KR100387197B1 - Apparatus and method for performing high speed vision inspection - Google Patents

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Abstract

본 발명의 신규한 결함 검출 시스템은, 결함을 검출하고자 하는 제품의 영상 데이터를 받아들이기 위한 CCD 카메라와, CCD 카메라로부터 입력되는 영상 데이터에 대한 하드웨어적인 전처리를 수행하기 위한 전처리 수단, 그리고 전처리 수단으로부터 발생된 전처리 결과에 응답해서 상기 제품의 결함 위치를 검출하고, 상기 제품에 대한 양부를 판별하기 위한 메인 프로세서를 포함한다. 상기 시스템은, CCD 카메라를 통해 입력되는 영상 데이터를 직접 받아들여 하드웨어적으로 처리하되, 양방향 미분 및 양방향 드레솔드 연산을 통해서 계조치(gray scale) 또는 컬러로 표현되던 영상 데이터를 2진 데이터(binary)로 변환시킴으로써 메인 프로세서에서 처리될 데이터의 량을 현저히 감소시킬 수 있다.The novel defect detection system of the present invention comprises a CCD camera for receiving image data of a product to be detected a defect, preprocessing means for performing hardware preprocessing on image data input from the CCD camera, and preprocessing means. And a main processor for detecting a defective position of the product in response to the generated preprocessing result and for determining whether the product is defective or not. The system directly receives image data input through a CCD camera and processes the image data in hardware. The image data, which is represented in gray scale or color through bidirectional derivative and bidirectional dress operation, is binary data. ) Can significantly reduce the amount of data to be processed in the main processor.

Description

고속 결함 검출 시스템 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING HIGH SPEED VISION INSPECTION}High speed defect detection system and method {APPARATUS AND METHOD FOR PERFORMING HIGH SPEED VISION INSPECTION}

본 발명은 결함검사 시스템에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 실시간으로 결함검사를 수행할 수 있는 결함검사 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a defect inspection system, and more particularly to a defect inspection system capable of performing defect inspection in real time.

컴퓨터를 이용하여 영상을 처리하는 기술인 디지털 영상처리(Digital Image Processing) 기술은 1960년대부터 시작되어 점진적으로 중요한 연구 분야가 되어 왔다. 1970년대 이후에는 마이크로프로세서(microprocessor)의 눈부신 발전으로 인해, 보다 저렴한 가격으로 컴퓨터를 손쉽게 사용할 수 있게 되었으며, 이와 더불어 공장 자동화(Factory Automation ;FA)를 발전시키는데 견인차 역할을 하게 되었다. 특히 디지털 영상처리 기술을 이용한 컴퓨터 비젼 시스템(Computer Vision System)은 각종 생산 라인에서 자동 검사 또는 어셈블리(Assembly) 작업 등 한정된 분야로부터 고도의 지능을 갖추어 스스로 추론하게 하는 인공지능 비젼 시스템이나, 보다 저렴하고 단순화되어 처리 시간의 단축 또는 대상물의 변경에 따른 적응성 등을 고려한 산업용 비젼 시스템이 이르기까지 다양하게 발전, 보급되고 있다.Digital image processing technology, which is a technology for processing images using a computer, has been an important research field since the 1960s. Since the 1970s, the remarkable advances in microprocessors have made it easier to use computers at a lower cost, and to drive the development of Factory Automation (FA). In particular, computer vision system using digital image processing technology is an artificial intelligence vision system that makes it possible to infer self with high intelligence from limited fields such as automatic inspection or assembly work in various production lines. Simplified, industrial vision systems have been developed and distributed in various ways, taking into consideration the reduction of processing time or the adaptability to changing objects.

생산 라인에서 자동 검사를 수행하기 위한 비젼 시스템은, 1992년 1월, Parker 등에 의해 취득된 U.S.Pat. No. 5,078,496, "MACHINE VISION SURFACE CHARACTERIZATION SYSTEM"과, 1996년 1월, Luke 등에 의해 취득된 U.S.Pat. No. 5,483,603, "SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATIC OPTICAL INSPECTION"등에 개시되어 있다.A vision system for performing automated inspection on a production line is described in U.S. Pat. No. 5,078,496, "MACHINE VISION SURFACE CHARACTERIZATION SYSTEM", and U.S. Pat. No. 5,483,603, "SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATIC OPTICAL INSPECTION", and the like.

