KR100213349B1 - 자동이진화보정장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 카메라로 촬영된 기판의 영상이진화값을 고속자동보정하여 외부환경에 영향을 받지 않는 이진화영상을 얻도록 하는 자동이진화보정장치 및 방법에 관한 것으로, 카메라로부터 촬영된 영상신호를 이진화보정처리하여 프레임메모리로 출력하는 자동이진화보정장치에 있어서, 상기 프레임버퍼의 입력단과 연결된 출력단을 상기 아날로그디지탈변환기의 출력에 연결된 일입력단 및 이진화값이 입력되는 타입력단에 선택적으로 연결하는 제1선택스위치와, 상기 제1선택스위치의 이진화값이 입력되는 입력단에 연결되는 출력단을 제1비교기의 출력단에 연결되는 일입력단 및 오픈신호가 인가되는 타입력단에 선택적으로 연결하는 제2선택스위치와, 상기 아날로그디지탈변환기로부터 출력되는 영상데이타가 임계값보다 큰지의 여부를 비교하는 제1비교기와, 이진화보정의 기준이 되는 초기임계값을 저장하고 있는 프리세트레지스터와, 상기 절대임계값으로부터 일정치씩 감산되는 가변임계값을 저장하는 임계값레지스터와, 상기 제1비교기의 비교신호를 입력받아 영상데이타가 임계값보다 큰 경우의 수를 카운트하는 리플카운터와, 상기 리플카운터의 카운팅값이 이진화의 기준 화소수보다 큰지의 여부를 비교하는 제2비교기와, 이진화의 기준 화소수를 저장하고 있으면서 상기 제2비교기의 일입력단에 기준 화소값을 출력하는 이진화기준레지스터와, 상기 제2비교기로부터 출력되는 비교결과값을 디코딩하여 감산기에 인에이블신호 및 상기 제2선택스위치에 오프신호를 인가하는 디코더와, 상기 디코더로부터 인가되는 인에이블신호에 의하여 상기 임계값레지스터에 저장된 임계값을 설정치만큼 감산하여 재저장하는 감산기와, 상기 감산기에서 감산될 설정치를 저장하는 감산값레지스터를 구비한다.

Description

자동이진화보정장치 및 방법

본 발명은 카메라로 촬영한 영상신호를 이진화하는 것에 관한 것으로, 카메라로 촬영된 기판의 영상이진화값을 고속자동보정하여 외부환경에 영향을 받지 않는 이진화영상을 얻도록 하는 자동이진화보정장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 카메라등과 같은 시각장치를 이용한 자동화시스템으로써 파형검사조정기를 들수 있는데, 이 파형검사조정시스템은 비디오 및 오디오기기에 구비되는 메인 인쇄회로기판에 부품을 장착시킨 후, 테스트신호를 인가하여 이에 따른 출력파형이 안정되도록 인쇄회로기판의 부품을 자동조정하는 기기로써, 부품의 자동조정을 위하는 카메라를 이용하여 인쇄회로기판을 촬영하여 된 영상데이타로부터 조정부품의 중심위치를 검출하여, 이를 바탕으로 부품을 자동조정하는 시스템이다.

그리고, 상기에서 카메라로부터 출력된 영상신호는 이진화보정처리되어, 디지탈신호로 프레임메모리에 저장된 후, 위치검출시에 제어수단 또는 연산수단에 입력된다.

