KR100940542B1 - The method of exclusion spatter image in Laser Vision System - Google Patents

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Abstract

본 발명은 레이저 비전 시스템의 영상에서 스패터(spatter)가 존재하는 영역에서의 밝기의 변화가 톱니형태의 패턴을 갖는 것을 이용하여 사용자의 간섭없이 스패터 영상을 제거하는데 있어서 a) 상기 카메라부의 입력영상 내에서, 임의의 픽셀을 제1픽셀로 선택하는 단계; b) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 측정하는 단계; c) 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 제5픽셀의 밝기인 제5픽셀명도를 측정하는 단계;The present invention provides a method for removing a spatter image without user intervention by using a sawtooth pattern in which a change in brightness in a region where a spatter is present in an image of a laser vision system is used. Selecting an arbitrary pixel as the first pixel in the image; b) measure a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measure a second pixel brightness that is the brightness of a second pixel positioned one pixel downward in the vertical direction from the first pixel, and measure a vertical angle from the first pixel Measuring a third pixel brightness which is the brightness of a third pixel positioned two pixels downward in the direction; c) a fifth pixel brightness which is a brightness of a fourth pixel located one pixel upward in the vertical direction from the first pixel, and a fifth pixel that is a brightness of a fifth pixel located two pixels upward in the vertical direction from the first pixel Measuring pixel brightness;

d) 상기 제1픽셀명도, 상기 제2픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도를 비교하여 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계; e) 상기 제1픽셀명도, 상기 제4픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도를 비교하여 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계; f) 상기 d)단계에서 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가지고 동시에, 상기 e)단계에서 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가질 시, 상기 제2픽셀및 상기 제4픽셀에 스패터가 위치한다고 판단하고, 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값 및 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값을 산출하고, 상기 제2픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값으로 보간하고, 상기 제4픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값으로 보간하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법을 제공한다.d) comparing the first pixel brightness, the second pixel brightness and the third pixel brightness to determine whether the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness; e) comparing the first pixel brightness, the fourth pixel brightness and the fifth pixel brightness to determine whether the fourth pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness; f) the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness in step d), and at the same time, the fourth pixel brightness and the first pixel brightness and When having a brightness value greater than the fifth pixel brightness, it is determined that a spatter is located in the second pixel and the fourth pixel, and the average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness and the first pixel are determined. Calculates an average value of the brightness and the fifth pixel brightness, interpolates the second pixel brightness value to an average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness, and converts the fourth pixel brightness value to the first pixel brightness And interpolating to the average value of the fifth pixel brightnesses.

본 발명에 따르면 영상조건에 따라 사용자가 임의로 설정해야 하는 명도가 없기 때문에 사용자의 간섭의 필요가 없어지기 때문에 레이저 비전의 일관적인 성능을 기대할 수 있고 스패터라고 판단되는 위치의 명도를 주위 픽셀명도의 평균값으로 변환시키기 때문에 원본영상에 대한 왜곡을 최소화 할 수 있는 이점이 있다. According to the present invention, since there is no brightness that the user needs to set arbitrarily according to the image condition, the user does not need the interference, so the consistent performance of the laser vision can be expected, and the brightness of the position determined to be the spatter is determined by Because it converts to an average value, there is an advantage that can minimize the distortion to the original image.

레이저 비전, 스패터, 영상처리 Laser vision, spatter, image processing

Description

레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법{The method of exclusion spatter image in Laser Vision System} The method of exclusion spatter image in Laser Vision System}

본 발명은 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 관한 것으로, 특히 레이저 비전 시스템의 영상에서 스패터(spatter)가 존재하는 영역에서의 밝기의 변화가 톱니형태의 패턴을 갖는 것을 이용하여 사용자의 간섭없이 스패터 영상을 제거하는데 있어서 일관된 성능을 갖는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a method for removing a spatter image of a laser vision, in particular, by using a sawtooth pattern having a change in brightness in an area where a spatter exists in an image of a laser vision system without interference of a user. The present invention relates to a method for removing a spatter image of laser vision having a consistent performance in removing the spatter image.

산업 기술의 고도한 발전과 함께 근로환경에도 많은 개선이 이루어짐으로 인해, 용접과 같은 열악한 환경하의 작업을 기피하는 현상이 만연하였다.Due to the advanced development of industrial technology and many improvements in the working environment, the phenomenon of avoiding the work under the harsh environment such as welding was widespread.

이러한 이유로 작업자를 대신하여 열악한 환경하의 각종 작업에 로봇을 이용한 여러 가지 자동화 장비가 출현하게 되었다. For this reason, various automation equipments using robots have emerged for various tasks in harsh environments on behalf of workers.