도 1은 종래 기술에 의한 결함 검출 시스템(1)의 구조를 보여주기 위한 블록도이다. 도 1은 참조하면, 일반적인 결함 검출 시스템(10)은 크게 영상을 받아들이기 위한 입력 장치인 CCD 카메라(charge coupled device camera ; 1)와, CCD 카메라(10)로부터 입력되는 영상 데이터를 특정 형식의 파일로 변환시켜주기 위한 영상 캡춰 보드인 프레임 그래버(frame grabber ; 2), 그리고 영상 캡춰 보드(2)에 의해 획득된 영상 데이터를 처리하고 저장하기 위한 메인 프로세서인 컴퓨터(3)로 구성된다.1 is a block diagram showing the structure of a defect detection system 1 according to the prior art. Referring to FIG. 1, a general defect detection system 10 may include a charge coupled device camera 1, which is an input device for receiving an image, and an image data input from the CCD camera 10. A frame grabber (2), which is an image capture board for converting the image data, and a computer (3), which is a main processor for processing and storing image data obtained by the image capture board (2).

일반적으로, 이와 같은 구성을 가지는 결함 검출 시스템(1)에 있어서, CCD 카메라(1)로 출력되는 아날로그 또는 디지털 방식의 영상 데이터는, 영상 캡춰 보드(2)를 통해 컴퓨터(3)의 데이터 저장 장치, 예를 들면 디스켓이나 하드 디스크에 저장된다. 상기 컴퓨터(3)는 영상 데이터가 모두 저장된 이후에야 영상 데이터를 읽어들인 후, 원하는 결과를 도출해 내기 위한 영상 처리를 소프트웨어적으로 수행한다.Generally, in the defect detection system 1 which has such a structure, the analog or digital image data output to the CCD camera 1 is the data storage device of the computer 3 via the image capture board 2. For example, it is stored on a diskette or hard disk. The computer 3 reads the image data only after all of the image data is stored, and then performs image processing in software to derive the desired result.

그러므로, 종래의 결함 검출 시스템(10)은 CCD 카메라(1)로부터 입력되는 영상 데이터에 대한 영상 캡춰 동작을 수행하는 시간과, 저장된 영상 데이터를 읽어 오고 처리하는 시간이 요구된다. 뿐만 아니라, 상기 결함 검출 시스템(10)은 데이터의 가공 없이 CCD 카메라로부터 입력되는 모든 데이터를 컴퓨터(3)에 저장하므로, 컴퓨터(3)가 검사되는 제품에 대한 양부 판정을 할 때 시간이 많이 소요되는 문제가 있다. 예를 들어, 학교나 연구소 같은 연구 기관에서는 데이터 처리 시간에 큰 제약을 받지 않기 때문에 별 문제가 되지 않으나, 생산 현장에 적용되는 결함 검출 시스템은 그 처리 속도가 매우 중요하기 때문에, 상기와 같은 결함 검출 시스템(10)으로 영상을 처리하는 데에는 속도의 한계가 있다. 따라서, 보다 빠른 속도로 영상의 전처리를 수행할 수 있는 새로운 장치 및 방법이 요구된다.Therefore, the conventional defect detection system 10 requires a time for performing an image capture operation on the image data input from the CCD camera 1, and a time for reading and processing the stored image data. In addition, the defect detection system 10 stores all the data input from the CCD camera on the computer 3 without processing the data, so that the computer 3 takes a lot of time when it is determined whether the product 3 is inspected. There is a problem. For example, research institutes such as schools and research institutes are not a problem because data processing time is not very limited, but the defect detection system applied to a production site is very important because the processing speed is very important. There is a speed limitation in processing images with the system 10. Therefore, there is a need for a new apparatus and method capable of performing preprocessing of images at a higher speed.

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 실시간으로 결함 검사를 수행할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device and method capable of performing defect inspection in real time, which is proposed to solve the above-mentioned problems.

도 1은 종래 기술에 의한 결함 검출 시스템의 구조를 보여주기 위한 블록도;1 is a block diagram showing the structure of a defect detection system according to the prior art;

도 2는 본 발명에 의한 결함 검출 시스템의 구조를 보여주기 위한 블록도;2 is a block diagram showing the structure of a defect detection system according to the present invention;

도 3은 도 2에 도시된 전처리 모듈의 구조를 보여주기 위한 블록도; 그리고3 is a block diagram showing the structure of the preprocessing module shown in FIG. 2; And

도 4는 본 발명에 의한 결함 검출 시스템의 동작 수순을 보여주기 위한 흐름도.4 is a flowchart showing the operation procedure of the defect detection system according to the present invention.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

