KR101055853B1

KR101055853B1 - 입력되는 바코드 영상을 디블러링하기 위한 방법, 단말 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체

Info

Publication number: KR101055853B1
Application number: KR1020110000653A
Authority: KR
Inventors: 박민제
Original assignee: (주)올라웍스
Priority date: 2011-01-04
Filing date: 2011-01-04
Publication date: 2011-08-09
Also published as: CN103608838A; EP2662826A4; US8320695B2; JP2014508342A; JP5703520B2; WO2012093812A2; US20120170862A1; CN103608838B; WO2012093812A3; EP2662826A2

Abstract

모바일 단말 장치로 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 방법으로서, (a) 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리를 변경하며 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)를 산출하는 단계, (b) 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭(error metric)에 적용할 값으로서 고정시킨 후, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 산출된 n개의 점확산함수(PSF)를 이진 탐색(binary search) 방법에 의해 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하고, 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 기설정된 스레시홀드 이하가 되는지 여부를 판별하는 단계, 및 (c) 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 상기 스레시홀드 이하가 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하여 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 본 발명에 의하면, 일반적인 모바일 단말 환경에서도 빠른 시간 내에 최적의 위너 필터값을 탐색할 수 있어 입력된 바코드 영상이 실시간으로 디블러링되도록 할 수 있는 효과가 달성된다.

Description

입력되는 바코드 영상을 디블러링하기 위한 방법, 단말 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체{METHOD, TERMINAL AND COMPUTER-READABLE RECORDING MEDIUM FOR DEBLURRING BARCODE IMAGE}

본 발명은 모바일 단말 장치로 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 방법, 단말 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 피사체와의 초점 거리에 따른 모바일 단말 장치 고유의 점확산함수를 다수 산출해 놓은 후, 선형 탐색 또는 이진 탐색 방법에 의해 최적의 점확산함수 및 잡음대신호비 값을 추출하고, 추출된 점확산함수 및 잡음대신호비 값을 적용하여 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 적용함으로써 보다 빠른 시간 내에 바코드 영상을 효율적으로 디블러링할 수 있도록 하기 위한 방법, 단말 장치 및 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 관한 것이다.

최근에 들어 산업계에서 널리 이용되고 있는 바코드는 제품 관리 효율을 높이기 위한 목적으로 제안되어 소매 시장 분야에서 큰 성과를 거두었으며 이를 바탕으로 타 산업 분야에도 다양하게 응용되고 있는 실정이다. 이러한 바코드를 판독하는 장치로서 종래에는 레이저 스캐너와 같은 바코드 전용 인식 장치를 사용하는 것이 일반적이었으나, 근래에 들어 모바일 단말기 사용이 확산됨에 따라 모바일 단말기에 구비되어 있는 카메라를 이용하여 바코드를 인식하는 방법이 소개되고 있다.

다만, 모바일 단말기의 카메라는 일반적으로 레이저 스캐너에 비해 해상도가 떨어지고 노이즈가 더욱 심각한 편이어서 촬영된 바코드 영상의 블러링(blurring)이 심해져 바코드 인식률이 떨어지게 되는 문제점이 발생하였다. 따라서, 이러한 블러링 문제를 해결하기 위한 몇 가지 기술이 소개되었는데, 그 중 대표적인 것이 카메라의 정확한 점확산함수(PSF) 및 노이즈 수치를 추정하고 이러한 추정에 근거하여 디블러링(deblurring)을 수행하는 기술이다. 그러나, 이러한 기술은 점확산함수 분포가 수학적으로 잘 정의된 가우시안 분포 또는 디스크 분포에 따를 경우를 가정한 상태에서만 적용 가능할 뿐만 아니라, 모바일 단말기 상에서는 채택될 수 없는 강한 영상 신호 샘플을 요구하는 것이 보통이어서 일반적인 모바일 단말기의 바코드 영상 블러링 개선에는 거의 활용될 수 없는 것이 현실이었다.

따라서, 본 출원인은 가우시안 분포 또는 디스크 분포에 근사될 수 없는 복잡한 광학전달함수(OTF)를 갖는 일반적인 모바일 단말 환경에서도 보다 효율적으로 입력된 바코드 영상을 디블러링할 수 있도록 지원하는 기술을 개발하기에 이르렀다.

