KR101253551B1 - 필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법 - Google Patents

필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법에 관한 것으로서, 특히 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose : TAC) 필름의 횡방향 라인 결점(요꼬단)을 평가하기 위한 평가 방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 카메라를 이용하여 길이방향을 따라 이동 중인 필름의 이미지를 획득하는 필름 이미지 획득 단계; 마이크로프로세서를 구비하는 이미지 처리부를 이용하여 상기 카메라로부터 획득한 필름 이미지로부터 상기 필름의 길이방향에 따른 상기 필름의 횡방향 평균 콘트라스트 데이터를 산출하는 횡방향 콘트라스트 평균값 획득 단계; 상기 이미지 처리부를 이용하여 상기 필름의 길이방향에 따른 명암차 데이터를 정규화하는 명암차 데이터 정규화 단계; 및 상기 이미지 처리부를 이용하여 정규화된 상기 명암차 데이터로부터 상기 필름의 횡방향 라인 결점 수준값을 계산하는 단계를 포함하는 필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법이 제공된다.

Description

필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법 {METHOD FOR EVALUATING TRANSVERSE DIRECTIONAL LINE DEFFECTS OF FILM}
본 발명은 필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법에 관한 것으로서, 특히 트리아세틸셀룰로오스(triacetylcellulose : TAC) 필름의 횡방향 라인 결점(요꼬단)을 평가하기 위한 평가 방법에 관한 것이다.
TAC 필름에서 요꼬단(필름의 길이방향에 직각인 횡방향을 따라 형성된 라인 형태의 결점)은 품질에 중요한 영향을 미치는 요소이지만, 종래에는 평가자에 의한 주관적인 육안 검사만에 의존하고 있다.
육안 평가의 특성 상 평가자의 주관적인 시각에 따라 차이가 발생할 수 있으며 샘플링을 통한 부분적 평가만 이루어지므로 필름 롤 내에서 편차가 존재할 경우 평가 자체가 잘못될 수도 있다.
본 발명의 목적은 필름의 요꼬단 수준을 실시간으로 객관적으로 평가할 수 있는 장비 및 이를 이용한 필름의 요꼬단 수준 평가 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면에 따르면,
카메라를 이용하여 길이방향을 따라 이동 중인 필름의 이미지를 획득하는 필름 이미지 획득 단계; 마이크로프로세서를 구비하는 이미지 처리부를 이용하여 상기 카메라로부터 획득한 필름 이미지로부터 상기 필름의 길이방향에 따른 상기 필름의 횡방향 평균 콘트라스트 데이터를 산출하는 횡방향 콘트라스트 평균값 획득 단계; 상기 이미지 처리부를 이용하여 상기 필름의 길이방향에 따른 명암차 데이터를 정규화하는 명암차 데이터 정규화 단계; 및 상기 이미지 처리부를 이용하여 정규화된 상기 명암차 데이터로부터 상기 필름의 횡방향 라인 결점 수준값을 계산하는 단계를 포함하는 필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법이 제공된다.
상기 명암차 데이터 정규화 단계에서는, 상기 필름의 길이방향을 따라 이웃하는 상기 횡방향 콘트라스트 평균값의 두 피크값 사이의 차이값이 크기 별로 분류될 수 있다.
상기 필름 이미지 획득 단계에서는 광원으로부터 조사됨 빔이 상기 필름을 통과하며, 상기 빔과 상기 필름 사이의 각도는 10도 이하일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따르면,
길이방향을 따라 이동 중인 필름의 이미지를 획득하는 카메라; 및 상기 카메라로부터 획득한 상기 필름의 이미지를 처리하여 횡방향 라인 결점을 평가하는 프로그램을 저장하는 저장장치와 상기 프로그램을 실행하는 마이크로 프로세서를 구비하는 이미지 처리부를 포함하며, 상기 프로그램은 상기 필름의 길이방향에 따른 상기 필름의 횡방향 평균 콘트라스트 데이터를 이용하여 상기 필름의 횡방향 라인 결점 수준값을 계산하는 필름의 횡방향 라인 결점 평가용 장비가 제공된다.
본 발명에 의하면 앞서서 기재한 본 발명의 목적을 모두 달성할 수 있다. 구체적으로는, 필름의 생산라인 상에서 실시간으로 위치에 따른 요꼬단 변화 정도를 객관적으로 평가하는 것이 가능하며, 그에 따른 필름에 대한 철저한 품질 관리가 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필름의 횡방향 라인 결점 평가용 장비를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 장비를 이용하여 필름의 횡방향 라인 결점을 평가하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 3은 도 2의 필름 이미지 획득 단계에서 획득된 필름의 이미지의 일 예를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 필름 이미지에서 획득한 횡방향 콘트라스트 평균값(L(n))의 길이방향에 따른 변화를 도시한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.