특히, 조선 분야에서의 용접은 용접 작업이 요구되는 위치가 위험하고, 그 작업 환경 또한 매우 열악하여 자동화의 실현이 시급하다.In particular, welding in the shipbuilding field is dangerous in the position where welding work is required, and its working environment is also very poor, so it is urgent to realize automation.

따라서, 선박의 조립/건조 공정의 자동화를 위하여 용접선을 자동으로 추적 하는 기능은 필수적으로 구비되어야 하며, 이러한 기능에 의하여 용접 토치는 용접선에 정확하게 위치하여 양호한 용접 품질을 얻을 수 있게 되었다. Therefore, in order to automate the assembly / drying process of the ship, the function of automatically tracking the welding seam should be provided, and by this function, the welding torch can be accurately positioned on the welding seam to obtain good welding quality.

용접선 추적 센서는 용접 토치의 전단에 장착되며, 그 센싱 방식에 따라 접촉식 용접선 추적 센서와 비접촉식 용접선 추적 센서로 나누어지는데, 이 중 비접촉식 용접선 추적 센서로서, 통상 레이저 비전(Laser Vision)이 이용되는 실정이다. The welding line tracking sensor is mounted on the front end of the welding torch, and it is divided into the contact welding line tracking sensor and the non-contact welding line tracking sensor according to the sensing method. Among these, the non-contact welding line tracking sensor is generally used with laser vision. to be.

도 1은 일반적인 레이저 비전을 설명하기 위해 도시한 개념구성도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a general laser vision.

도 1을 참조하면, 통상의 레이저 비전은 용접 토치(미도시)의 전방으로 소정의 거리만큼 이격 배치되는 레이저광원부(30)와, 상기 레이저광원부(30)의 전방에 일정 각도만큼 경사를 이루어 장착되는 카메라부(10)로 구성된다. Referring to FIG. 1, a conventional laser vision is mounted at an angle to the front of the laser light source unit 30 and a laser light source unit 30 spaced apart by a predetermined distance in front of a welding torch (not shown) by a predetermined angle. It consists of a camera unit 10.

이러한 레이저 비전은 상기 레이저광원부(30)에서 주사된 레이저 패턴(40)이 용접 작업이 요구되는 용접선(60)상에 반사되고, 이후 상기 용접선(60)으로부터 반사된 레이저 패턴(40)을 상기 카메라부(10)가 촬상하는 것이다. The laser vision reflects the laser pattern 40 scanned by the laser light source unit 30 on the welding line 60 to which a welding operation is required, and subsequently reflects the laser pattern 40 reflected from the welding line 60 to the camera. The unit 10 picks up the image.

도 2는 스패터 영상이 포함된 레이져 패턴의 영상을 나타낸 사진이다.2 is a photograph showing an image of a laser pattern including a spatter image.

그런데 특히 CO2 아크용접 같은 경우에는 용접시에 많은 스패터가 발생되는데 이로 인하여 위와 같은 구성을 갖는 레이저 비전에 의한 영상에는 스패터 영상이 존재하게 된다.However, especially in the case of CO2 arc welding, a lot of spatters are generated during welding. Therefore, a spatter image exists in the image by the laser vision having the above configuration.

스패터 영상은 도 2에 보이는 점선으로 길게 보이는 영상들이다.Spatter images are images that are elongated by a dotted line shown in FIG. 2.

이는 인터레이스(interlace) 방식의 카메라는 영상의 수직성분에서 홀수 줄의 영상과 짝수줄의 영상을 각각 촬상하여 하나의 영상으로 출력하는 구조를 갖기 때문에 도 2에서와 같이 고속으로 움직이는 스패터 영상은 짝수 줄의 영상 혹은 홀수 줄의 영상에서만 존재하여 나타나기 때문이다.This is because an interlace camera has a structure in which the odd-numbered and even-numbered images are respectively output from the vertical component of the image and output as a single image. This is because it is present only in the image of the line or the image of the odd line.

그러나 이러한 스패터 영상은 특이점을 추출하는데 노이즈로 작용하기 때문에 스패터 영상을 제거하는 작업이 별도로 필요하다. However, since the spatter image acts as a noise to extract outliers, it is necessary to separately remove the spatter image.

도 3은 종래의 스패터 영상을 제거하는 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of removing a conventional spatter image.