그런데, 종래에는 카메라로 촬용한 영상신호의 이진화보정처리시에 절대 이진화 임계값을 사용하여 이지화처리를 행하기 때문에 촬영시의 조명과 같이 주위환경이 달라지는 경우 이진화처리값에 오차가 발생하고, 검출시간이 오래 걸리게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하고자 하는 것으로써, 그 목적은 영상데이타에 주위환경변화에 관계없이 안정된 이진화보정이 이루어지도록 이진화기준값을 가변하면서 영상데이타를 이진화처리하는 자동 이진하 보정장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 이루기 위한 기술적인 수단으로써, 카메라로부터 촬영된 영상신호를 이진화보정처리하여 프레임메모리로 출력하는 자동이진화보정장치에 있어서, 상기 프레임버퍼의 입력단과 연결된 출력단을 상기 아날로그디지탈변환기의 출력에 연결된 일입력단 및 이진화값이 입력되는 타입력단에 선택적으로 연결하는 제1선택스위치와, 상기 제1선택스위치의 이진화값이 입력되는 입력단에 연결되는 출력단을 제1비교기의 출력단에 연결되는 일입력단 및 오픈신호가 인가되는 타입력단에 선택적으로 연결하는 제2선택스위치와, 상기 아날로그디지탈변환기로부터 출력되는 영상데이타가 임계값보다 큰지의 여부를 비교하는 제1비교기와, 이진화보정의 기준이 되는 초기임계값을 저장하고 있는 프리세트 레지스터와, 상기 절대임계값으로부터 일정치씩 감산되는 가변임계값을 저장하는 임계값레지스터와, 상기 제1비교기의 비교신호를 입력받아 영상데이타가 임계값보다 큰 경우의 수를 카운트하는 리플카운터와, 상기 리플카운터의 카운팅값이 이진화의 기준 화소수보다 큰지의 여부를 비교하는 제2비교기와, 이진화의 기준 화소수를 저장하고 있으면서 상기 제2비교기의 일입력단에 기준 화소값을 출력하는 이진화기준레지스터와, 상기 제2비교기로부터 출력되는 비교결과값을 디코딩하여 감산기에 인에이블신호 및 상기 제2선택스위치에 오프신호를 인가하는 디코더와, 상기 디코더로부터 인가되는 인에이블신호에 의하여 상기 임계값레지스터에 저장된 임계값을 설정치만큼 감산하여 재저장하는 감산기와, 상기 감산기에서 감산될 설정치를 저장하는 감산값레지스터를 구비함을 특징으로 한다.

제1도는 파형검사조정기에서의 화상처리시스템의 구성을 보여주는 블록도이다.

제2도는 본 발명에 의한 이진화보정장치의 구성을 보여주는 블록도이다.

제3도는 본 발명에 의한 이진화보정방법을 보여주는 블럭도이다.

제4a도는 본 발명에 의한 이진화보정방법을 보여주는 그래피이고,

4b도는 이진화보정전과 보정후의 영상을 보여주는 예시도이고,

4c도는 원 영상을 보여주는 예시도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 제1선택스위치 22 : 비교기

23 : 제2선택스위치 24 : 프리세트레지스터

25 : 임계값레지스터 26 : 감산기

27 : 감산값레지스터 28 : 리플카운터

29 : 비교기 30 : 이진화기준레지스터

31 : 디코더

이하, 본 발명에 의한 구성 및 작용을 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

제1도는 본 발명에 의한 이진화보정장치를 구비한 파형검사조정기의 일부 구성도로써, 검사대상 인쇄회로기판의 조정부품을 촬영하는 CCD카메라(11)와, 상기 카메라(11)로부터 출력되는 영상신호를 디지탈신호로 변환하는 아날로그디지탈컨버터(이하, ADC 라함)(12), 상기 카메라(11)로부터 출력되는 아날로그영상신호로부터 동기신호를 분리하는 동기신호분리기(13)와, 상기 동기신호분리기(13)에 의하여 분리된 동기신호에 따라 메모리어드레스를 카운트하는 어드레스카운터(14)와, 상기 ADC(12)로부터 출력되는 디지탈영상신호와 상기 동기신호분리기(13)로부터 동기신호를 입력받아 디지탈영상의 이진화보정을 행하는 이진화보정기(15)와, 상기 이진화보정기(15)로부터 출력되는 이진화영상데이타를 상기 어드레스카운터(14)로부터 인가되는 어드레스에 저장하는 프레임버퍼(16)와, 상기 프레임버퍼(16)에 일시 저장된 영상데이타를 아날로그신호로 변환하는 비디오 DAC(17)와, 상기 디비오 DAC(17)로부터 출력되는 아날로그영상신호를 영상으로 나타내는 모니터(18)와, 마이크로프로세서(19)와, 호스트(20)를 구비한다.

