KR100804890B1 - 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치 및방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치 및 방법에 관한 것으로서, 상기 측정 대상의 영상을 획득하기 위한 카메라; 상기 측정 대상의 영상을 상기 카메라의 센서에 투영시키기 위한 렌즈; 상기 측정 대상과 배경이 선명하게 대조되도록 빛을 조사하기 위한 조명 장치; 상기 측정 대상을 기설정된 미동 스텝에 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키기 위한 미동 장치; 및 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 각 구성요소를 제어하고 구동시키며, X축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리 및 Y축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리를 이용하여 상기 측정 대상의 경계를 검출하기 위한 제어 장치를 포함한다.
머신 비전, 화상검사, 미동, 경계 검출, 에지 검출
Description
도 1은 종래의 화상검사장치의 일실시예 구성도,
도 2는 종래의 화상검사장치에서 획득한 디지털 영상에 대한 일실시예 설명도,
도 3a 내지 도 3c는 종래의 화상검사장치에서 획득한 디지털 영상으로부터 추출된 경계에 대한 일실시예 설명도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치의 구성도,
도 5a 내지 5c는 도 4의 화상검사장치가 Y 방향으로 미동을 가하여 영상으로부터 경계를 추출하는 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 화상검사장치가 X 방향으로 미동을 가하여 영상으로부터 경계를 추출하는 과정에 대한 일실시예 설명도,
도 7은 도 4의 화상검사장치가 미동을 이용하여 검출한 경계에 대한 일실시예 설명도, 및
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법에 대한 흐름도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명
31 : 카메라 32 : 렌즈
33 : 전방 조명 34 : 후방 조명
35 : X축 스테이지 36 : X축 구동기
37 : Y축 스테이지 38 : Y축 구동기
39 : 제어장치 40 : 측정 대상
본 발명은, 화상검사장치 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치 및 방법에 관한 것이다.
머신 비전(machine vision)은 카메라로부터 획득한 영상 정보를 분석 처리하여, 제품의 검사나 분류에 응용하는 장치나 기술을 일컫는다.
머신 비전은 전기·전자·기계·통신 제품의 생산·검사·조립 라인에서 치수측정, 게이징, 부분품의 존재검증, 평면형 표면상의 특성 점검 등에 이용될 수 있으며, 고속 이동물체의 탐지 및 검사, 고속 연산 및 판정 처리, 미소 물체(1∼10㎛) 판정 및 위험한 인식기술 작업이나 극한 환경에서도 이용된다. 특히, 머신 비전은 지금까지 사람이 육안으로 해오던 여러가지 작업을 대신함으로써 검사인력 및 원가 절감 효과를 가져다 주고 있다.
일반적인 머신 비전의 처리 과정은 이미지 포착(acquisition)과 수치화(digitizing), 이미지 처리와 분석, 그리고 해석을 거친다.
먼저, 이미지 포착과 수치화(digitizing)는 카메라와 디지타이징 시스템을 이용하여 이루어지며, 이미지의 윤곽, 면적특성, 표면특성(texture와 색채)을 결정하게 된다.
이미지 포착과 수치화는 관측영역(viewing area)을 개별화소(picture element; pixel)의 행렬로 표현함으로써 얻어진다. 예를 들어, 2진 비전의 경우에 각 픽셀의 빛의 강도는 흑 또는 백의 두가지 값을 가지게 되고, 회색조(gray-scale)의 경우에는 이미지 강도값에 따라 회색 음영들(shades of gray)을 구분하여 저장할 수 있다.
이처럼 수치화한 이미지를 처리하고 분석하기 위한 기법으로 세그멘테이션(segmentation)을 이용할 수 있다. 세그멘테이션 기법은 이미지 내의 관심 영역을 정리하고 분리시키기 위한 것으로서, 스레숄딩(Thresholding)과 경계 검출(edge detection)을 들 수 있다.
스레숄딩은 각 픽셀의 강도 등급(level)을 백 또는 흑을 나타내는 2진값으로 변환하는 것으로서, 각 픽셀의 강도값을 정의된 문턱값(threshold) 값과 비교하여, 픽셀값이 문턱값(threshold)보다 크면 1(백색)로 변환하고, 픽셀값이 문턱값(threshold)보다 작으면 0(흑색)으로 변환한다. 그리고, 그 결과로부터 이미지 내의 대상체를 정의하고 규명한다.
경계 검출(edge detection)은 이미지 내에서 대상체와 그 주변 간의 경계를 결정하기 위한 방법으로서, 인접 픽셀들 간에 존재하는 빛 강도의 대조(contrast)를 규명하여 대상체의 경계를 검출한다. 현재 경계 검출을 위한 많은 알고리즘이 개발되어 있다.