도 3에서 도시한 바와 같이 스패터 영상을 제거하는 종래의 방법은 사용자가 임의의 명도를 설정하고(S10); 영상내에서 임의의 위치 상에 존재하는 제 1픽셀을 선택한다.(S20) 다음, 제 1픽셀의 밝기인 제 1픽셀명도를 측정하고, 제 1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제 2픽셀의 밝기인 제 2픽셀명도를 측정하고, 제 1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제 3픽셀의 밝기인 제 3픽셀명도를 측정한다.(S30)As shown in FIG. 3, in the conventional method of removing the spatter image, the user sets an arbitrary brightness (S10); The first pixel existing on an arbitrary position in the image is selected. (S20) Next, the first pixel brightness, which is the brightness of the first pixel, is measured, and the second pixel located one pixel upward in the vertical direction from the first pixel. The second pixel brightness, which is the brightness of the pixel, is measured, and the third pixel brightness, which is the brightness of the third pixel, positioned one pixel downward in the vertical direction from the first pixel.

그리고 제 1픽셀명도의 측정값이 사용자의 임의의 명도값 보다 크고 사용자의 임의의 명도값이 제 2픽셀명도 측정값 및 제 3픽셀명도 측정값보다 큰 경우 위의 임의의 위치에 스패터가 존재한다고 판단(S40)하여 그 임의의 위치의 명도를 0으로 변환(S50)하는 방법을 사용하였다.And when the measured value of the first pixel brightness is greater than the user's arbitrary brightness value and the user's any brightness value is larger than the second pixel brightness value and the third pixel brightness measurement value, spatter exists at any of the above positions. A method of converting the brightness of the arbitrary position into 0 (S50) was used.

그러나 위와 같은 방법은 사용자가 임의로 정한 명도에 따라 스패터 영상의 제거 성능에 차이가 발생하게 되어 레이저 비전의 일관된 성능이 보장되지 않고, 스패터로 판단되는 영상의 임의의 위치의 명도값을 0으로 변환하기 때문에 그 임의의 위치의 영상의 배경까지 제거하여 실제 영상에 대한 왜곡을 발생시키는 문제점이 발생한다.However, in the above method, there is a difference in the removal performance of the spatter image according to the brightness arbitrarily determined by the user, so that the consistent performance of the laser vision is not guaranteed, and the brightness value of any position of the image determined as the spatter is zero. Because of the conversion, there is a problem that the distortion of the actual image is generated by removing the background of the image of the arbitrary position.

상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명은 영상조건에 따라 임의의 명도를 사용자가 임의로 설정하여야 하는 사용자 간섭을 제거하여 레이저 비전의 일관된 성능이 보장되고 스패터 영상 제거에 따른 실제 영상에 대한 왜곡을 최소화 할 수 있는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 삼는다. In order to solve the above problems, the present invention eliminates user interference that requires the user to arbitrarily set an arbitrary brightness according to the imaging conditions, thereby ensuring consistent performance of the laser vision and reducing distortion of the actual image due to spatter image removal. The technical challenge is to provide a method for removing spatter images of laser vision that can be minimized.

상기 기술적 과제는, 레이저광원부와 카메라부를 포함하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 있어서, a) 상기 카메라부의 입력영상 내에서, 임의의 픽셀을 제1픽셀로 선택하는 단계; b) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 측정하는 단계; c) 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 제5픽셀의 밝기인 제5픽셀명도를 측정하는 단계; d) 상기 제1픽셀명도, 상기 제2픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도를 비교하여 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계; e) 상기 제1픽셀명도, 상기 제4픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도를 비교하여 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계; f) 상기 d)단계에서 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가지고 동시에, 상기 e)단계에서 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가질 시, 상기 제2픽셀및 상기 제4픽셀에 스패터가 위치한다고 판단하고, 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값 및 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값을 산출하고, 상기 제2픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값으로 보간하고, 상기 제4픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값으로 보간하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 의해 실현된다.The technical problem is a method of removing a spatter image of a laser vision including a laser light source unit and a camera unit, comprising: a) selecting an arbitrary pixel as a first pixel in an input image of the camera unit; b) measure a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measure a second pixel brightness that is the brightness of a second pixel positioned one pixel downward in the vertical direction from the first pixel, and measure a vertical angle from the first pixel Measuring a third pixel brightness which is the brightness of a third pixel positioned two pixels downward in the direction; c) a fifth pixel brightness which is a brightness of a fourth pixel located one pixel upward in the vertical direction from the first pixel, and a fifth pixel that is a brightness of a fifth pixel located two pixels upward in the vertical direction from the first pixel Measuring pixel brightness; d) comparing the first pixel brightness, the second pixel brightness and the third pixel brightness to determine whether the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness; e) comparing the first pixel brightness, the fourth pixel brightness and the fifth pixel brightness to determine whether the fourth pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness; f) the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness in step d), and at the same time, the fourth pixel brightness and the first pixel brightness and When having a brightness value greater than the fifth pixel brightness, it is determined that a spatter is located in the second pixel and the fourth pixel, and the average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness and the first pixel are determined. Calculates an average value of the brightness and the fifth pixel brightness, interpolates the second pixel brightness value to an average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness, and converts the fourth pixel brightness value to the first pixel brightness And interpolating to the average value of the fifth pixel brightnesses.