20 : 입력 모듈 21 : CCD 카메라20: input module 21: CCD camera

22 : CCD/조명 제어 유닛 23 : 조명22: CCD / light control unit 23: illumination

30 : 인터페이스 유닛 31 : A/D 컨버터30: interface unit 31: A / D converter

32 : 동기 신호 발생회로 40 : 전처리 유닛32: synchronization signal generating circuit 40: preprocessing unit

41 : 양방향 미분기 42 : 양방향 드레솔드기41: bidirectional differentiator 42: bidirectional dresser

43 : FIFO 50 : 디지털 I/O43: FIFO 50: Digital I / O

60 : 전처리 모듈 70 : 메인 프로세서60: preprocessing module 70: main processor

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 의하면, 제품의 결함을 검출하기 위한 결함 검출 시스템은: 상기 제품의 영상 데이터를 받아들이기 위한 CCD 카메라와; 상기 CCD 카메라로부터 입력되는 상기 영상 데이터에 대한 하드웨어적인 전처리를 수행하기 위한 전처리 수단; 그리고 상기 전처리 수단으로부터 발생된 전처리 결과에 응답해서 상기 제품의 결함 위치를 검출하고, 상기 제품에 대한 양부를 판별하기 위한 메인 프로세서를 포함한다.According to one aspect of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, a defect detection system for detecting a defect of a product comprises: a CCD camera for receiving image data of the product; Preprocessing means for performing hardware preprocessing on the image data input from the CCD camera; And a main processor for detecting a defect position of the product in response to a preprocessing result generated from the preprocessing means, and for determining whether the product is defective or not.

상술한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 특징에 의하면, 제품의 결함을 검출하기 위한 결함 검출 시스템의 동작 방법은: 상기 제품의 영상 데이터를 받아들이는 단계와; 상기 영상 데이터에 대한 양방향 미분을 수행하는 단계와; 상기 미분된 데이터를 2진 데이터로 변환하고, 상기 변환된 데이터에 대한 데이터 진행 방향을 결정하는 단계와; 상기 결정된 데이터 진행 방향에 응답해서 상기 2진 데이터가 피드백 되는지 여부를 판별하는 단계와; 상기 2진 데이터가 피드백 되지 않는 경우 상기 데이터를 데이터 저장 수단에 저장하는 단계와; 저장된 상기 데이터를 메인 프로세서로 전송하는 단계; 그리고 전송된 상기 데이터에 응답해서 상기 제품에 발생된 결함 위치 및 상기 제품의 양부를 판정하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention for achieving the object of the present invention as described above, an operation method of a defect detection system for detecting a defect of a product comprises: receiving image data of the product; Performing bidirectional differential on the image data; Converting the differentiated data into binary data and determining a data propagation direction for the converted data; Determining whether the binary data is fed back in response to the determined data progress direction; Storing the data in data storage means when the binary data is not fed back; Transmitting the stored data to a main processor; And in response to the transmitted data, determining a defect location occurring in the product and whether the product is defective or not.

(실시예)(Example)

이하 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.

본 발명의 신규한 결함 검출 시스템은, CCD 카메라를 통해 입력되는 영상 데이터를 직접 받아들여 하드웨어적인 전처리를 수행하여 영상 데이터의 전처리 시간을 단축한다. 그리고, 계조치(gray scale) 또는 컬러로 표현되던 영상 데이터를 양방향 미분 및 양방향 드레솔드 연산을 통해 2진 데이터(binary)로 변환하여 데이터의 량을 현저히 감소시킨다.The novel defect detection system of the present invention directly receives image data input through a CCD camera and performs hardware preprocessing to shorten the preprocessing time of the image data. In addition, the amount of data is significantly reduced by converting image data expressed in gray scale or color into binary data through bidirectional differential and bidirectional threshold operations.

도 2는 본 발명에 의한 결함 검출 시스템(100)의 구조를 보여주기 위한 블록도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전처리 모듈의 구조를 보여주기 위한 블록도이다. 먼저 도 2를 참조하면, 본 발명에 의한 결함 검출 시스템(100)은 크게 영상 입력 모듈(20), 전처리 모듈(60), 그리고 메인 프로세서(70)로 구성된다. 영상 입력 모듈(20)에는 CCD 카메라(21), CCD/조명 제어 유닛(22), 그리고 조명(lighting unit ; 23)이 포함된다.2 is a block diagram showing the structure of the defect detection system 100 according to the present invention, Figure 3 is a block diagram showing the structure of the preprocessing module shown in FIG. First, referring to FIG. 2, the defect detection system 100 according to the present invention is largely composed of an image input module 20, a preprocessing module 60, and a main processor 70. The image input module 20 includes a CCD camera 21, a CCD / light control unit 22, and a lighting unit 23.