이러한 이미지 처리와 분석 이후에는 이미지 해석 과정이 이루어진다. 이미지 해석은 화상에서 대상 혹은 그것을 구성하고 있는 부분에 대응된다고 생각되는 화상 특징(예 : 면적/ 길이, 폭, 직경/둘레, 중심, 종횡비)을 추출한다. 그리고, 추출된 화상 특징의 속성이나 그들 사이의 관계를 구한 후, 화상 특징이 어느 인식 대상의 어느 부분에 대응하는가를 결정한다.
한편, 경계(에지)는 화상의 특징 중에서 제품의 검사에 쓰이는 가장 중요한 요소 중 하나이다. 고해상도를 갖는 화상에서 에지를 찾아내기 위해서는 픽셀 크기 이하의 정확도가 필요하며, 이것을 서브픽셀(subpixel) 정확도라 한다. 자동 시각 검사에 있어서 크기가 작은 대상물의 검사나 높은 정밀도를 요구하는 검사 등에서는 고해상도의 화상처리가 필요한데, 이러한 고해상도 검사 시스템을 구현하기 위해서 고해상도의 카메라를 사용하는 등의 하드웨어적인 개선은 비용이 너무 많이 들고 설치를 새로 해야하는 등의 문제점이 있다.
즉, 카메라로 획득한 영상정보만을 이용해서 측정 대상의 경계를 추출하는 종래 방법은 카메라의 화소수나 옵틱스의 품질, 측정영역의 크기 등에 의한 한계를 넘어설 수 없다. 종래에 카메라를 이용하여 영상 정보로부터 측정 대상의 경계를 추출하는 방법에 대하여 도 1 내지 도 3을 참조하여 살펴보기로 한다.
도 1은 종래의 화상검사장치의 일실시예 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 화상검사장치는 센서(11), 렌즈(Thin Lens Model)(14), 및 후방 조명(Back Light)(13)를 포함한다.
먼저, 측정 대상(10)을 검사대 위에 올려 놓으면 강한 후방 조명(back light)(13)에 의하여 강조된 측정 대상과 배경의 밝기 차이가 렌즈를 통하여 카메라 센서에 투영된다. 이 때, 카메라 센서에 투영된 이미지(12)는 조명의 성능, 렌즈의 배율과 왜곡, 다양한 수차 등의 파라미터에 의하여 경계의 선명도가 결정된다. 충분히 강한 후방 조명(back light)(13)과 고해상도 렌즈(14)를 사용하였을 경우에는 투영된 이미지의 경계가 카메라의 픽셀 분해능에 비하여 월등히 선명하게 형성된다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 카메라 센서(11)에 투영된 이미지(12)는 양자화 과정을 거친 후, 프로세서로 전달된다. "20"은 이상적인 경우의 디지털 영상을 나타내는데, 실제의 경우에는 센서가 가지는 다이나믹 레인지(Dynamic range)의 한계와 그에 따른 픽셀 그레이 레벨(pixel gray level)의 포화(saturation)등의 영향으로 "21"의 형태를 갖게 된다.
이처럼 카메라 센서의 제한된 특성에 따른 이미지 왜곡에 의하여 측정의 정밀도가 센서의 픽셀 분해능 수준으로 제한되며, 배경 이미지의 밝기가 포화되는 경우 서브 픽셀(sub pixel) 알고리즘을 적용하여도 측정 정밀도의 향상은 이루어지지 않는다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 화상검사장치에서 획득한 디지털 영상으로부터 추출한 경계에 대한 일 실시예의 설명도이다.
도 1에 도시된 종래의 화상검사장치는 이미지가 센서 픽셀의 30% 이상 배경부위에 노출되었을 때 포화되도록 조명 조건을 맞추어 놓고 측정 대상을 이동시키면, 이동에 따라 센서면에 투영된 영상의 위치는 도 3a와 같다. 이 때, 양자화된 영상은 도 3b와 같고, 서브 픽셀 알고리즘을 적용하여 추출한 경계는 도 3c와 같다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 종래의 화상측정기는 측정 정밀도가 센서의 픽셀 분해능 수준으로 제한되며, 배경 이미지의 밝기가 포화되는 경우, 서브 픽셀 알고리즘을 적용하여도 측정 정밀도의 향상은 이루어지지 않는다.
따라서, 종래에는 화상측정기의 측정 정밀도를 높이기 위해서 픽셀수가 많은 고가의 카메라를 사용하거나, 고정밀도의 이송 스테이지를 사용하여 측정장치를 이동시키면서 측정하는 방법을 이용하여야 하였다.