제2도는 본 발명에 의한 이진화보정기(15)의 상세한 구성을 보여주는 블록도로써, 상기 프레임버퍼(16)의 입력측에 연결된 출력단을 상기 비디오ADC(12)의 출력에 연결된 일단 및 2진화 보정된 디지탈데이타가 인가되는 타단에 선택 연결하는 제1선택스위칭(21)와, 상기 비디오ADC(12)로부터 출력되는 디지탈데이타와 설정된 이진화보정의 기준이 되는 임계값을 비교하는 비교기(22)와, 상기 제1선택스위치(21)의 2진화 보정된 디지탈데이타가 인가되는 일입력단에 연결된 그 출력단을 상기 비교기(22)의 출력측과 연결된 일입력단 및 이진화보정값이 인가되는 타입력단에 선택적을 연결하는 제2선택스위치(23)와, 절대임계값을 저장하고 있는 프리세트레지스터(24)와, 상기 프리세트레지스터(24)에 설정된 이진화보정의 기준이 되는 임계값을 저장하고 있으며, 상기 비교기(22)의 일입력단으로 임계값을 출력하는 임계값레지스터(25)와, 디코더(31)로부터의 인에이블신호에 의하여 상기 임계값레지스터(25)에 저장된 임계값을 설정된 감산값(27)만큼 감산하여 상기 임계값레지스터(25)로 출력하는 감산기(26)와, 설정된 감산값을 저장하고 있는 감산값레지스터(27)와, 상기 비교기(22)로부터 출력되는 비교결과값중 영상데이타가 임계값보다 큰 경우의 수를 카운트하는 리플카운터(28)와, 상기 리플카운터(28)의 출력값과 기준 화소수와 비교하는 비교기(29)와, 기준 화소수를 저장하고 있으며 상기 비교기(29)의 일단에 기준값을 출력하는 이진화기준레지스터(30)와, 상기 비교기(29)의 출력단에 그 입력단이 연결되고 그 일출력단은 상기 감산기(26)의 인에이블신호 인가단에 연결되고, 타출력단은 상기 제2선택스위치(23)의 일입력단에 연결되는 디코더(31)를 구비한다.

제3도는 본 발명에 의한 이진화보정방법을 보여주는 플로우챠트이다.

다음으로, 상기에 기술한 파형검사조정기의 2진화보정동작을 제3도 및 제4도를 참조하여 상세하게 설명한다.

제1도에서, CCD카메라(11)를 이용하여 인쇄회로기판을 촬영하여 된 상기 CCD카메라(11)로부터 출력되는 아날로그영상신호는 ADC(12)와 동기신호분리기(13)에 각각 입력된다. 여기에서, ADC(12)는 상기 CCD카메라(11)로부터 출력되는 아날로그영상신호를 디지탈신호로 변환하고, 동기신호분리기(13)는 상기 CCD카메라(11)로부터 출력되는 아날로그영상신호로부터 동기신호를 분리하여 각 장치로 인가하는데, 먼저 어드레스카운터(14)는 상기 동기신호분리기(13)로부터 입력되는 동기신호(펄스신호)가 인가될때마다 메모리어드레스값을 증가시킨다.

또한, 상기 동기신호분리기(13)에 의하여 분리된 동기신호는 이진화보정기(15)로 입력되는데, 이 이진화보정기(15)는 상기 동기신호분리기(13)로부터 입력되는 동기신호에 따라서 상기 ADC(12)로부터 입력되는 디지탈영상신호에 이진화보정처리를 실행한다. 그리고나서 이진화정보처리된 영상데이타를 프레임버퍼(16)로 인가하는데, 이 프레임버퍼(16)는 상기 이진화보정기(15)로부터 입력되는 이진화처리된 영상데이타를 상기 어드레스카운터(14)로부터 입력되는 어드레스에 저장한다.

