KR0173247B1

KR0173247B1 - 파이프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리장치

Info

Publication number: KR0173247B1
Application number: KR1019950052416A
Authority: KR
Inventors: 진상훈
Original assignee: 배순훈; 대우전자주식회사
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1999-03-20
Also published as: KR970058009A

Abstract

본 발명은 파이프 라인 구조를 가지는 화상 처리 장치에 관한 것으로, 카메라로부터 영상을 입력받아 디지탈 데이타로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부와, 상기 아날로그/디지탈 변환부의 제어와 칩마운터 제어부와의 인터페이스를 제어하며, 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 영상입력 및 이진화 과정을 수행하고 외곽선 검출등의 제1 중간 데이타를 출력하는 과정을 반복하여 수행하는 제1 제어부와, 상기 제1 제어부로부터 전송되어 오는 제1 중간 데이타를 받아 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 위치 및 각도 검출을 수행하고, 그 검출결과를 상기 제1 제어부로 전송하며, 처리과정에서 발생한 제2 중간 데이타를 출력하는 과정을 반복하는 제2 제어부와, 상기 제2 제어부로부터 전송되어 오는 제2 중간 데이타를 받아 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 부품 오류검색을 수행하고, 그 검색결과를 상기 제1 제어부로 전송하는 과정을 수행하는 제3 제어부를 구비하여, 전체의 화상처리 과정을 다수의 단위처리로 분할하고 각 단위처리를 다수의 프로세서가 처리하여 고속처리가 가능한 파이프 라인 구조를 가지는 화상 처리 장치이다.

Description

파이프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리 장치

제1도는 다수의 스테이션을 구비한 로타리형 칩마운터의 각 스테이션 별의 동작을 보인다.

제2도는 본 발명에 의한 파이프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도이다.

제3도는 3개의 제어부가 3개의 처리과정을 각각 반복하여 처리하는 과정을 설명하는 설명도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 제1 제어부 22 : 제2 제어부

23 : 제3 제어부 24 : 아날로그/디지탈 변환부

25 : 디지탈/아날로그 변환부 26 : 제1 입,출력 포트

27 : 제2 입,출력 포트 28 : 제3 입,출력 포트

29 : 제 4 입,출력 포트

본 발명은 파이프 라인 구조를 가지는 화상 처리 장치에 관한 것으로, 특히 전체의 화상처리 과정을 다수의 단위처리로 분할하고 각 단위처리를 다수의 프로세서가 처리하여 고속처리가 가능한 파이프 라인 구조를 가지는 화상 처리 장치에 관한 것이다.

화상처리 장치를 이용하여 부품의 위치 및 틀어진 각도를 검출하기 위해서 고려되어야 할 요소는 정밀도와 처리속도이다. 정밀도는 입력영상의 안정도와 처리 알고리즘에 의존하며 처리속도는 처리 알고리즘과 프로세서의 속도 및 시스템의 구성등 거의 모든 요인에 영향을 받는다.

처리속도의 고속화는 실시간 처리를 위해 시스템 설계시 중요하게 고려되어야 할 사항으로서 처리 속도를 증가시키는 방법은 첫째, 처리 알고리즘을 개선하는 방법이 있으며 이는 시각 시스템의 설계에 중요한 부분을 차지한다. 둘째, 프로세서 및 시스템의 구성 요소들을 고속의 디바이스로 선택하는 것이다. 그리고 고려해 볼 수 있는 방법이 전체 처리과정을 여러 개의 단위처리로 분할하고 각 단위로 처리를 시스템의 여러구성 부분에서 동시에 병렬적으로 수행하는 것이다.

일반적으로 알려져 있는 칩마운터는 프린트 기판 이송 콘베이어를 타고 이송되어 오는 프린트 기판상에 칩 부품을 고속으로 부품 흡착노즐을 통해 흡착하여 사용자에 의해 입력된 데이타 값에 따라 노즐 장착 헤드 블럭이 이송되어 프린트 기판의 지정된 위치에 상기 전자부품을 장착한다.