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또한, 레이저광원부와 카메라부를 포함하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 구현되어 있으며 디지털 처리장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체로서, a) 상기 카메라부의 입력영상 내에서, 임의의 픽셀을 제1픽셀로 선택하는 단계; b) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 측정하는 단계; c) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 제5픽셀의 밝기인 제5픽셀명도를 측정하는 단계; d) 상기 제1픽셀명도, 상기 제2픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도를 비교하여 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계; e) 상기 제1픽셀명도, 상기 제4픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도를 비교하여 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계; f) 상기 d)단계에서 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가지고 동시에, 상기 e)단계에서 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가질 시, 상기 제2픽셀및 상기 제4픽셀에 스패터가 위치한다고 판단하고, 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값 및 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값을 산출하고, 상기 제2픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값으로 보간하고, 상기 제4픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값으로 보간하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체에 의해 실현된다.In addition, a program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus is implemented to perform a method for removing a sputtered image of a laser vision including a laser light source unit and a camera unit, and is a recording medium that can be read by a digital processing apparatus. Selecting an arbitrary pixel as a first pixel in the input image of the camera unit; b) measure a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measure a second pixel brightness that is the brightness of a second pixel positioned one pixel downward in the vertical direction from the first pixel, and measure a vertical angle from the first pixel Measuring a third pixel brightness which is the brightness of a third pixel positioned two pixels downward in the direction; c) measuring a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measuring a fourth pixel brightness that is the brightness of a fourth pixel located one pixel upward in the vertical direction from the first pixel, and vertically from the first pixel Measuring a fifth pixel brightness which is the brightness of the fifth pixel positioned two pixels upward in the direction; d) comparing the first pixel brightness, the second pixel brightness and the third pixel brightness to determine whether the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness; e) comparing the first pixel brightness, the fourth pixel brightness and the fifth pixel brightness to determine whether the fourth pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness; f) the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness in step d), and at the same time, the fourth pixel brightness and the first pixel brightness and When having a brightness value greater than the fifth pixel brightness, it is determined that a spatter is located in the second pixel and the fourth pixel, and the average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness and the first pixel are determined. Calculates an average value of the brightness and the fifth pixel brightness, interpolates the second pixel brightness value to an average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness, and converts the fourth pixel brightness value to the first pixel brightness And interpolating to the average value of the fifth pixel brightnesses.

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본 발명인 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 따르면, 영상조건에 따라 사용자가 임의로 설정해야 하는 명도가 없기 때문에 사용자의 간섭의 필요가 없어지기 때문에 레이저 비전의 일관적인 성능을 기대할 수 있고 스패터라고 판단되는 위치의 명도를 주위 픽셀명도의 평균값으로 보간시킴으로써 스패터 영상제거에 따른 배경영상의 손실을 방지하여 실제영상에 대한 왜곡을 최소화 할 수 있는 이점이 있다. According to the method of removing the spatter image of the laser vision of the present invention, since there is no brightness to be arbitrarily set by the user according to the imaging condition, the user does not need the interference, and thus the consistent performance of the laser vision can be expected and it is determined as a spatter. By interpolating the brightness of the position to the average value of the surrounding pixel brightness, it is possible to prevent the loss of the background image due to the removal of the spatter image, thereby minimizing distortion of the actual image.

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 4은 스패터 영상의 명도를 픽셀별도 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating brightness of a spatter image for each pixel.

도 5는 본 발명에 따른 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for removing a spatter image of a laser vision according to the present invention.

도 6은 도 5에서 도시한 일 실시예의 스패터 영상의 명도 보간단계를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a brightness interpolation step of the spatter image according to the exemplary embodiment shown in FIG. 5.

도 7은 스패터 영상 제거전 영상과 도 4에서 도시된 일 실시예를 이용하여 스패터 영상이 제거된 후 영상을 비교하여 나타낸 사진이다.FIG. 7 is a photograph illustrating a comparison between an image before removing a spatter image and an image after the spatter image is removed using the embodiment illustrated in FIG. 4.