프레임버퍼(16)에 저장된 영상데이타는 비디오DAC(17)에 의하여 아날로그신호로 변환된 후 모니터(18)로 출력되어, 모니터(18)에는 카메라(11)가 촬영한 영상이 나타난다.

또한, 상기 프레임버퍼(16)에 저장된 이진화처리된 영상데이타는 마이크로프로세서(19)로 입력되어, 이 마이크로프로세서(19)가 조정부품의 중심위치를 계산하는데 필요한 데이타로 이용된다.

이처럼, 마이크로프로세서(19)는 촬영된 부품의 영상데이타를 근거로 조정부품의 중심위치를 계산하여 호스트(20)로 인가하고, 이에 호스트(20)는 입력된 중심위치값으로써 각 장치를 조정하여 해당 위치에 위치한 조정부품을 자동조정하도록 제어한다.

상술한 설명중, 이진화보정기(15)의 동작을 제2도를 참조하여 더 상세하게 설명한다.

제2도에서, 입력되는 영상데이타를 이진화처리하지 않는다면, 제1선택스위치(21)은 프레임버퍼(16)에 연결된 출력단(3)을 비디오ADC(12)의 출력단에 연결된 일입력단(1)에 연결하고, 이진화처리한다면 출력단(3)을 제2선택스위치(23)의 출력단(4)에 연결된 입력단(2)에 연결한다. 그러므로, 이진화보정을 하지 않을시에는 디지탈데이타로 변환된 영상신호는 제1선택스위치(21)를 통해 프레임버퍼(13)로 입력되어 저장된다.

그리고, 이진화보정을 할 시에는 비디오ADC(12)로부터 출력된 디지탈영상신호는 비교기(22)의 +입력단으로 입력된다. 이 비교기(22)의 -입력단으로는 임계값레지스터(25)에 저장된 이진화의 기준이 되는 임계값이 입력된다. 상기 임계값레지스터(25)에 저장된 임계값은 이진화처리 초기단계에서는 프리세트레지스터(24)로부터 입력된 값으로 저장되지만 이진화처리가 진행되면서 감산기(26)로부터 입력되는 값으로 저장된다.

비교기(22)는 상기 비디오ADC(12)로부터 +입력단으로 입력되는 영상신호를 -입력단으로 입력되는 임계값과 비교하여 임계값보다 큰지 작은지의 여부를 나타내는 신호(예를 들어, '1'은 임계값보다 큰 경우이고, '0'은 임계값보다 작은 경우를 나타냄)를 출력한다. 이 비교기(22)로부터의 출력신호는 제2선택스위치(23)의 일입력단(5)로 입력되어 제2선택스위치(23) 및 제1선택스위치(21)을 통해 프레임버퍼(16)로 출력된다. 또한, 비교기(22)의 출력신호는 리플카운터(28)에 클럭신호로써 입력된다. 따라서, 리플카운터(28)는 상기 비교기(22)에 의하여 영상데이타가 임계값보다 크게 나타난 경우만을 업카운트한다. 예를 들어, 상기 비교기(22)로부터 '1'값이 출력될때마다 1씩 업카운트한다. 이런 리플카운터(28)의 카운팅값은 비교기(29)의 +입력단으로 입력되는데, 이 비교기(29)의 -입력단으로는 이진화기준레지스터(30)에 저장된 규정 화소수가 입력된다. 상기 비교기(29)는 리플카운터(28)의 카운팅값이 이진화기준레지스터(30)로부터 입력되는 기준값보다 큰지를 비교하는데, 앞서 설명한 비교기(22)와 마찬가지로, 카운팅값이 기준값이상일 경우에는 논리'1'을 출력하고, 카운팅값이 기준값미만일 경우에는 논리'0'을 출력한다. 이와 같은 비교기(29)의 출력은 디코더(31)로 입력된다.