CCD 카메라(21)는 결함 검출 시스템(100)의 영상 데이터 입력 장치로 사용되며, 조명(23)은 영사 데이터가 고른 밝기를 가질 수 있도록 하기 위해 사용된다. 여기서, CCD 카메라(21)는 아날로그는 또는 디지털 타입의 CCD 카메라로 구성될 수 있으며, 높은 해상도로 라인 단위의 데이터를 받아들이는 라인 스캔 카메라(line scan camera)로 구성될 수 있다. 그리고, CCD/조명 제어 유닛(22)은 CCD카메라(21)와 조명(23)의 동작을 제어하는데 사용된다.The CCD camera 21 is used as an image data input device of the defect detection system 100, and the illumination 23 is used to make the projection data have an even brightness. Here, the CCD camera 21 may be configured as an analog or digital type CCD camera, and may be configured as a line scan camera that receives data in a line unit at a high resolution. And the CCD / light control unit 22 is used to control the operation of the CCD camera 21 and the illumination 23.

여기서, 전처리 모듈(60)은 크게 인터페이스 유닛(30), 전처리 유닛(40), 그리고 디지털 I/O(input/output)(50)로 구성되며, FPGA(field programmable gate array) 또는 CPLD와 같은 로직을 갖춘 하드웨어로 구성된다. 그리고, 상기 메인 프로세서(70)는 컴퓨터 또는 결함검출 프로그램이 탑재된 마이크로컴퓨터(micro-computer)로 구성될 수 있다.Here, the preprocessing module 60 is mainly composed of an interface unit 30, a preprocessing unit 40, and a digital input / output (I / O) 50, and logic such as a field programmable gate array (FPGA) or CPLD. It consists of hardware equipped with. The main processor 70 may be configured as a computer or a micro-computer on which a defect detection program is mounted.

이와 같은 구성을 가지는 영상 입력 모듈(20)을 통해 입력된 영상 데이터는 디지털 영상 데이터로 변환되어 전처리 모듈(60)로 입력된다. 나중에 상세히 설명되겠지만, 전처리 모듈(60)에서는 종래와 같은 영상 캡춰 보드를 거치지 않고 직접 디지털 영상 데이터를 받아들여 하드웨어적인 전처리를 수행한다. 이때 수행되는 전처리는 양방향 미분 및 양방향 드레솔드 연산으로서, 이전에 수행된 결과 값이 다음 데이터에 지속적인 영향을 미치지 않도록 피드백 되는 특성을 가진다. 이와 같은 미분 및 드레솔드를 거치게 되면 계조치(gray scale) 또는 컬러로 표현되던 영상 데이터가 흑백을 나타내는 2진 데이터(binary)로 변환되기 때문에 데이터의 량이 현저히 감소하게 된다. 앞에서 설명한 바와 같은 전처리 결과는 전처리 모듈(60)에 구비된 디지털 I/O(50)를 거쳐 메인 프로세서(70)로 출력된다.Image data input through the image input module 20 having such a configuration is converted into digital image data and input to the preprocessing module 60. As will be described in detail later, the preprocessing module 60 directly receives digital image data without performing the conventional image capture board to perform hardware preprocessing. The preprocessing performed here is a bidirectional differential and bidirectional threshold operation, and has a characteristic of feeding back a result value that is previously performed so that it does not continuously affect the next data. When the derivative and the dressing process are performed, the amount of data is significantly reduced because image data expressed in gray scale or color is converted into binary data representing black and white. As described above, the preprocessing result is output to the main processor 70 via the digital I / O 50 provided in the preprocessing module 60.

도 3을 참조하면, 전처리 모듈(60)에 포함된 인터페이스 유닛(30)은 CCD 카메라(21)로부터 입력되는 아날로그 영상 신호(DATA_A)를 디지털 영상 신호(DATA_D)로 변환하기 위한 A/D 컨버터(31)와, CCD 카메라(21)로 동기 신호(Sync)를 발생하기 위한 동기 신호 발생회로(32), 그리고 A/D 컨버터(31)로부터 발생되는 디지털영상 신호(DATA_D)를 전처리 유닛(40)으로 전송하기 위한 디지털 인터페이스 유닛(33)을 포함한다.Referring to FIG. 3, the interface unit 30 included in the preprocessing module 60 may include an A / D converter for converting the analog image signal DATA_A input from the CCD camera 21 into a digital image signal DATA_D. 31, the synchronization signal generation circuit 32 for generating the synchronization signal Sync with the CCD camera 21, and the digital image signal DATA_D generated from the A / D converter 31 are preprocessed in the unit 40. It includes a digital interface unit 33 for transmitting to.