먼저, 도 4을 살펴보면, 도 4는 픽셀위치(Index)-명도 값(Value) 사이의 관계를 나타낸 그래프인데 스패터가 존재하는 픽셀 영역에서의 명도의 변화는 톱니형태의 패턴으로 존재한다는 것을 알 수 있다.First, referring to FIG. 4, FIG. 4 is a graph showing a relationship between pixel index and brightness values, and it is understood that the change in brightness in the pixel region where spatter exists exists in a sawtooth pattern. Can be.

도 4에서 픽셀위치(Index) 10~22까지가 스패터가 존재하는 영역이라고 볼 수 있다.In FIG. 4, the pixel positions 10 to 22 may be regarded as regions in which spatters exist.

일 실시예는 이러한 스패터가 존재하는 픽셀 영역의 명도변화 패턴을 이용하여 스패터를 찾는 방법으로 도 5에서 도시한 바와 같이, 입력영상 내에서 임의 위 치 상에 존재하는 픽셀을 선택하여 제1픽셀로 지정한다(S100). 여기서 입력영상이란 레이저 비전이 작동되어, 레이저광원부에서 피사체로 레이저 광을 주사하고, 상기 피사체로부터 반사된 레이저 광을 카메라부에서 촬상하여 처리해내는 원본 영상을 말하는데, 본 단계(S100)에서는 상기와 같이 카메라부에서 촬상된 입력영상 내에서 임의 위치 상에 존재하는 하나의 픽셀을 선택하여 이를 제1픽셀이라 지정한다. According to an embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, a spatter is searched using a brightness change pattern of a pixel area in which a spatter is present. The pixel is specified (S100). In this case, the input image refers to an original image in which the laser vision is activated to scan the laser light from the laser light source unit to the subject, and to capture and process the laser light reflected from the subject in the camera unit. One pixel existing on an arbitrary position in the input image captured by the camera unit is selected and designated as the first pixel.

그리고 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도와, 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도 및 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 측정한다(S200). And a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, a second pixel brightness that is the brightness of the second pixel located one pixel downward in the vertical direction from the first pixel, and a third pixel located two pixels downward in the vertical direction from the first pixel. The third pixel brightness which is the brightness of the pixel is measured (S200).

본 단계(S200)에서는 이전 단계(S100)에서 임의 선택된 픽셀인 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 구하는데, 상기 제1픽셀을 기준으로 하여, 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 픽셀을 제2픽셀이라 지정하고, 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 픽셀을 제3픽셀이라 지정하여, 상기 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도와 상기 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 모두 측정해둔다. In the step S200, the first pixel brightness, which is the brightness of the first pixel, which is a randomly selected pixel in the previous step S100, is obtained. The pixel positioned one pixel downward in the vertical direction is calculated based on the first pixel. Specify 2 pixels and specify a pixel positioned 2 pixels downward in the vertical direction as a third pixel to measure both the second pixel brightness which is the brightness of the second pixel and the third pixel brightness which is the brightness of the third pixel. .

그리고 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도 및 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 제5픽셀의 밝기인 제5픽셀명도를 측정한다(S300). The fourth pixel brightness, which is the brightness of the fourth pixel, positioned one pixel upward in the vertical direction from the first pixel, and the fifth pixel brightness, which is the brightness of the fifth pixel positioned two pixels upward in the vertical direction from the first pixel, are measured ( S300).

본 단계(S300)에서는 상기 제1픽셀을 기준으로 하여, 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 픽셀을 제4픽셀이라 지정하고, 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 픽셀을 제5픽셀이라 지정하여, 상기 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도와 상기 제5픽셀의 밝기 인 제5픽셀명도를 모두 측정해둔다. In the step S300, the pixel positioned one pixel upward in the vertical direction is designated as the fourth pixel, and the pixel positioned two pixels upward in the vertical direction is designated as the fifth pixel based on the first pixel. Both the fourth pixel brightness, which is the brightness of the fourth pixel, and the fifth pixel brightness, which is the brightness of the fifth pixel, are measured.

그리고 이전 단계(S200)에서 측정된 제2픽셀명도를 제1픽셀명도 및 제3픽셀명도와 비교하는데, 상기 제2픽셀명도가 제1픽셀의 제1픽셀명도및 상기 제3픽셀명도 보다 큰 명도 값을 갖는 지를 판단한다(S400). The second pixel brightness measured in the previous step S200 is compared with the first pixel brightness and the third pixel brightness, wherein the second pixel brightness is greater than the first pixel brightness and the third pixel brightness of the first pixel. It is determined whether it has a value (S400).