본 발명은 상술한 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 복잡한 광학전달함수를 갖는 일반적인 모바일 단말 환경에서도 위너 필터링 시간을 단축하여 입력된 바코드 영상을 실시간에 가깝게 디블러링할 수 있도록 하는 것을 다른 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 발명의 일 태양에 따르면, 모바일 단말 장치로 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 방법으로서, (a) 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리를 변경하며 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)를 산출하는 단계, (b) 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭(error metric)에 적용할 값으로서 고정시킨 후, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 산출된 n개의 점확산함수(PSF)를 이진 탐색(binary search) 방법에 의해 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하고, 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 기설정된 스레시홀드 이하가 되는지 여부를 판별하는 단계, 및 (c) 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 상기 스레시홀드 이하가 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하여 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 모바일 단말 장치로 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 방법으로서, (a) 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리를 변경하며 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)를 산출하는 단계, (b) 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 산출된 n개의 점확산함수(PSF) 및 가능 범위 내의 제1 내지 제m 잡음대신호비(NSR)를 선형적으로 적용하며 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 단계, 및 (c) 상기 위너 필터링된 바코드 영상의 블러링의 개선이 최적이 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 단말 장치로서, 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리 변경에 따라 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)가 산출되면, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 n개의 점확산함수(PSF)를 산출하는 PSF 관리부, 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭(error metric)에 적용할 값으로서 고정시킨 후, 상기 n개의 점확산함수를 이진 탐색(binary search) 방법에 의해 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하고, 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 기설정된 스레시홀드 이하가 되는지 여부를 판별하는 에러 메트릭 적용부, 및 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 상기 스레시홀드 이하가 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하여 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 필터링 수행부를 포함하는 단말 장치기 제공된다.

본 발명의 또 다른 태양에 따르면, 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 단말 장치로서, 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리 변경에 따라 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)가 산출되면, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 n개의 점확산함수(PSF)를 산출하는 PSF 관리부, 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 상기 n개의 점확산함수 및 가능 범위 내의 제1 내지 제m 잡음대신호비(NSR)를 선형적으로 적용하며 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하고, 상기 위너 필터링된 바코드 영상의 블러링의 개선이 최적이 되는 경우의 점확산함수(PSF) 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하는 필터링 수행부를 포함하는 단말 장치가 제공된다.

이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하기 위한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공된다.

본 발명에 의하면, 일반적인 모바일 단말 환경에서도 빠른 시간 내에 최적의 위너 필터값을 탐색할 수 있어 입력된 바코드 영상이 실시간으로 디블러링될 수 있도록 할 수 있다.

도 1은 위너 필터링을 수행하여 입력된 바코드 영상을 디블러링한 결과를 예시적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 입력된 바코드 영상을 디블러링하기 위한 단말 장치(200)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.

이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

[본 발명의 바람직한 실시예]

위너 필터

본 발명은 모바일 단말 장치를 통해 입력된 바코드 영상에 위너 필터(Wiener filter)를 적용하여 최적의 점확산함수 및 잡음대신호비(Noise to Signal Ration: NSR)를 획득하여 효율적으로 디블러링하는 방법에 관한 것으로서, 이하에서는 일반적인 위너 필터의 원리에 관하여 먼저 살펴 본다.

위너 필터는 일종의 잡음제거 필터로서 구체적으로, 위너 필터는 신호와 잡음이 섞여 있는 정상 입력에 대한 필터 출력과 예측된 희망 출력과의 평균 제곱 오차를 최소가 되게 하는 기준으로 설계된 최적 필터이다.

신호 처리 면에서, 촬영된 바코드 영상 신호는 다음의 수학식 1에서와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 1]

수학식 1에서 h(t)는 점확산함수(PSF)를, x(t)는 원본 바코드 영상 신호를, n(t)는 촬영 장치의 렌즈, CCD 등에서 발생한 추가적인 노이즈를 나타낸다. 추가적인 노이즈로 인하여 단순히 점확산함수의 인버스(inverse) 과정을 통해 원본 바코드 영상 신호를 복원할 수는 없으므로, 촬영된 바코드 영상 출력 신호 y(t)에 별도의 필터 g(t)를 적용해야 하며, 이에 따르면 다음의 수학식 2에서와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 2]

여기서, 위너 필터는 최소 제곱법에 의해 원본 바코드 영상 신호를 최적으로 복원하는데, 이는 다음의 수학식 3에서와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 3]

수학식 3을 주파수 도메인으로 변환하면 다음의 수학식 4에서와 같이 표현될 수 있다.