다수의 스테이션을 구비한 로타리형 칩마운터는 각 스테이션 별로 별도의 동작을 하며 그 일예가 제1도에 도시된다.

1은 XY 테이블이며, 공급 콘베이어로부터 인쇄회로 기판(2)을 전달받아 X축 및 Y축으로 이동시켜 장착 헤드가 설치된 스테이션 밑에 인쇄회로 기판(2)을 위치시켜 부품이 장착될 수 있도록 한다. 2는 인쇄회로 기판이며, XY 테이블(1)에 의해 장착 스테이션까지 이송되어 스테이션의 장착 헤드에 의해 부품이 장착된다. 3은 릴축이며, 부품 테이프가 감겨서 부품 흡착 위치(1번 스테이션)에 있는 스테이션의 노즐에 부품이 흡착되도록 한다. 4는 인식용 카메라이며, 3번 스테이션의 노즐을 촬영하여 부품의 흡착상태를 관찰한다. 5는 스테이션이며, 본 예에서는 12개가 시스템에 설치되며, 이 12개의 스테이션은 인덱스 방향(화살표 방향)으로 회전하면서 차례로 부품을 흡착하여 인쇄회로 기판(2)에 장착한다.

1번 스테이션은 릴축(3)으로부터 부품을 공급받아 그 노즐에 부품을 흡착하고 2번 스테이션 위치로 이동한다. 2번 스테이션 위치에서는 부품의 유무를 검출하고, 3번 스테이션 위치에서는 인식용 카메라(4)에 의해 노즐이 촬용되어, 그 촬영 영상을 기초로 흡착 부품이 인식되어 XY 테이블(1)에 있는 인쇄회로 기판(2)에 부품을 장착시 장착위치를 보정한다. 4번 스테이션 위치에서는 부품의 위치를 결정하고, 5번 스테이션 위치에서는 부품의 틀어진 각도를 보정한다.

6번 스테이션에서는 아무 기능도 하지 않으며, 7번 스테이션 위치에서는 부품을 XY 테이블(1) 위의 인쇄회로 기판(2)에 부품을 장착한다. 8번 스테이션 위치에서는 아무 기능도 하지 않으며, 9번 스테이션 위치에서는 불량 칩 수거 및 노즐번호를 검출하고, 10번 스테이션에서는 노즐교체 후 정위치를 검출한다. 11번 스테이션 위치에서는 아무 기능도 하지 않으며, 마지막 12번 스테이션 위치에서는 5번 스테이션 위치에서 회전된 노즐을 원점 위치로 복귀시킨다.

상기 설명한 바와 같이 각 스테이션 별로 고유한 기능이 정해져 있으므로 위치 및 각도, 부품 오류 검색등의 인식결과는 각 단계별로 순차적으로 필요하게 된다. 또한 연속적인 장착의 경우 동시에 여러개의 부품이 각 스테이션에 위치하여 동시에 여러개의 부품의 고유한 동작을 취하게 된다.

따라서, 화상 처리 장치에서의 부품 인식 과정을 (1)화상입력 및 처리부 (2)위치 및 각도 계산부 (3)부품 오류 검색부로 나누고, 각 처리단위를 별도의 프로세서가 동작을 수행하는 파이프 라인 구조를 가지는 병렬 처리 시스템으로 설계할 수 있다.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의해 안출된 것이며,

본 발명의 목적은 각 스테이션 별로 수행되는 화상처리 과정을 각 과정별로 처리프로세서를 두어 각 프로세서가 해당 처리과정만을 반복하여 수행하도록 하는 파이프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적인 수단으로써, 본 발명은

카메라로부터 영상을 입력받아 디지탈 데이타로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부와,

상기 아날로그/디지탈 변환부의 제어와 칩마운터 제어부와의 인터페이스를 제어하며, 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 영상입력 및 이진화 과정을 수행하고 외곽선 검출등의 제1 중간 데이타를 출력하는 과정을 반복하여 수행하는 제1 제어부와,

상기 제1 제어부로부터 전송되어 오는 제1 중간 데이타를 받아 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 위치 및 각도 검출을 수행하고, 그 검출결과를 상기 제1 제어부로 전송하며, 처리과정에서 발생한 제2 중간데이타를 출력하는 과정을 반복하는 제2 제어부와,

상기 제2 제어부로부터 전송되어 오는 제2 중간 데이타를 받아 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 부품 오류검색을 수행하고, 그 검색결과를 상기 제1 제어부로 전송하는 과정을 수행하는 제3 제어부를 구비한다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

제2도에 본 발명에 의한 파이프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리 장치의 구성을 보이는 블록도가 도시된다.

