing means, and determines the color distribution of normal wood in advance by determining the obtained color distribution in advance. Compared with, the obtained color distribution deviates from the color distribution of the normal wood by more than a predetermined value as an abnormal color distribution, and the abnormal color distribution is larger than a predetermined value in the area on the wood surface photographed by the photographing means. Since it is detected as a defect in wood, defects due to discoloration of the wood surface that affect the quality of wood can be accurately detected using color distribution.

결함 면적이 검사 대상 영역에 대하여 상대적으로 작은 목재를 검사 대상으로 하는 경우에 대해서는, 미리 결정한 정상 목재의 색 분포로 하고, 검사 대상마다 취득한 화상 분포를, 그 때마다 바꾸어 사용하기 때문에, 미리 결정하는 정상 목재의 색 분포를 용이하게 취득할 수 있다.In the case where the inspection target is wood with a defect area that is relatively small relative to the inspection target area, the color distribution of normal wood is set in advance, and the image distribution acquired for each inspection target is changed each time, so the predetermined color distribution is used. The color distribution of normal wood can be easily obtained.

촬영한 컬러 화상의 색 분포의 명도 히스토그램을 구하여 명도 이상부를 검출하기 때문에, 눌음 등의 명도 이상부의 검출을 용이하게 실시할 수 있다.Since the brightness histogram of the color distribution of the captured color image is obtained and the brightness abnormality is detected, the brightness abnormality such as pressing can be easily detected.

미리 결정한 정상 목재의 색 분포의 명도 히스토그램은 전체가 정규 분포를 따르는 것으로 하고 일부 영역의 누적 도수부터 전체의 정규 분포를 추정하기 때문에, 정상 목재의 색 분포를 미리 결정하지 않아도 검사하는 목재로부터 정상 목재의 색 분포를 추정할 수 있다.Since the brightness histogram of the predetermined color distribution of normal wood is assumed to follow a normal distribution as a whole and estimates the overall normal distribution from the cumulative frequency of some areas, the color distribution of normal wood can be determined from the wood being inspected even if the color distribution of normal wood is not determined in advance. The color distribution of can be estimated.

한편, 본 도면에 개시된 실시예는 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.Meanwhile, the embodiments disclosed in these drawings are merely provided as specific examples to aid understanding, and are not intended to limit the scope of the present invention. It is obvious to those skilled in the art that in addition to the embodiments disclosed herein, other modifications based on the technical idea of the present invention can be implemented.

1...화상 처리장치(화상 처리수단) 2...선별기 제어장치
3...조작반 4...벨트 컨베이어
5...투과광용 조명(조명수단) 6...반사광용 조명(조명수단)
7...등급별 분배장치 8...라인 센서 카메라(촬영수단)
9...목재
1...Image processing device (image processing means) 2...Selector control device
3...Operation panel 4...Belt conveyor
5...Lighting for transmitted light (lighting means) 6...Lighting for reflected light (lighting means)
7...Distribution device by grade 8...Line sensor camera (photography means)
9...wood

Claims (2)

촬영수단으로 목재 제품의 컬러 촬영을 하고,
화상 처리수단으로 상기 촬영수단에 의해 촬영된 컬러 화상의 색 분포의 명도 히스토그램을 구하고,
미리 결정한 정상 목재 제품의 색 분포의 명도 히스토그램의 평균 및 분포의 표준 편차에 기초한 기준값으로부터 소정값 이상 벗어난 상기 컬러 화상의 색분포를 이상 색 분포로 하고,
상기 촬영수단에 의해 촬영된 목재 제품 면상에서 상기 이상 색 분포를 갖는 영역을 구하고, 상기 이상 색분포를 갖는 영역이 소정값보다 넓으면 목재 제품의 결함으로서 검출하고,
결함 면적이 검사 대상 영역에 대하여 상대적으로 작은 목재 제품을 검사 대상으로 하는 경우에 대해서는 상기 미리 결정한 정상 목재의 색 분포로서, 검사 대상마다 취득한 화상 분포를, 매회 바꾸어 사용하는 목재 제품의 불량 검사 방법.
Color photography of wooden products is carried out as a means of photography.
Using image processing means, a brightness histogram of the color distribution of the color image captured by the photographing means is obtained,
The color distribution of the color image that deviates by a predetermined value or more from a reference value based on the average of the brightness histogram of the color distribution of the normal wood product determined in advance and the standard deviation of the distribution is set as an abnormal color distribution,
Obtaining an area having the abnormal color distribution on the surface of the wood product photographed by the photographing means, detecting the area having the abnormal color distribution as a defect of the wood product if the area having the abnormal color distribution is wider than a predetermined value,
In the case where the inspection target is a wood product whose defect area is relatively small with respect to the inspection target area, a defect inspection method for wood products in which the image distribution acquired for each inspection target is changed each time as the color distribution of the predetermined normal wood.
제1항에 있어서,
상기 미리 결정한 정상 목재 제품의 색 분포의 명도 히스토그램은 전체가 정규 분포를 따르는 것으로서 일부의 영역의 누적 도수로부터 전체의 정규 분포를 추정하는 목재 제품의 불량 검사 방법.
According to paragraph 1,
The brightness histogram of the color distribution of the predetermined normal wood product follows a normal distribution as a whole, and a defect inspection method for wood products in which the overall normal distribution is estimated from the cumulative frequency of some areas.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117152161A (en) * 2023-11-01 2023-12-01 山东迪特智联信息科技有限责任公司 Shaving board quality detection method and system based on image recognition
CN117152161B (en) * 2023-11-01 2024-03-01 山东迪特智联信息科技有限责任公司 Shaving board quality detection method and system based on image recognition

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