일반적으로 CCD 카메라는 크게 표준(standard) 방식의 카메라와 비표준(nonstandard) 방식의 카메라로 구분되며, 각각의 카메라는 아날로그 CCD 카메라와 디지털 CCD 카메라로 구분된다. 영상처리에 사용되는 데이터는 디지털 데이터이므로, 만약 시스템에 장착되는 카메라가 디지털 CCD 카메라인 경우에는 데이터를 변환해 줄 필요 없이 바로 사용할 수 있다. 그러나, 시스템에 장착되는 카메라가 아날로그 카메라인 경우에는 카메라로부터 제공되는 아날로그 데이터를 디지털 데이터로 변환할 수 있는 장치가 요구되므로, 본 발명에 의한 결함 검출 시스템(100)의 인터페이스 유닛(30)에는 A/D 컨버터(31)가 포함된다. 그리고, 본 발명에 의한 결함 검출 시스템(100)의 인터페이스 유닛(30)은, CCD 카메라(21)가 동기 신호(Sync)를 필요로 하는 비표준 카메라일 경우 동기 신호(Sync)를 제공하기 위한 동기신호 발생회로(32)가 포함된다.Generally, CCD cameras are classified into standard cameras and nonstandard cameras, and each camera is classified into an analog CCD camera and a digital CCD camera. Since the data used for image processing is digital data, if the camera mounted on the system is a digital CCD camera, it can be used immediately without converting the data. However, when the camera mounted on the system is an analog camera, a device capable of converting analog data provided from the camera into digital data is required. Therefore, the interface unit 30 of the defect detection system 100 according to the present invention is A. FIG. / D converter 31 is included. The interface unit 30 of the defect detection system 100 according to the present invention is a synchronization signal for providing a synchronization signal Sync when the CCD camera 21 is a non-standard camera requiring a synchronization signal Sync. The generating circuit 32 is included.

영상 입력 모듈(20)을 통해 입력된 영상 데이터(DATA_A)가 A/D 컨버터(31)를 거쳐 디지털 영상 데이터(DATA_D)로 변환된 후 디지털 인터페이스(33)를 통해 전처리 유닛(40)으로 입력되면, 전처리 유닛(40)에 구비된 양방향 미분기(41)는 입력된 디지털 영상 신호에 대한 미분을 수행한다.When the image data DATA_A input through the image input module 20 is converted into the digital image data DATA_D through the A / D converter 31 and then input to the preprocessing unit 40 through the digital interface 33. The bidirectional differentiator 41 provided in the preprocessing unit 40 performs differentiation on the input digital video signal.

특히, 결함 검출 시스템(10)에 입력된 영상 데이터에 있어서 윤곽(edge) 부분은 농담치가 급격하게 변화하는 부분으로서, 검사 대상 물체에 존재하는 결함 역시 이 농담치가 급격하게 변화하는 부분이다. 따라서, 함수의 변화분을 취하는 미분 연산이 결함 검출에 이용될 수 있다. 미분에는 1차 미분(gradient)과 2차 미분(Laplacian)이 있는데, 1차 미분을 예로 들어 설명하면 다음과 같다.In particular, the edge portion of the image data input to the defect detection system 10 is a portion where the shade value changes abruptly, and the defect present in the object to be inspected is also a portion where the shade value rapidly changes. Thus, a derivative operation that takes a change in function can be used for defect detection. There are first derivatives (gradient) and second derivatives (Laplacian). The first derivative is explained as follows.

예를 들어, 결함 검출 시스템(100)에 입력된 영상 데이터를 구성하고 있는 화소(pixel)의 좌표가 (x, y)인 경우, 농담 분포를 나타내는 1차 미분값(gradient)은 아래 수학식 1과 같이 표현된다.For example, when the coordinates of the pixels constituting the image data input to the defect detection system 100 are (x, y), the first order gradient representing the shade distribution is expressed by Equation 1 below. It is expressed as

G(x, y) = (fx, fy)G (x, y) = (fx, fy)

여기서, fx는 x 방향의 미분, fy는 y 방향의 미분을 나타내며, fx, fy에 대한 디지털 영상은 각각 수학식 2와 수학식 3과 같이 계산된다.Here, fx represents the derivative in the x direction, fy represents the derivative in the y direction, and digital images of fx and fy are calculated as in Equations 2 and 3, respectively.

x 방향의 미분 fx = f(x+1, y) - f(x, y)derivative in the x direction fx = f (x + 1, y)-f (x, y)

y 방향의 미분 fy = f(x, y+1) - f(x, y)derivative in the y direction fy = f (x, y + 1)-f (x, y)

그리고, 윤곽을 추출함에 있어서 수평 방향의 미분을 취하려면 다음 수학식 4와 같은 수평방향 미분 알고리즘 또는 수학식 5와 같은 수직방향 미분 알고리즘으로 처리를 하게 된다.In order to take the horizontal derivative in extracting the contour, the horizontal differential algorithm as in Equation 4 or the vertical differential algorithm as in Equation 5 is used.