21은 제1 제어부이며, 아날로그/디지탈 변환부(24) 및 디지탈/아날로그 변환부(25)의 제어와 칩마운터 제어부와의 인터페이스 제어를 하며, 제2 제어부(22) 및 제3 제어부(23)를 제어하고, 영상입력, 이진화, 외곽선 검출, 중간 데이타를 제2 제어부(22)로 전송한다. 22는 제2 제어부이며, 위치 및 각도 검출, 검출결과를 제1 제어부(21)로 전송하고, 계산된 중간 데이타를 제3 제어부(23)로 전송한다. 23은 제3 제어부이며, 부품 오류 검색, 검색결과를 제1 제어부(21)로 전송한다. 24는 아날로그/디지탈 변환부이며, 화상인식 카메라로부터 입력되는 영상을 디지탈 데이타로 변환한다. 25는 디지탈/아날로그 변환부이며, 아날로그/디지탈 변환부(24)로부터 디지탈 데이타를 받아 모니터(27)로 출력하고, 26은 제1 입,출력 포트이며, 칩마운터 제어부와 인터페이스를 위한 통신 포트이다. 27은 제2 입,출력 포트이며, 제2 제어부(22)와 제1 제어부(21) 사이의 인터페이스를 위한 통신포트이다. 28은 제3 입,출력 포트이며, 제3 제어부(23)와 제1 제어부(21) 사이의 인터페이스를 위한 통신포트이다. 29는 제4 입,출력 포트이며, 제2 제어부(22)와 제3 제어부(23) 사이의 인터페이스를 위한 통신포트이다. 30은 모니터이며, 31, 32, 33은 각각 제어부(21,22,23)로부터 처리되어 출력되는 데이타를 저장하고 각 제어부가 필요할 때에는 저장된 데이타를 각 제어부로 출력한다.

이하 본 발명의 작용, 효과를 설명한다.

3개의 제어부가 3개의 처리과정을 각각 반복하여 처리하는 과정을 설명하는 설명도가 제3도에 도시된다. 제1도를 참고하면, 3번 스테이션에서 칩마운터의 제어부는 화상처리장치의 제1 제어부(21)로 화상 인식 명령을 출력한다. 화상 인식 명령이 제1 제어부(21)에 입력되면, 제1 제어부(21)는 아날로그/디지탈 변환부(24)를 제어하여 화상 인식 카메라로부터 입력받은 영상을 디지탈 데이타로 변환하도록 제어하여 그 디지탈 데이타가 디지탈/아날로그 변환부(25)에서 영상신호로 변환되어 모니터(3)에 표시되도록 함과 동시에, 상기 디지탈 데이타에 대해 전처리 과정을 수행한 후에 제2 제어부(22)로 전처리된 중간 데이타를 전송하고, 인식 시작 명령을 내린다. 다음에 다시 제1 제어부(21)는 아날로그/디지탈 변환부(24)의 제어 및 전처리 과정의 수행을 반복한다.

한편, 제1 제어부(21)가 아날로그/디지탈 변환부(24)의 제어 및 전처리 과정의 수행을 반복하는 동안, 제2 제어부(22)는 제1 제어부(21)로부터 입력받은 데이타로부터 부품의 위치 및 각도를 찾고 그 결과를 제1 제어부(21)로 제2 입,출력 포트(27)를 통해 전송한다.