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 화상검사장치를 X축,Y축 방향으로 미세하게 이동시키면서 경계를 검출함으로써 측정의 정밀도를 높이는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치로서, 상기 측정 대상의 영상을 획득하기 위한 카메라; 상기 측정 대상의 영상을 상기 카메라의 센서에 투영시키기 위한 렌즈; 상기 측정 대상과 배경이 선명하게 대조되도록 빛을 조사하기 위한 조명 장치; 상기 측정 대상을 기설정된 미동 스텝에 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동시키기 위한 미동 장치; 및 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 각 구성요소를 제어하고 구동시키며, X축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리 및 Y축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리를 이용하여 상기 측정 대상의 경계를 검출하기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법으로서, 상기 측정 대상을 초기 위치로부터 X축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 경계를 추출하는 X축 미동 단계; 측정 대상을 초기 위치로부터 Y축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 경계를 추출하는 Y축 미동 단계; 및 상기 X축 방향으로 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리 및 Y축 방향으로 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리를 이용하여 상기 측정 대상 경계를 검출하는 경계 검출 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치의 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치는, 카메라(41), 렌즈(42), 전방 조명(43), 후방 조명(44), X축 스테이지(45), X축 구동기(X-axis Actuator)(46), Y축 스테이지(47), Y축 구동기(Y-axis Actuator)(48), 및 제어장치(도면에 도시되지 않음)를 포함한다.
카메라(41)는 측정 대상의 영상을 획득하기 위한 영역 스캔 타입(Area Scan Type)의 카메라로서, 센서형태(CCD, CMOS), 출력형태(디지털, 아날로그), 해상도에 관계없이 모두 사용가능하다.
렌즈(Lens)(42)는 측정 대상(40)의 영상을 카메라(41)의 센서에 투영시킨다.
전방 조명(Front Illumination)(43) 및 후방 조명(Back Light)(44)은 측정 대상(40)의 경계가 주위 배경과 선명하게 대조되도록 측정 대상의 윗면 및 밑면에서 빛을 조사한다. 일반적으로, 전방 조명(43)은 라벨상의 프린팅과 같은 표면 특성, PCB의 용접선과 같은 표면패턴의 검사 등에 이용되고, 후방 조명(44)은 부품치 수 검사, 서로 다른 부품의 외곽선 구분 등에 이용되며, 측면 조명은 물체 표면의 결함이나 흠집 검사 등에 이용된다.
X축 스테이지(45)는 측정 대상(40)을 X축 방향으로 이동시킬 수 있는 스테이지이다.
X축 구동기(46)는 X축 스테이지(45)를 기설정된 미동 스텝에 따라 X축 방향으로 이동시킨다. 이 때, 미동 스텝은 카메라의 픽셀 분해능 이하이고, 필요에 따라 세분한다.
Y축 스테이지(47)는 측정 대상(40)을 Y축 방향으로 이동시킬 수 있는 스테이지이다.
Y축 구동기(48)는 Y축 스테이지(47)를 기설정된 미동 스텝에 따라 Y축 방향으로 이동시킨다. 이 때, 미동 스텝은 카메라의 픽셀 분해능 이하이고, 필요에 따라 세분한다.
제어장치는 외부로부터의 제어 신호에 따라 상기 각 구성요소를 제어하고 구동시키며, X축 방향으로 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리, Y축 방향으로 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리를 이용하여 측정 대상(40)의 초기 위치에서의 경계를 검출한다.
이하에서는 도 5a 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일실시에에 따른 화상검사장치를 이용하여 측정 대상(40)의 경계를 추출하는 과정을 보다 상세히 살펴보기로 한다.
도 5a 내지 5c는 도 4의 화상검사장치가 측정 대상을 X축 방향으로 미동 스텝 만큼 이동시키면서 획득한 영상으로부터 경계를 추출하는 과정에 대한 일 실시예의 설명도이다.
도 5a는 카메라(41)의 센서에 투영된 측정 대상(40)의 영상으로서, X축 스테이지(45)가 X축 구동기(46)의 동작에 따라 초기 위치로부터 기설정된 미동 스텝(1 스텝 ~ 4 스텝) 만큼씩 이동함에 따라 카메라(41)의 센서면에 투영되는 영상을 단계 별로 나타내고 있다.