F(X, Y) = | F(X, Y-1) - F(X, Y+1)F (X, Y) = | F (X, Y-1)-F (X, Y + 1)

F(X, Y) = | F(X+1, Y) - F(X-1, Y)F (X, Y) = | F (X + 1, Y)-F (X-1, Y)

즉, 수평방향으로의 미분은 어느 한 점 (F(X, Y))을 기준으로 할 때, X좌표는 같고, Y좌표만 중심 화소의 상하에 해당하는 화소들의 차이 값을 구하는 방식으로 얻을 수 있고, 수직방향으로의 미분은 어느 한 점 (F(X, Y))을 기준으로 할 때 Y좌표는 같고, X좌표만 중심 화소의 상하에 해당하는 화소들의 차이 값을 구하는 방식으로 얻을 수 있다.That is, when the derivative in the horizontal direction is based on any one point (F (X, Y)), the X coordinates are the same, and only the Y coordinate can be obtained by obtaining a difference value between pixels corresponding to the top and bottom of the center pixel. The derivative in the vertical direction is obtained by calculating the difference value between the pixels corresponding to the upper and lower sides of the center pixel while the Y coordinate is the same when one point (F (X, Y)) is referred to. .

이와 같은 연산에 의해 얻어진 미분 결과(DATA_D')는 양방향 드레솔드기(42)로 입력되어 2진 데이터(DATA_B)로 변환됨과 동시에, 데이터의 진행 방향에 따라 부호가 붙여진다. 예를 들어, 이 부호가 양(+)이면 데이터가 순방향으로 진행하여 FIFO(first input first output ; 43)에 입력되고 이 부호가 음(-)이면 양방향 미분기(41)로 피드백 된다. 이와 같은 양방향 드레솔드 연산은 이전의 데이터가 현재의 데이터 또는 미래의 데이터에 지속적인 영향을 미치는 것을 방지하기 위한 것이다.The differential result DATA_D 'obtained by such an operation is inputted to the bidirectional dresser 42 to be converted into binary data DATA_B, and is coded according to the advancing direction of the data. For example, if this sign is positive, data advances forward and is input to a first input first output (FIFO) 43. If this sign is negative, it is fed back to the bidirectional differentiator (41). This bidirectional threshold operation is intended to prevent previous data from continuing to affect current or future data.

FIFO(43)에 저장된 이진 영상 데이터(DATA_B)는 디지털 I/O(50)를 거쳐 메인 프로세서(70)로 입력된다. 디지털 I/O(50)와 메인 프로세서(70) 사이에는 직렬 통신기가 연결되어 메인 프로세서(70)와 전처리 모듈(40)간의 처리 조건에 대한 데이터를 주고받는다.The binary image data DATA_B stored in the FIFO 43 is input to the main processor 70 via the digital I / O 50. A serial communicator is connected between the digital I / O 50 and the main processor 70 to exchange data regarding processing conditions between the main processor 70 and the preprocessor module 40.