상기 디코더(31)는 카운팅값이 기준미달임을 나타내는 논리 '0'의 입력신호를 감산기(26)의 인에이블신호입력단으로 인가시키고, 감산기(26)의 동작제어신호로써 입력되고, 카운팅값이 기준이상임을 나타내는 논리 '1'의 입력신호를 제2선택스위치(23)의 일입력단으로 인가한다.

따라서, 리플카운터(28)에서 카운팅된 값이 이진화기준레지스터(30)에 저장된 기준값보다 적은 경우에는 감산기(26)와 동작하여 임계값레지스터(25)에 저장된 임계값에서 감산값레지스터(27)에 저장된 감산값을 뺀 값을 다시 임계값레지스터(25)에 저장하여 새로운 임계값을 설정한다. 그리고, 새로운 임계값으로 상기 비디오ADC(12)로부터 입력되는 영상신호를 이진화한다.

반대로, 리플카운터(28)의 카운팅값이 이진화기준레지스터(30)에 저장되어 있는 기준값이상인 경우, 디코더(31)의 일출력단으로부터 상기 제2선택스위치(23)의 일입력단(6)으로 논리 '1'이 인가되고, 이에 제2선택스위치(23)는 출력단(4)과 상기 입력단(6)을 연결하여 프레임버퍼(16)로의 데이타출력을 완료한다.

상기에서 리플카운터(28)와 디코더(31)에는 상기 제1도에 보인 동기신호분리기(13)에 의하여 영상신호로부터 분리된 수직동기신호가 클리어신호로써 입력된다. 따라서, 1필드의 이진화완료시마다 상기 리플카운터(28)과 디코더(31)는 클리어되어, 각각 리플카운터(28)는 다음 필드의 0부터 새로 카운팅을 시작하고, 디코더(31)는 새로 입력되는 신호에 따라서 디코딩동작을 하게 된다.

이와 같이 동작하는 이진화보정기(15)를 바탕으로 이루어지는 일련의 이진화처리동작을 제3도에 보인 플로우챠트를 참조하여 설명한다.

이진화처리가 시작되면, 이진화보정기(15)내의 제1선택스위치(21)를 출력단3과 입력단2를 연결시킨다(301). 그리고 이진화처리시 기준값이 될 임계값을 설정하고(302), 상기 단계에서 설정된 임계값을 해당 레지스터(25)에 저장한다(303). 그리고나서, 상기 비디오ADC(12)로부터 입력되는 영상데이타가 상기 단계에서 설정된 임계값보다 큰지 작은지를 비교판정한다(304). 그리고, 상기 단계의 비교(304)결과를 체크하여 영상데이타가 임계값보다 큰 경우의 수를 카운팅한다(305). 그리고, 상기 단계에서 카운팅한 값이 규정되어 있는 화소수이상인지를 비교하여(306), 만일 카운팅값이 규정값이상이 아니라면 상기 전단계(302)에서 설정된 임계값을 설정치만큼 감소시킨 후(307), 다시 영상디지탈데이타와 임계값을 비교하고, 그 비교결과 임계값보다 큰 경우의 수를 카운팅하여, 상기 카운팅값이 규정 화소수이상인지를 비교하는 동작을 이 카운팅값이 규정 화소수이상이 될 때까지 반복한다.

그리고, 마침내 상기 단계(306)의 비교결과 카운팅값이 규정 화소수이상이 되면, 이상의 이진화값을 프레임버퍼(16)에 저장시키고(308), 단자2에 연결되어 있는 제1선택스위치(21)의 단자3을 단자1에 연결시킨다(309).