[수학식 4]

여기서, 수학식 4를 G에 관하여 미분하면, 다음의 수학식 5가 도출된다.

[수학식 5]

즉, 수학식 5는 최적 위너 필터 G(f)를 도출하는 공식인데, 구체적으로 수학식 5를 살펴 보면, 최적 필터를 구성하는데 있어서 X(f)에 관한 정보는 필요 없이 오로지 H(f)와 NSR(f)에 관한 정보만을 이용하는 것을 알 수 있다. 따라서, 최적 필터를 구성하기 위해선 가장 적절한 H(f) 및 NSR(f) 페어를 탐색하는 것이 필수적이다.

도 1은 위너 필터링을 수행하여 입력된 바코드 영상을 디블러링한 결과를 예시적으로 나타내는 도면이다.

도 1을 구체적으로 살펴 보면, 좌측에서 첫 번째 영상이 원본 바코드 영상, 두 번째 영상이 촬영된 바코드 영상에 해당하는데, 촬영된 바코드 영상의 블러링이 매우 심한 것을 알 수 있다. 여기서, 가장 적절한 H(f) 및 NSR(f)를 적용하여 위너 필터링을 수행하면 촬영된 바코드 영상이 원본 바코드 영상과 거의 동일한 수준으로 디블러링될 수 있으나(세 번째 영상 참조), 부적절한 H(f)나(네 번재 영상 참조), NSR(f)를(다섯 번째 영상 참조) 적용하여 위너 필터링을 수행하면 블러링 개선 수준이 떨어지는 것을 확인할 수 있다.

이하에서는 임의의 단말 장치를 사용하여 위너 필터링을 수행하기 위하여 필요로 되는 가장 적절한 H(f) 및 NSR(f)를 획득하는 방법을 설명한다.

단말 장치의 구성

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 입력된 바코드 영상을 디블러링하기 위한 단말 장치(200)의 전체 구성을 나타내는 도면이다.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 단말 장치(200)는 PSF 관리부(210), 에러 메트릭 적용부(220), 필터링 수행부(230), 통신부(240) 및 제어부(250)로 구성될 수 있다.

먼저, 본 발명의 일 실시예에 따르면, PSF 관리부(210)는 임의의 피사체로부터의 초점 거리에 따른 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)가 산출되면, 산출된 제1 내지 제n 광학전달함수에 대해 인버스 과정을 수행함으로써 n개의 점확산함수(PSF)를 산출하는 기능을 수행할 수 있다. 촬영 장치를 구성하는 렌즈 및 CCD는 각각 고유의 광학전달함수를 갖고 있고, 촬영 장치 전체의 광학전달함수는 렌즈의 광학전달함수와 CCD의 광학전달함수를 단순히 중첩함으로써 얻을 수 있는 것이 아닌, 고도의 수학적 분석을 통해야만 획득 가능한 것이므로, 종래 기술에 의할 때 바코드 영상이 입력될 당시의 촬영 장치의 광학전달함수를 파악하기 위해서는 장시간이 소요될 수 밖에 없었다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 PSF 관리부(210)는 촬영 장치의 광학전달함수를 고도의 수학적 분석을 통하여 파악하는 방법이 아니라, n개의 각기 다른 초점 거리 상에서 임의의 피사체가 촬영되었을 경우의 광학전달함수를 계측하여 기록되도록 하고, 이로부터 n개의 점확산함수를 구하여 미리 수학식 5의 H(f)에 적용될 후보군을 설정하여 둠으로써 최적 필터를 탐색하는 시간을 단축시키는 방법을 이용한다. 참고로, 본 명세서에서는 피사체까지의 거리는 고정하고 초점거리를 변경하는 예를 들어 설명하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 피사체까지의 거리를 변경할 수도 있는 등의 다양한 변형예도 본 발명의 권리범위에 포함된다 할 수 있을 것이다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에러 메트릭 적용부(220)는 바코드 영상이 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭(error metric)에 적용할 값으로서 고정시킨 후, PSF 관리부(210)에 의해 기산출된 n개의 점확산함수 중 일부의 점확산함수를 최대 2log(n) + 1 번의 연산 횟수를 가지는 이진 탐색 방법에 의해 위너 필터 에러 메트릭에 적용하고, 그 적용 결과가 기설정된 스레시홀드 이하가 되는지 여부를 판별하는 기능을 수행할 수 있다. 여기서, 최적의 점확산함수를 이진 탐색하기 위한 위너 필터 에러 메트릭은 다음의 수학식 6과 같다.