도 4는 본 발명에 의한 결함 검출 시스템(100)의 동작 수순을 보여주기 위한 흐름도이다. 도 4를 참조하면, 단계 S10에서는 CCD 카메라(21) 등이 구비된 영상 입력 모듈(20)을 통해서 영상 데이터를 받아들인다. 이어서 단계 S12에서는 전처리 유닛(40)에 구비된 양방향 미분기(41)를 통해서 양방향 미분을 수행하고, 단계 S14에서는 양방향 미분기(41)로부터 전송되는 미분 데이터를 양방향 드레솔드기(42)를 통해 2진 데이터(binary data)를 생성하고, 데이터의 진행 방향을 결정한다. 단계 S16에서는 단계 S14에서 결정된 데이터의 진행 방향에 의해서 데이터가 피드백 되는지 여부를 판별한다. 판별 결과, 만약 상기 데이터가 피드백 된다면 수순은 단계 S12로 되돌아간다. 그리고 만약 상기 데이터가 피드백 되지 않는다면 수순은 단계 S18로 진행한다. 단계 S18에서는 단계 S14에서 양방향 드레솔드기(42)를 통해 변환된 2진 데이터를 FIFO(43)에 저장한다. 그리고 단계 S20에서는 상기 2진 데이터를 디지털 I/O(50)를 통해 메인 프로세서(70)로 전송한다. 단계 S22에서 메인 프로세서(70)는 상기 2진 데이터에 응답해서 결함이 발생된 위치와, 검사하고자 하는 대상의 결함 유무, 즉 제품의 양부를 판정한다.4 is a flowchart illustrating an operation procedure of the defect detection system 100 according to the present invention. Referring to FIG. 4, in step S10, image data is received through an image input module 20 provided with a CCD camera 21 or the like. Subsequently, in step S12, bidirectional differentiation is performed through the bidirectional differentiator 41 provided in the preprocessing unit 40, and in step S14, the differential data transmitted from the bidirectional differentiator 41 is binary through the bidirectional dresser 42. Generate data (binary data) and determine the direction of data progress. In step S16, it is determined whether data is fed back according to the advancing direction of the data determined in step S14. As a result of the determination, if the data is fed back, the procedure returns to step S12. If the data is not fed back, the procedure goes to step S18. In step S18, the binary data converted by the bidirectional dresser 42 in step S14 is stored in the FIFO 43. In operation S20, the binary data is transmitted to the main processor 70 through the digital I / O 50. In step S22, the main processor 70 determines the position where the defect occurred in response to the binary data, and whether there is a defect of the object to be inspected, that is, whether the product is good or bad.

이와 같은 동작을 수행하는 본 발명에 의한 결함 검출 시스템(100)은, 영상 입력 모듈(20)을 통해 입력되는 영상 데이터를 전처리 모듈(60)에 구비된 전처리 유닛(40)을 통해 직접 디지털 영상 데이터를 받아들여 하드웨어적인 전처리를 수행한다. 그 결과, 영상 캡춰 보드를 통해 영상 데이터를 메인 프로세서에 저장한 후 소프트웨어적으로 처리하던 기존의 전처리 동작을 영상 캡춰 보드를 통하지 않고 하드웨어적으로 처리하므로 영상 데이터의 처리 시간이 단축된다. 뿐만 아니라, 상기 전처리 유닛(40)은 계조치(gray scale) 또는 컬러로 표현되던 영상 데이터를 양방향 미분 및 양방향 드레솔드 연산을 통해 2진 데이터(binary)로 변환하기 때문에 데이터의 량을 현저히 감소시키는 역할을 수행한다. 그러므로, 본 발명에 의한 결함검사 시스템(100)은, 실시간으로 제품의 결함을 검출할 수 있다.The defect detection system 100 according to the present invention which performs such an operation may directly input the digital image data input through the image input module 20 through the preprocessing unit 40 included in the preprocessing module 60. Accepts and performs hardware preprocessing. As a result, the processing time of the image data is shortened by storing the image data in the main processor through the image capture board and processing the existing preprocessing operation performed by software instead of through the image capture board. In addition, the preprocessing unit 40 converts the image data expressed in gray scale or color into binary data through bidirectional differential and bidirectional dress operations, thereby significantly reducing the amount of data. Play a role. Therefore, the defect inspection system 100 which concerns on this invention can detect the defect of a product in real time.

이상에서, 본 발명에 따른 회로의 구성 및 동작을 상기한 설명 및 도면에 따라 도시하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.In the above, the configuration and operation of the circuit according to the present invention are shown in accordance with the above description and drawings, but this is merely described, for example, and various changes and modifications are possible without departing from the spirit of the present invention. .

이상과 같은 본 발명에 의하면, CCD 카메라를 통해 취득된 영상 데이터가 영상 캡춰 보드를 통하지 않고 직접 하드웨어적으로 처리되고, 양방향 미분 및 양방향 드레솔드를 통해 메인 프로세서에서 처리될 데이터의 량이 현저히 줄어듦에 의해 실시간 결함 검출을 수행할 수 있다.According to the present invention as described above, the image data acquired through the CCD camera is directly processed by the hardware without going through the image capture board, and the amount of data to be processed in the main processor through the bidirectional derivative and bidirectional threshold is significantly reduced Real time defect detection can be performed.