여기서, 상기 제1픽셀명도 또는 상기 제3픽셀명도가 상기 제2픽셀명도보다더 큰 명도 값을 가질 경우, 임의 선택된 제1픽셀 주위에는 스패터 영상이 위치하지 않는 것으로 판단되므로, 초기 단계(S100)로 회귀 후 다시 임의 위치 상의 픽셀을 선택하여 제1픽셀을 지정한다. 이러한 회귀과정은 본 단계(S400)의 조건에 부합될 때까지 반복될 수 있다. Here, when the first pixel brightness or the third pixel brightness has a brightness value greater than the second pixel brightness, it is determined that the spatter image is not positioned around the randomly selected first pixel. ), And then selects a pixel on an arbitrary position to designate the first pixel. This regression process may be repeated until the condition of this step (S400) is met.

이때, 이전 단계(S400)의 조건에 부합될 경우, 즉 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도 보다 큰 명도 값을 가지면, 본 단계(S500)로 넘어간다.At this time, if the condition of the previous step (S400) is met, that is, if the second pixel brightness has a brightness value greater than the first pixel brightness and the third pixel brightness, the process proceeds to the step S500.

본 단계(S500)는 이전 단계(S300)에서 측정된 제4픽셀명도를 제1픽셀명도 및 제5픽셀명도와 비교하는데, 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도및 상기 제5픽셀명도 보다 큰 명도 값을 갖는 지를 판단한다(S500)..The step S500 compares the fourth pixel brightness measured in the previous step S300 with the first pixel brightness and the fifth pixel brightness, wherein the fourth pixel brightness is greater than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness. It is determined whether it has a large brightness value (S500).

여기서, 상기 제1픽셀명도 또는 상기 제5픽셀명도가 상기 제4픽셀명도보다더 큰 명도 값을 가질 경우, 임의 선택된 제1픽셀 주위에는 역시 스패터 영상이 위치하지 않는 것으로 판단되므로, 초기 단계(S100)로 회귀 후 다시 임의 위치 상의 픽셀을 선택하여 제1픽셀을 지정한다. 이러한 회귀과정은 본 단계(S500)의 조건에 부합될 때까지 반복될 수 있다. Here, when the first pixel brightness or the fifth pixel brightness has a greater brightness value than the fourth pixel brightness, it is determined that the spatter image is not positioned around the randomly selected first pixel. After returning to S100), a pixel on an arbitrary position is selected again to designate a first pixel. This regression process may be repeated until the condition of this step (S500) is met.

이때, 이전 단계(S500)의 조건에 부합될 경우, 즉 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도 보다 큰 명도 값을 가지면, 스패터로 판단하고 스패터 영상의 명도값을 보간한다.(S600) In this case, if the condition of the previous step (S500) is satisfied, that is, if the fourth pixel brightness has a brightness value greater than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness, it is determined as a spatter and the brightness value of the spatter image is determined. Interpolate (S600)

상기 스패터 영상의 명도값을 보간하여 스패터를 제거하는 단계를 구체적으로 살펴보면, 도 6에서 도시한 바와 같이 먼저 제1픽셀명도와 제3픽셀명도의 평균값 및 제1픽셀명도와 제5픽셀명도의 평균값을 산출한다.(S610)Referring to the step of removing the spatter by interpolating the brightness value of the spatter image in detail, first, as shown in FIG. 6, the average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness, the first pixel brightness, and the fifth pixel brightness, respectively. Calculate the average value of (S610).

그리고 이전단계(S610)에서 산출한 제1픽셀명도와 제3픽셀명도의 평균값을 제2픽셀명도로 대체하여 보간하고 제1픽셀명도와 제5픽셀명도의 평균값을 제4픽셀명도로 대체하여 보간함으로써 스패터 영상을 제거한다.(S620)The interpolation is performed by replacing the average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness calculated in the previous step S610 with the second pixel brightness and the interpolation by replacing the average value of the first pixel brightness and the fifth pixel brightness with the fourth pixel brightness. By removing the spatter image (S620).

상기 이전단계(S610, S620)와 같은 스패터 영상의 명도값을 보간하는 방법을 통한 스패터 영상의 제거는 종래와 달리 스패터가 존재하는 것으로 판단되는 픽셀의 명도를 주위 픽셀의 명도값을 통해 산출한 명도의 평균값으로 보간하기 때문에 스패터 영상제거에 따른 배경영상의 손실을 방지하여 용접이 수행되는 배경의 실제 영상에 대한 왜곡을 최소화 할 수 있다.The removal of the spatter image through the interpolation of the brightness values of the spatter image as in the previous steps (S610 and S620) differs from that of the prior art through the brightness of the pixels determined to exist. Since the average value of the calculated brightness is interpolated, it is possible to minimize the distortion of the actual image of the background on which the welding is performed by preventing the loss of the background image due to the removal of the spatter image.