이 때, 초기 위치, 1 스텝 이동 후, 2 스텝 이동 후, 3 스텝 이동 후, 및 4 스텝 이동 후에 센서면에 투영되는 영상을 양자화하면 도 5b에 도시된 바와 같다. 초기 위치로부터 1 스텝 이동하는 시점(51)은 경계(에지)에 접한 배경 픽셀에서 배경이 차지하는 영역이 30% 미만이 되어 포화가 깨지는 시점이다. 또한, 3 스텝 이동 위치로부터 4 스텝 이동하는 시점(52)은 상부 경계 픽셀이 배경을 30% 이상 포함하여 포화가 시작되는 시점이다.
한편, 도 5b에 도시된 바와 같이 양자화가 수행된 후에는 도 5c에 도시된 바와 같이 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하게 된다.
여기서, 센서면에 투영된 영상을 양자화하고, 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하는 과정은 측정 대상(40)이 X축 스테이지(45), X축 구동기(46)에 의하여 X축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼 이동될 때마다 반복하여 수행된다.
이상에서 설명한 바와 같은 X축 미동에 따른 경계 추출 과정은 Y축에 대하여서도 동일하게 이루어진다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 화상검사장치가 측정 대상을 Y축 방향으로 미동스텝 만큼 이동시키면서 획득한 영상으로부터 경계를 추출하는 과정에 대한 일 실시예의 설명도이다.
도 6a는 카메라(41)의 센서에 투영된 측정 대상(40)의 영상으로서, Y축 스테이지(47)가 Y축 구동기(48)의 동작에 따라 초기 위치로부터 기설정된 미동 스텝(1 스텝 ~ 4 스텝) 만큼씩 이동함에 따라 카메라(41)의 센서면에 투영되는 영상을 단계 별로 나타내고 있다.
이 때, 초기 위치, 1 스텝 이동 후, 2 스텝 이동 후, 3 스텝 이동 후, 및 4 스텝 이동 후에 센서면에 투영되는 영상을 양자화하면 도 6b에 도시된 바와 같다. 초기 위치로부터 1 스텝 이동하는 시점(61)은 좌측 경계 픽셀이 배경을 30% 이상 포함하여 포화가 시작되는 시점이다. 또한, 3 스텝 이동 위치로부터 4 스텝 이동하는 시점(62)은 경계(에지)에 접한 배경 픽셀에서 배경이 차지하는 영역이 30% 미만이 되어 포화가 깨지는 시점이다.
한편, 도 6b에 도시된 바와 같이 양자화가 수행된 후에는 도 6c에 도시된 바와 같이 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하게 된다.
여기서, 센서면에 투영된 영상을 양자화하고, 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하는 과정은 측정 대상(40)이 Y축 스테이지(47), Y축 구동기(48)에 의하여 Y축 방향으로 기설정된 미동 스텝 만큼 이동될 때마다 반복하여 수행된다.
이처럼, 측정 대상을 X축 방향 및 Y축 방향으로 미동 스텝 만큼 이동시키면서 추출한 경계와 그 경계가 추출된 시점의 이동 거리를 이용하면 초기 위치에서의 경계를 검출할 수 있다.
도 7은 도 4의 화상검사장치가 미동을 이용하여 검출한 경계에 대한 일실시예 설명도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 초기 위치에서 센서면에 투영된 측정 대상(40)의 이미지와 양자화된 영상, 그리고 화상검사장치가 미동을 이용하여 검출한 경계를 살펴보면, 측정 대상(40)의 실제 경계로부터 미동 스텝 이내의 오차로 검출할 수 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법에 대한 흐름도이다.
먼저, 측정 대상(40)을 화상검사장치의 후방 조명(44) 위에 위치시키고, 전방 조명(43) 및 후방 조명(44)에 의하여 배경과 대비를 이루며 센서에 투영된 측정 대상의 영상을 양자화하여 경계를 추출한다(S801).
그리고, 측정 대상(40)을 X축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 경계를 추출한다(S802).
또한, 측정 대상(40)을 Y축 방향으로 기설정된 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 경계를 추출한다(S803).
이후, X축 방향으로 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 추출 시점의 이동 거리, Y축 방향으로 미동 스텝만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 추출 시점의 이동 거리를 이용하여 측정 대상(40)의 초기 위치에서의 경계를 검출한다(S804).