[수학식 6]

(여기서, G(f)는 수학식 5와 같음)

위너 필터 에러 메트릭은 위너 필터의 오차 척도를 구하는 공식으로서, 이에 관하여는 William H. Press 외 3인이 공동으로 저술하고 2001년 "Cambridge University Press"에 의해 출판된 "Numerical Recipes in C++"라는 서적 등을 참조할 수 있을 것이다(상기 서적의 내용은 그 전체가 본 명세서에 병합되어 있는 것으로 고려되어야 한다).

구체적으로, 수학식 6에서 N(f)(즉, NSR(f)) 값이 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값으로서 고정되면, 위너 필터 에러 메트릭은 G(f)와 1/H(f)의 차이에 비례하여 증가하게 되는 것으로 볼 수 있다(즉, 수학식 5와 6을 같이 참조하면, 최적 점확산함수와 차이가 큰 점확산함수가 적용될수록 에러값이 증가함을 알 수 있음). 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 메트릭 적용부(220)는, 바람직하게는, 입력된 바코드 영상의 잡음대신호비를 곧바로 추출하여 추출된 잡음대신호비를 위너 필터 에러 메트릭에 적용할 N(f) 값으로서 고정시킬 수 있을 것이다.

위와 같이, 잡음대신호비의 적용값이 고정됨에 따라 위너 필터 에러 메트릭이 G(f)와 1/H(f)의 차이에 비례하여 증가하게 되는 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 에러 메트릭 적용부(220)는, n/2(또는 n/2와 유사한 지점)을 기준으로 구간 거리 d(d의 초기값은 n/2또는 그와 유사한 수치로 정할 수 있음)가 증가된 지점에 대응되는 점확산함수, n/2을 기준으로 d가 감소된 지점에 대응되는 점확산함수 및 n/2에 대응되는 지점의 점확산함수를 위너 필터 에러 메트릭에 적용하여 이 중 최소 에러 값을 구하고, 최소 에러 값이 기설정의 스레시홀드보다 큰 경우에는 d를 d/2(또는 d/2와 유사한 수치)로 셋팅한 후, 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 기준으로 d(현재 d는 n/4임)가 증가된 지점, 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 기준으로 d가 감소된 지점 및 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 위너 필터 에러 메트릭에 적용하여 이 중 새롭게 검출된 최소값을 스레시홀드와 비교하는 과정 등을 반복적으로 거침으로써(소위, 이터레이션(iteration) 작업), 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 스레시홀드 이하가 나올 때까지 점확산함수를 탐색할 수 있다.

이러한 에러 메트릭 적용부(220)의 점확산함수 탐색 방법을 슈도 코드(pseudo code)로 나타내면 다음과 같다.

위 슈도 코드를 살펴 보면, 에러 메트릭 적용부(220)의 점확산함수 탐색 방법은 소팅된 데이터에 대한 종래의 바이너리 이진 탐색 방법과 달리, 각 이터레이션을 실행할 시작점을 찾기 위해 위너 필터 에러 메트릭 함수의 기울기에 관한 정보 및 최소 에러 값에 해당되는 지점의 위치 정보를 이용하는 것을 알 수 있는데, 이는 상기에서도 설명한 바와 같이 위너 필터 에러 메트릭이 G(f)와 1/H(f)의 차이에 비례하여 증가하게 되기 때문이다(최적의 점확산함수 지점을 기준으로 위너 필터 에러 메트릭의 기울기가 바뀌는 것임).

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터링 수행부(230)는 에러 메트릭 적용부(220)에 의해 위너 필터 에러 메트릭 적용 결과가 스레시홀드 값을 만족하는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비가 추출되면, 추출된 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하여 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(즉, 수학식 5의 G(f) 필터를 적용)을 수행함으로써 바코드 영상을 디블러링하는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 통신부(240)는 본 발명의 단말 장치(200)가 외부 장치와 통신할 수 있도록 하는 기능을 수행할 수 있다.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(250)는, PSF 관리부(210), 에러 메트릭 적용부(220), 필터링 수행부(230) 및 통신부(240) 간의 데이터의 흐름을 제어하는 기능을 수행한다. 즉, 본 발명에 따른 제어부(250)는 외부로부터의/로의 또는 단말 장치(200)의 각 구성요소 간의 데이터의 흐름을 제어함으로써, PSF 관리부(210), 에러 메트릭 적용부(220), 필터링 수행부(230) 및 통신부(240)에서 각각 고유 기능을 수행하도록 제어한다.