상술한 일 실시예에 따른 레이저 비전의 스패터 영상은 도 7에 도시되어 있는데, 도 7의 (a)는 일 실시예의 실시 이전에 레이저 비전의 카메라부로부터 촬상된 원본의 입력영상 사진이며, 도 7의 (b)는 일 실시예의 실시로 인해 스패터 영상이 제거된 결과의 영상 사진이다. 여기서 일 실시예에 따른 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 의해 결과 처리된 도 7의 (b)를 도 7의 (a)와 비교해보면, 확실히 스패터 영상이 제거됨과 동시에 스패터 영상의 제거에도 불구하고 배경영상이 손실되지 않아 레이져 패턴의 실제 영상에 대한 왜곡이 최소화 되었음을 알 수 있다. The spatter image of the laser vision according to the above-described embodiment is shown in FIG. 7, wherein FIG. 7 (a) is an input image photograph of an original photographed from the camera unit of the laser vision before the implementation of the embodiment. 7 (b) is an image of the result of removing the spatter image due to the embodiment of the embodiment. Here, comparing FIG. 7B, which is processed by the method for removing the spatter image of the laser vision according to an embodiment, with FIG. 7A, the spatter image is certainly removed and the spatter image is removed. Nevertheless, it can be seen that the distortion of the actual image of the laser pattern is minimized because the background image is not lost.

아울러 본 발명은 앞서 상술된 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 유형적으로 구현되어 있으며 디지털 처리장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체를 포함한다. In addition, the present invention includes a recording medium in which a program of instructions that can be executed by a digital processing apparatus is tangibly embodied in order to perform the above-described method for removing a spatter image of a laser vision, which can be read by the digital processing apparatus. .

이상에서 본 발명에 따른 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법의 바람직한 일 실시예에 대해 설명하였으나, 본 기술 분야의 당업자라면 첨부된 특허청구범위를 벗어남이 없이 다양한 변형 예 및 수정 예를 실시할 수 있을 것으로 이해된다.While a preferred embodiment of the method for removing a spatter image of a laser vision according to the present invention has been described above, those skilled in the art may implement various modifications and modifications without departing from the appended claims. It is understood that.

도 1은 일반적인 레이저 비전을 설명하기 위해 도시한 개념구성도이다. 1 is a conceptual diagram illustrating a general laser vision.

도 2는 스패터 영상이 포함된 레이져 패턴의 영상을 나타낸 사진이다.2 is a photograph showing an image of a laser pattern including a spatter image.

도 3은 종래의 스패터 영상을 제거하는 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a method of removing a conventional spatter image.

도 4은 스패터 영상의 명도를 픽셀별도 도시한 그래프이다.4 is a graph illustrating brightness of a spatter image for each pixel.

도 5는 본 발명에 따른 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법의 일 실시예를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.5 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for removing a spatter image of a laser vision according to the present invention.

도 6은 도 5에서 도시한 일 실시예의 스패터 영상의 명도 보간단계를 설명하기 위해 도시한 순서도이다.FIG. 6 is a flowchart illustrating a brightness interpolation step of the spatter image according to the exemplary embodiment shown in FIG. 5.

도 7은 스패터 영상 제거전 영상과 도 4에서 도시된 일 실시예를 이용하여 스패터 영상이 제거된 후 영상을 비교하여 나타낸 사진이다.FIG. 7 is a photograph illustrating a comparison between an image before removing a spatter image and an image after the spatter image is removed using the embodiment illustrated in FIG. 4.

Claims (4)