제4a도의 좌측그래프는 초기에 설정된 절대이진화값(초기임계값)으로 이진화처리시를 보여주는 그래프로써 빗금친(a)영역과 같이 화소수의 합이 너무 작아 충분한 정보량이 아니다. 제4b도의 좌측그림은 이때의 촬영영상을 보여준다. 그리고, 본 발명에 의한 이진화보정장치에서 상기 절대이진화값을 가변하여 정보량이 빗금친(b)영역으로 늘어나게 되면 이진화처리된 영상은 제4b도에 보인 바와 같이 좀더 많은 정보량을 갖게 되어 원래의 영상(제4c도)에 가까워진다.

이와 같이, 본 발명은 영상신호의 이진화처리를 임계값을 가변시키면서 실시함으로써, 주변환경 예를 들어 조명 등에 영향을 받지 않고 이진화처리하는 효과가 있으며, 결과적으로, 중심위치검출시의 신뢰성향상을 도모하고, 부품의 검출시간을 단축시키는 우수한 효과가 있는 것이다.

Claims (2)

1. 카메라로부터 촬영된 영상신호를 이진화보정처리하여 프레임메모리로 출력하는 자동이진화보정장치에 있어서, 상기 프레임버퍼의 입력단과 연결된 출력단을 상기 아날로그디지탈변환기의 출력에 연결된 일입력단 및 이진화값이 입력되는 타입력단에 선택적으로 연결하는 제1선택스위치와, 상기 제1선택스위치의 이진화값이 입력되는 입력단에 연결되는 출력단을 제1비교기의 출력단에 연결되는 일입력단 및 오픈신호가 인가되는 타입력단에 선택적으로 연결하는 제2선택스위치와, 상기 아날로그디지탈변환기로부터 출력되는 영상데이타가 임계값보다 큰지의 여부를 비교하는 제1비교기와, 이진화보정의 기준이 되는 초기임계값을 저장하고 있는 프리세트 레지스터와, 상기 절대임계값으로부터 일정치씩 감산되는 가변임계값을 저장하는 임계값레지스터와, 상기 제1비교기의 비교신호를 입력받아 영상데이타가 임계값보다 큰 경우의 수를 카운트하는 리플카운터와, 상기 리플카운터의 카운팅값이 이진화의 기준 화소수보다 큰지의 여부를 비교하는 제2비교기와, 이진화의 기준 화소수를 저장하고 있으면서 상기 제2비교기의 일입력단에 기준 화소수값을 출력하는 이진화기준레지스터와, 상기 제2비교기로부터 출력되는 비교결과값을 디코딩하여 감산기에 인에이블신호 및 상기 제2선택스위치에 오프신호를 인가하는 디코더와, 상기 디코더로부터 인가되는 인에이블신호에 의하여 상기 임계값레지스터에 저장된 임계값을 설정치만큼 감산하여 재저장하는 감산기와, 상기 감산기에서 감산될 설정치를 저장하는 감산값레지스터를 구비함을 특징으로 하는 자동이진화보정장치.
2. 카메라로부터 촬영된 영상신호를 이진화보정처리하여 프레임메모리에 저장하는 자동이진화보정방법에 있어서, 제1선택스위치의 출력단을 이진화값이 입력되는 입력단과 연결시키는 단계와, 이진화처리의 기준값이 될 초기이진화값이 임계값을 설정하여 저장하는 단계와, 상기 단계에서 저장된 임계값보다 상기 아날로그디지탈변환기로부터 입력되는 영상데이타가 큰지를 비교하는 단계와, 상기에서 영상데이타가 임계값보다 큰 경우의 수를 계수하는 단계와, 상기 단계에 의한 계수값이 규정 화소수이상인지를 체크하는 단계와, 상기 단계에서 계수값이 규정 화소수미만이라면 상기 임계값을 설정치만큼 감소시킨 후 상기 입력된 영상데이타가 임계값보다 큰지를 비교하는 단계로 되돌아가고, 계수값이 규정 화소수이상이라면 프레임버퍼에 이진화값을 저장하는 단계와, 상기 단계에서 프레임버퍼에 이진화값을 저장시킨 후 제1선택스위치의 출력단을 상기 아날로그디지탈변환기에 연결된 입력단에 연결하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동이진화보정방법.