한편, 이상에서는, 본 발명의 일 실시예에 따라 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭에 적용할 값으로서 고정시킨 후, n개의 점확산함수를 이진 탐색 방법에 의해 위너 필터 에러 메트릭에 적용한 결과가 스레시홀드 값을 만족하는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하는 방법에 관하여 설명하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 위너 필터 에러 메트릭을 이용하지 않고, n개의 점확산함수 및 가능 범위 내의 제1 내지 제m 잡음대신호비 값을 선형 탐색 방법에 따라 위너 필터링을 수행함으로써 최적의 위너 필터값을 탐색할 수도 있다. 특히, 본 발명의 다른 실시예는, 입력된 바코드 영상의 신호 세기가 약해 잡음대신호비를 곧바로 추출할 수 없어 위너 필터 에러 메트릭에 고정적으로 적용할 N(f) 값을 특정할 수 없는 경우나, 혹은 n의 크기가 작아 필요한 연산 횟수가 크지 않을 것으로 예상되는 경우에 적용하는 것이 바람직할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터링 수행부(230)는, 바코드 영상이 입력되면, PSF 관리부(210)에 의해 산출된 n개의 점확산함수와 가능 범위 내의 제1 내지 제m 잡음대신호비를 선형적으로 적용하며 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링을 수행하고, 위너 필터링된 바코드 영상의 블러링의 개선이 최적이 되는 경우의 점확산함수(PSF) 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 슈도 코드로 표현하면 아래와 같다.

즉, PSF 관리부(210)에 의해 30개의 점확산함수가 산출되어 있고, 가능한 잡음대신호비의 범위가 0.0001부터 0.01에 해당하여 이를 0.0001 단위로 분할해 m이 100인 경우를 상정해 보면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 필터링 수행부(230)는 총 3000회(30 X 100) 위너 필터링을 수행하여 바코드 영상의 블러링의 개선이 최적이 되는 경우의 점확산함수(PSF) 및 잡음대신호비를 추출할 수 있을 것이다.

본 발명의 다른 실시예에 따르더라도, PSF 관리부(210)는 촬영 장치의 광학전달함수를 고도의 수학적 분석을 통하여 파악하는 방법이 아니라, n개의 각기 다른 초점 거리 상에서 임의의 피사체가 촬영되었을 경우의 광학전달함수를 계측하여 기록되도록 하고, 이로부터 n개의 점확산함수를 구하여 미리 수학식 5의 H(f)에 적용될 후보군을 설정하여 둠으로써 최적 필터를 탐색하는 시간을 단축시킬 수 있을 것이다.

이상 설명된 본 발명에 따른 실시예들은 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령어를 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 상기 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