레이저광원부와 카메라부를 포함하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법에 있어서,In the method for removing the spatter image of the laser vision including a laser light source unit and a camera unit, a) 상기 카메라부의 입력영상 내에서, 임의의 픽셀을 제1픽셀로 선택하는 단계;a) selecting an arbitrary pixel as a first pixel in an input image of the camera unit; b) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 측정하는 단계;b) measure a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measure a second pixel brightness that is the brightness of a second pixel positioned one pixel downward in the vertical direction from the first pixel, and measure a vertical angle from the first pixel Measuring a third pixel brightness which is the brightness of a third pixel positioned two pixels downward in the direction; c) 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 제5픽셀의 밝기인 제5픽셀명도를 측정하는 단계;c) a fifth pixel brightness which is a brightness of a fourth pixel located one pixel upward in the vertical direction from the first pixel, and a fifth pixel that is a brightness of a fifth pixel located two pixels upward in the vertical direction from the first pixel Measuring pixel brightness; d) 상기 제1픽셀명도, 상기 제2픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도를 비교하여 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계;d) comparing the first pixel brightness, the second pixel brightness and the third pixel brightness to determine whether the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness; e) 상기 제1픽셀명도, 상기 제4픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도를 비교하여 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계;e) comparing the first pixel brightness, the fourth pixel brightness and the fifth pixel brightness to determine whether the fourth pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness; f) 상기 d)단계에서 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가지고 동시에, 상기 e)단계에서 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가질 시, 상기 제2픽셀및 상기 제4픽셀에 스패터가 위치한다고 판단하고,f) the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness in step d), and at the same time, the fourth pixel brightness and the first pixel brightness and When it has a brightness value greater than the fifth pixel brightness, it is determined that the spatter is located in the second pixel and the fourth pixel, 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값 및 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값을 산출하고, 상기 제2픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값으로 보간하고, 상기 제4픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값으로 보간하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법.Calculating an average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness and an average value of the first pixel brightness and the fifth pixel brightness, and converting the second pixel brightness value from the first pixel brightness and the third pixel brightness. Interpolating to an average value, and interpolating the fourth pixel brightness value to an average value of the first pixel brightness and the fifth pixel brightness. 삭제delete 레이저광원부와 카메라부를 포함하는 레이저 비전의 스패터 영상 제거 방법을 수행하기 위하여 디지털 처리 장치에 의해 실행될 수 있는 명령어들의 프로그램이 구현되어 있으며 디지털 처리장치에 의해 판독될 수 있는 기록매체로서, In order to perform the method for removing the sputtered image of the laser vision including a laser light source unit and a camera unit, a program of instructions that can be executed by a digital processing device is implemented and can be read by the digital processing device. a) 상기 카메라부의 입력영상 내에서, 임의의 픽셀을 제1픽셀로 선택하는 단계;a) selecting an arbitrary pixel as a first pixel in an input image of the camera unit; b) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 하향 위치된 제2픽셀의 밝기인 제2픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 하향 위치된 제3픽셀의 밝기인 제3픽셀명도를 측정하는 단계;b) measure a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measure a second pixel brightness that is the brightness of a second pixel positioned one pixel downward in the vertical direction from the first pixel, and measure a vertical angle from the first pixel Measuring a third pixel brightness which is the brightness of a third pixel positioned two pixels downward in the direction; c) 상기 제1픽셀의 밝기인 제1픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 1픽셀 상향 위치된 제4픽셀의 밝기인 제4픽셀명도를 측정하고, 상기 제1픽셀로부터 수직방향으로 2픽셀 상향 위치된 제5픽셀의 밝기인 제5픽셀명도를 측정하는 단계;c) measuring a first pixel brightness that is the brightness of the first pixel, measuring a fourth pixel brightness that is the brightness of a fourth pixel located one pixel upward in the vertical direction from the first pixel, and vertically from the first pixel Measuring a fifth pixel brightness which is the brightness of the fifth pixel positioned two pixels upward in the direction; d) 상기 제1픽셀명도, 상기 제2픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도를 비교하여 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계;d) comparing the first pixel brightness, the second pixel brightness and the third pixel brightness to determine whether the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness; e) 상기 제1픽셀명도, 상기 제4픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도를 비교하여 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 갖는 지를 판단하는 단계;e) comparing the first pixel brightness, the fourth pixel brightness and the fifth pixel brightness to determine whether the fourth pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the fifth pixel brightness; f) 상기 d)단계에서 상기 제2픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제3픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가지고 동시에, 상기 e)단계에서 상기 제4픽셀명도가 상기 제1픽셀명도 및 상기 제5픽셀명도보다 더 큰 명도 값을 가질 시, 상기 제2픽셀및 상기 제4픽셀에 스패터가 위치한다고 판단하고,f) the second pixel brightness has a greater brightness value than the first pixel brightness and the third pixel brightness in step d), and at the same time, the fourth pixel brightness and the first pixel brightness and When it has a brightness value greater than the fifth pixel brightness, it is determined that the spatter is located in the second pixel and the fourth pixel, 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값 및 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값을 산출하고, 상기 제2픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제3픽셀명도의 평균값으로 보간하고, 상기 제4픽셀명도 값을 상기 제1픽셀명도와 상기 제5픽셀명도의 평균값으로 보간하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록매체.Calculating an average value of the first pixel brightness and the third pixel brightness and an average value of the first pixel brightness and the fifth pixel brightness, and converting the second pixel brightness value from the first pixel brightness and the third pixel brightness. 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