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면 측정 정밀도를 미동 스테이지의 분해능 수준으로 높일 수 있다. 즉, 본 발명은 측정 영역을 크게 유지하면서 카메라 픽셀 분해능보다 높은 수준의 스트로크를 갖는 미동 장치(X축 스테이지 (45), X축 구동기(46), Y축 스테이지(47), Y축 구동기(48))를 추가하여 측정 정밀도를 미동 장치의 분해능 수준으로 높일 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
상기와 같이 본 발명은, 측정 대상을 X축 및 Y축 방향으로 미세하게 이동시키면서 추출한 경계 및 그 경계가 추출된 시점의 이동 거리를 이용하여 측정 대상의 경계를 검출함으로써, 미동 장치의 분해능 수준으로 측정 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (12)
- 측정 대상의 영상으로부터 경계를 검출하기 위하여, 측정 대상의 영상을 획득하기 위한 카메라와, 상기 측정 대상의 영상을 상기 카메라의 센서에 투영시키기 위한 렌즈를 구비하고 있는 화상검사장치에 있어서,상기 측정 대상의 경계가 주위 배경과 선명하게 대조되도록, 상기 측정 대상의 윗면에 빛을 조사하는 전방 조명과, 상기 측정 대상의 밑면에 빛을 조사하는 후방 조명을 포함하는 조명 장치;상기 측정 대상을 X축 방향으로 이동시키는 X축 스테이지와, 이 X축 스테이지를 미리 설정된 제 1 미동 스텝 만큼 X축 방향으로 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 X축 구동기 및 상기 측정 대상을 Y축 방향으로 이동시키는 Y축 스테이지와, 이 Y축 스테이지를 미리 설정된 제 2 미동 스텝 만큼 Y축 방향으로 이동시키기 위한 동력을 발생시키는 Y축 구동기를 포함하는 미동 장치; 및상기 카메라의 센서에 투영된 측정 대상의 영상을 양자화하고, 상기 측정 대상을 상기 제 1 미동 스텝 및 제 2 미동 스텝으로 이동시키면서 획득한 영상으로부터 추출한 경계와, 그 추출 시점까지의 이동 거리를 이용하여 상기 측정 대상의 초기 위치에서의 경계를 검출하기 위한 제어 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 제어 장치는,상기 카메라를 통하여 획득한 측정 대상의 영상을 양자화한 후, 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하는 것을 특징으로 하는미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치.
- 제 2 항에 있어서,상기 카메라는영역 스캔 타입(Area Scan Type)의 카메라인 것을 특징으로 하는미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치.
- 삭제
- 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 미동 스텝은,상기 카메라의 픽셀 분해능 이하인 것을 특징으로 하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사장치.
- 삭제
- 삭제
- 측정 대상의 영상으로부터 경계를 검출하기 위한 화상검사방법으로서,상기 측정 대상을 초기 위치로부터 X축 방향으로 미리 설정된 제 1 미동 스텝 만큼씩 이동시키면서 영상을 획득하여 경계를 추출하는 X축 미동 단계;측정 대상을 초기 위치로부터 Y축 방향으로 미리 설정된 제 2 미동 스텝 만큼씩 이동시키면서 영상을 획득하여 경계를 추출하는 Y축 미동 단계; 및상기 X축 방향으로 제 1 미동 스텝 만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리 및 Y축 방향으로 제 2 미동 스텝 만큼씩 이동시키면서 추출한 경계와 그 추출 시점의 이동 거리를 이용하여 상기 측정 대상의 초기 위치에서의 경계를 검출하는 경계 검출 단계를 포함하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 X축 미동 단계는,상기 측정 대상을 X축 방향으로 제 1 미동 스텝 만큼 이동시키는 단계상기 이동시킨 측정 대상의 영상을 획득하는 영상 획득 단계;상기 획득한 영상을 양자화하는 단계; 및상기 양자화한 영상에 대하여 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하는 단계를 포함하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 Y축 미동 단계는,상기 측정 대상을 Y축 방향으로 제 2 미동 스텝 만큼 이동시키는 단계상기 이동시킨 측정 대상의 영상을 획득하는 영상 획득 단계;상기 획득한 영상을 양자화하는 단계; 및상기 양자화한 영상에 대하여 배경의 포화 여부에 따라 경계를 추출하는 단계를 포함하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법.
- 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,상기 X축 미동 단계 및 상기 Y축 미동 단계에서 영상 획득은,영역 스캔 타입(Area Scan Type)의 카메라를 이용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법.
- 제 11 항에 있어서,상기 제 1 및 제 2 미동 스텝은,영상 획득에 이용되는 카메라의 픽셀 분해능 이하인 것을 특징으로 하는 미동을 이용하여 측정 정밀도를 향상시킨 화상검사방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20050091712A (ko) * | 2002-12-03 | 2005-09-15 | 다니스코 스위트너스 오와이 | 피복된 식용 코어의 제조방법 및 당해 방법으로 제조한코어 |
| KR20050122423A (ko) * | 2004-06-24 | 2005-12-29 | 주식회사 대우일렉트로닉스 | 검사 시스템의 리셋 장치 |
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