200: 단말 장치
210: PSF 관리부
220: 에러 메트릭 적용부
230: 필터링 수행부
240: 통신부
250: 제어부

Claims

모바일 단말 장치로 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 방법으로서,
(a) 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리를 변경하며 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)를 산출하는 단계,
(b) 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭(error metric)에 적용할 값으로서 고정시킨 후, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 산출된 n개의 점확산함수(PSF)를 이진 탐색(binary search) 방법에 의해 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하고, 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 기설정된 스레시홀드 이하가 되는지 여부를 판별하는 단계, 및
(c) 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 상기 스레시홀드 이하가 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하여 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 단계
를 포함하는 방법.
제1항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
상기 입력된 바코드 영상으로부터 잡음대신호비를 추출한 후, 상기 추출된 잡음대신호비를 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용할 값으로서 고정시키는 것을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서,
상기 (b) 단계는,
(b1) 상기 잡음대신호비의 적용값이 고정된 상태에서, n/2을 기준으로 구간 거리 d - 상기 d의 초기값은 n/2임 - 가 증가된 지점에 대응되는 점확산함수, n/2을 기준으로 상기 d가 감소된 지점에 대응되는 점확산함수 및 n/2에 대응되는 지점의 점확산함수를 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하여 이 중 최소 에러 값을 검출하는 단계, 및
(b2) 상기 검출된 최소 에러 값이 상기 스레시홀드를 초과하는 경우에는 상기 d를 d/2로 셋팅한 후 상기 검출된 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 기준으로 상기 d가 증가된 지점, 상기 검출된 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 기준으로 상기 d가 감소된 지점 및 상기 검출된 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하여 이 중 새롭게 검출된 최소값을 상기 스레시홀드와 비교하는 과정을 수행하는 이터레이션(iteration) 단계
를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서,
상기 (b2) 단계는,
상기 새롭게 검출된 최소값이 상기 스레시홀드 이하가 될 때까지 상기 이터레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.
모바일 단말 장치로 입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 방법으로서,
(a) 임의의 피사체와 상기 모바일 단말 장치 간의 초점 거리를 변경하며 상기 모바일 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)를 산출하는 단계,
(b) 바코드 영상이 상기 모바일 단말 장치를 통해 입력되면, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 산출된 n개의 점확산함수(PSF) 및 가능 범위 내의 제1 내지 제m 잡음대신호비(NSR)를 선형적으로 적용하며 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 단계, 및
(c) 상기 위너 필터링된 바코드 영상의 블러링의 개선이 최적이 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하는 단계
를 포함하는 방법.
입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 단말 장치로서,
임의의 피사체와 상기 단말 장치 간의 초점 거리 변경에 따라 상기 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)가 산출되면, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 n개의 점확산함수(PSF)를 산출하는 PSF 관리부,
바코드 영상이 상기 단말 장치를 통해 입력되면, 가능 범위 내의 잡음대신호비 중 특정 값을 위너 필터 에러 메트릭(error metric)에 적용할 값으로서 고정시킨 후, 상기 n개의 점확산함수를 이진 탐색(binary search) 방법에 의해 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하고, 상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 기설정된 스레시홀드 이하가 되는지 여부를 판별하는 에러 메트릭 적용부, 및
상기 위너 필터 에러 메트릭의 적용 결과가 상기 스레시홀드 이하가 되는 경우의 점확산함수 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하여 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하는 필터링 수행부
를 포함하는 단말 장치.
제6항에 있어서,
상기 에러 메트릭 적용부는,
상기 입력된 바코드 영상으로부터 잡음대신호비를 추출한 후, 상기 추출된 잡음대신호비를 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용할 값으로서 고정시키는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제7항에 있어서,
상기 에러 메트릭 적용부는,
상기 잡음대신호비의 적용값이 고정된 상태에서, n/2을 기준으로 구간 거리 d - 상기 d의 초기값은 n/2임 - 가 증가된 지점에 대응되는 점확산함수, n/2을 기준으로 상기 d가 감소된 지점에 대응되는 점확산함수 및 n/2에 대응되는 지점의 점확산함수를 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하여 이 중 최소 에러 값을 검출하고, 상기 검출된 최소 에러 값이 상기 스레시홀드를 초과하는 경우에는 상기 d를 d/2로 셋팅한 후 상기 검출된 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 기준으로 상기 d가 증가된 지점, 상기 검출된 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 기준으로 상기 d가 감소된 지점 및 상기 검출된 최소 에러 값에 대응되는 지점의 점확산함수를 상기 위너 필터 에러 메트릭에 적용하여 이 중 새롭게 검출된 최소 에러 값을 상기 스레시홀드와 비교하는 과정을 이터레이션(iteration)하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
제8항에 있어서,
상기 에러 메트릭 적용부는,
상기 새롭게 검출된 최소값이 상기 스레시홀드 이하가 될 때까지 상기 이터레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 단말 장치.
입력되는 바코드 영상을 디블러링(deblurring)하기 위한 단말 장치로서,
임의의 피사체와 상기 단말 장치 간의 초점 거리 변경에 따라 상기 단말 장치 고유의 제1 내지 제n 광학전달함수(OTF)가 산출되면, 상기 제1 내지 제n 광학전달함수로부터 n개의 점확산함수(PSF)를 산출하는 PSF 관리부,
바코드 영상이 상기 단말 장치를 통해 입력되면, 상기 n개의 점확산함수 및 가능 범위 내의 제1 내지 제m 잡음대신호비(NSR)를 선형적으로 적용하며 상기 입력된 바코드 영상에 대해 위너 필터링(Wiener filtering)을 수행하고, 상기 위너 필터링된 바코드 영상의 블러링의 개선이 최적이 되는 경우의 점확산함수(PSF) 및 잡음대신호비를 위너 필터값으로 선택하는 필터링 수행부
를 포함하는 단말 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록한 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.