이때 부품을 흡착한 노즐은 4번 스테이션 위치에 오게되고, 제1 제어부(21)는 제2 제어부(22)로부터 받은 인식결과를 칩마운터의 제어부로 전송하여 위치 및 각도 보정에 이용하게 한다. 또한, 제2 제어부(22)는 인식과정에서 생긴 중간결과를 제3 제어부(23)로 전송하고 시작명령을 내리고, 제1 제어부(21)로부터 입력받은 데이타로부터 부품의 위치 및 각도를 찾는 과정을 반복하며, 마찬가지로 제1 제어부(21)가 아날로그/디지탈 변환부(24)의 제어 및 전처리 과정의 수행을 반복하는 동안, 제3 제어부(23)는 제2 제어부(22)로부터 중간결과를 받아 부품 오류 검색 과정을 수행하게 되는데 그 결과를 제1 제어부(21)로 전송한다.

이때, 부품을 흡착한 노즐은 5번 스테이션에 있게 되며, 제1 제어부(21)는 제3 제어부(23)에서 받은 부품 오류 검색 결과를 칩마운터의 제어부로 전송하여 흡착 오류가 발생한 부품은 흡착하지 않고 재 흡착과 인식을 시도하게 된다.

이와같이 3개의 제어부가 3개의 처리과정을 각각 반복하여 처리하여 제1 제어부(21)는 영상입력 및 전처리 과정만을 반복적으로 계속 수행하며, 제2 제어부(22)는 위치 및 각도 검색 과정만을 반복적으로 계속 수행하며, 제3 제어부(23)는 부품 오류 검색 과정만을 반복적으로 수행하게 됨으로써 화상처리 속도가 거의 3배로 빨라지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 여러개의 부품에 대하여 병렬처리가 가능하여 고속 작업이 달성되며, 하나의 프로세서가 모든일을 관장하지 않고 여러개의 프로세서가 나누어서 작업단위로 처리함으로써 상대적으로 저가의 프로세서가 사용 가능하다.

Claims

칩마운터에 설치되어 영상입력 및 전처리 과정과 위치 및 각도검색과정, 부품오류 검색 과정을 수행하는 화상처리장치에 있어서, 카메라로부터 영상을 입력받아 디지탈 데이타로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부와, 상기 아날로그/디지탈 변환부의 제어와 칩마운터 제어부와의 인터페이스를 제어하며, 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 영상입력 및 이진화과정을 수행하고 외곽선 검출등의 제1 중간 데이타를 출력하는 과정을 반복하여 수행하는 제1 제어부와, 상기 제1 제어부로부터 전송되어 오는 제1 중간 데이타를 받아 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 위치 및 각도 검출을 수행하고, 그 검출결과를 상기 제1 제어부로 전송하며, 처리과정에서 발생한 제2 중간 데이타를 출력하는 과정을 반복하는 제2 제어부와, 상기 제2 제어부로부터 전송되어 오는 제2 중간 데이타를 받아 상기 아날로그/디지탈 변환부로부터 디지탈 데이타를 받아 화상처리하는 과정중에서 부품 오류검색을 수행하고, 그 검색결과를 상기 제1 제어부로 전송하는 과정을 수행하는 제3 제어부와, 상기 칩마운터 제어부와 제1 제어부와 인터페이스를 위한 제1 입,출력포트와, 상기 제2 제어부와 제1 제어부 사이의 인터페이스를 위한 제2 입,출력포트와, 상기 제3 제어부와 제1 제어부 사이의 인터페이스를 위한 제3 입,출력포트와, 상기 제2 제어부와 제3 제어부 사이의 인터페이스를 위한 제2 입,출력포트를 구비하는 것을 특징으로 하는 파아프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 제어부, 제2 제어부, 제3 제어부는 영상입력 및 전처리과정과 위치 및 각도검색과정, 부품 오류검색 과정중에서 제1 제어부는 영상 입력 및 전처리과정을 반복하여 수행하고, 제2 제어부는 위치 및 각도 검색과정을 반복하여 수행하며, 제3 제어부는 부품오류 검색과정을 반복하여 수행하는 것을 특징으로 하는 파이프 라인 구조를 가지는 다중 프로세서 화상 처리 장치.