Claims (8)

제품의 결함을 검출하기 위한 결함 검출 시스템에 있어서:In a defect detection system for detecting a defect of a product: 상기 제품의 영상 데이터를 받아들이기 위한 CCD 카메라와; 상기 CCD 카메라로부터 입력되는 상기 영상 데이터에 대한 하드웨어적인 전처리를 수행하기 위한 전처리 수단; 그리고 상기 전처리 수단으로부터 발생된 전처리 결과에 응답해서 상기 제품의 결함 위치를 검출하고, 상기 제품에 대한 양부를 판별하기 위한 메인 프로세서로 구성하되,A CCD camera for receiving image data of the product; Preprocessing means for performing hardware preprocessing on the image data input from the CCD camera; And a main processor for detecting a defect position of the product in response to a preprocessing result generated from the preprocessing means, and determining whether the product is defective or not. 상기 전처리 수단은,The pretreatment means, 상기 CCD 카메라에 연결되어, 상기 CCD 카메라로 동기 신호를 발생하기 위한 동기 신호 발생회로와; 상기 CCD 카메라에 연결되어, 상기 CCD 카메라로부터 전송되는 상기 영상 데이터를 디지털 영상 데이터로 변환하기 위한 A/D 컨버터와; 상기 A/D 컨버터에 연결되어, 상기 디지털 영상 데이터와 상기 전처리 수단과의 인터페이스를 수행하기 위한 디지털 인터페이스와; 상기 디지털 인터페이스에 연결되어, 상기 디지털 데이터에 대한 양방향 미분을 수행하기 위한 양방향 미분기와; 상기 양방향 미분기에 연결되어, 상기 미분된 데이터를 2진 데이터 형태로 변환하기 위한 양방향 드레솔드기와; 상기 양방향 드레솔드에 연결되어, 상기 양방향 드레솔드기로부터 발생되는 2진 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 수단; 그리고 상기 데이터 저장 수단과 상기 메인 프로세서에 연결되어, 상기 데이터 저장 수단에 저장되어 있는 상기 2진 데이터를 상기 메인 프로세서로 전달하기 위한 입출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 결함 검출 시스템.A synchronization signal generation circuit connected to said CCD camera for generating a synchronization signal to said CCD camera; An A / D converter connected to the CCD camera to convert the image data transmitted from the CCD camera into digital image data; A digital interface coupled to the A / D converter for performing an interface between the digital image data and the preprocessing means; A bidirectional differentiator connected to the digital interface for performing bidirectional differential on the digital data; A bidirectional dresser connected to the bidirectional differentiator for converting the differentiated data into binary data form; Data storage means connected to the bidirectional dress for storing binary data generated from the bidirectional dresser; And input / output means connected to said data storage means and said main processor for transferring said binary data stored in said data storage means to said main processor. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 메인 프로세서는 컴퓨터 및 결함검출 프로그램이 탑재된 마이크로컴퓨터 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 고속 결함 검출 시스템.The main processor is any one of a computer and a microcomputer equipped with a defect detection program. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 양방향 미분기 및 상기 양방향 드레솔드기는, 상기 디지털 영상 데이터에 대한 미분 및 드레솔드 연산시, 상기 데이터가 순방향 또는 역방향으로 진행할 지 여부를 결정함으로써 이전 데이터가 다음 데이터에 영향을 미치는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 고속 결함 검출 시스템.The bidirectional differentiator and the bidirectional dresser determine whether or not the data advances in the forward or reverse direction when the derivative and dress operations are performed on the digital image data, thereby preventing previous data from affecting the next data. High speed defect detection system. 제품의 결함을 검출하기 위한 결함 검출 시스템의 동작 방법에 있어서:In a method of operating a defect detection system for detecting a defect of a product: 상기 제품의 영상 데이터를 받아들이는 단계와;Receiving image data of the product; 상기 영상 데이터에 대한 양방향 미분을 수행하는 단계와;Performing bidirectional differential on the image data; 상기 미분된 데이터를 2진 데이터로 변환하고, 상기 변환된 데이터에 대한 데이터 진행 방향을 결정하는 단계와;Converting the differentiated data into binary data and determining a data propagation direction for the converted data; 상기 결정된 데이터 진행 방향에 응답해서 상기 2진 데이터가 피드백 되는지 여부를 판별하는 단계와;Determining whether the binary data is fed back in response to the determined data progress direction; 상기 2진 데이터가 피드백 되지 않는 경우 상기 데이터를 데이터 저장 수단에 저장하는 단계와;Storing the data in data storage means when the binary data is not fed back; 저장된 상기 데이터를 메인 프로세서로 전송하는 단계; 그리고Transmitting the stored data to a main processor; And 전송된 상기 데이터에 응답해서 상기 제품에 발생된 결함 위치 및 상기 제품의 양부를 판정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 결함 검출 방법.And determining the defect location generated in the product and the quality of the product in response to the transmitted data. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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