도 1을 참조하면, 필름의 횡방향 라인 결점 평가용 장비(100)는 광원(110)과, 스크린(130)과, 카메라(140)와, 이미지 처리부(150)를 포함한다. 평가 대상인 필름(F)은 생산 라인 상에서 그 길이 방향을 따라 A위치에서 B위치로 이동한다. 본 실시예에서는 필름(F)이 TAC 필름인 것으로 설명한다.
광원(110)은 필름(F)의 요꼬단 이미지 획득을 위한 조명의 광원을 제공한다. 광원(110)으로부터 조사된 빔은 이동 중인 평가 대상 필름(F)을 통과한다. 광원(110)으로부터 조사됨 빔과 이동 중인 평가 대상 필름(F) 사이의 각도(입사각)(a)는 평가 대상 필름(F)의 최적의 요꼬단 이미지 획득을 위해 10도 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하기로는 4도 내지 6도인 것이 바람직하다.
스크린(130)에는 조명에 의해 이동 중인 필름(F)의 요꼬단 이미지(I)가 연속적으로 투영된다.
카메라(140)는 스크린(130)에 투영되는 이동 중인 필름(F)의 연속된 요꼬단 이미지를 실시간으로 획득한다. 본 실시예에서는 카메라(140)가 라인 스캔 카메라(Line-scan camera)인 것으로 설명한다.
이미지 처리부(150)는 카메라(140)로부터 획득한 이동 중인 필름(F)의 연속된 요꼬단 이미지를 입력받아 이를 처리하여 필름(F)의 요꼬단 수준을 계산한다. 이를 위하여, 이미지 처리부(150)는 통상적인 하드웨어 구성을 갖는 컴퓨터 시스템으로 이루어질 수 있다. 즉, 이미지 처리부(150)는 구체적으로 도시되지는 않았으나, 이미지 처리부(150)는 카메라(140)로부터 획득한 요꼬단 이미지를 처리하는 프로그램, 요꼬단 수준을 평가하기 위한 프로그램 및 데이터를 저장하는 저장장치와, 상기 저장장치에 저장된 프로그램을 실행하기 위한 마이크로프로세서와, 입출력장치를 구비한다. 이미지 처리 및 요꼬단 수준 평가의 알고리즘은 하기 평가 방법을 통해 상세하게 설명된다.
이제, 도 2를 참조하여 도 1의 장비를 이용하여 필름의 횡방향 라인 결점(요꼬단)의 수준을 평가하는 방법을 상세히 설명한다.
도 2를 참조하면, 요꼬단 수준 평가 방법은 필름 이미지 획득 단계(S10)와, 횡방향 콘트라스트(contrast) 평균값(L(n)) 획득 단계(S20)와, 명암차 데이터 정규화 단계(S30)와, 요꼬단 수준값(W, B) 계산 단계(S40)를 포함한다.
필름 이미지 획득 단계(S10)에서는 도 1에 도시된 장비(100)의 광원(110), 스크린(130), 카메라(140) 및 이미지 처리부(150)에 의해 일정 길이의 필름(F)에 대한 이미지가 획득된다. 도 3에는 필름 이미지 획득 단계(S10)에서 획득된 필름의 이미지의 일 예가 도시되어 있다. 도 3에서 MD(Machine Direction)는 필름의 길이방향을 의미하고, TD(Transverse Direction)은 필름의 횡방향을 의미한다.
횡방향 콘트라스트 평균값(L(n)) 획득 단계(S20)에서는 이미지 처리부(도 1의 150)에 의해 길이방향에 따른 필름의 L(n)이 획득된다. 이를 위하여 이미지 콘트라스트 강도는 그레이 스케일(gray scale)로 데이터화 되어, 비트(bit) 수에 따라 0 내지 2비트수개의 단계로 나누어진다. 값이 커질수록 밝은 상태를 표시한다. L(n)은 길이방향에 따른 횡방향 라인 픽셀의 콘트라스트 평균값을 의미한다. 즉, L(n)은 길이방향에 따른 횡방향 라인의 진하기를 대표하는 변수가 된다. 도 4에는 도 3의 필름 이미지에서 획득한 L(n)의 길이방향에 따른 변화가 도시되어 있다.
명암차 데이터 정규화 단계(S30)에서는 이미지 처리부(도 1의 150)에 의해 명암차 데이터에 대한 정규화가 이루어진다. 명암차 데이터 정규화 단계(S30)를 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 길이방향에 따른 L(n)의 모든 피크값(P)을 획득한다. 이때, 밝은 부분에서의 L(n)의 피크값(P) 즉, 밝기가 증가에서 감소로 변하는 위치의 L(n)을 Pw(i)로 정의하고, 어두운 부분에서의 L(n)의 피크값(P) 즉, 밝기가 감소에서 증가로 변하는 위치의 L(n)을 Pb(j)로 정의한다. 예를 들어, Pw(1)은 길이방향을 따라 첫번째로 나타나는 Pw이며, Pw(2)는 길이방향을 따라 두번째로 나타나는 Pw이다. 마찬가지로, Pb(1)는 길이방향을 따라 첫번째로 나타나는 Pb이며, Pb(2)는 길이방향을 따라 두번째로 나타나는 Pb이다. 길이방향을 따라 Pw와 Pb가 서로 번갈아 나타나는 것은 당연한 것이다. 도 4에는 Pw와 Pb의 일부가 예시적으로 표시되어 있다. 표 1에 도시된 예에서는 Pw가 48개 이고 Pb가 47개이다.
다음, 인접한 두 피크값(P) 사이의 차이값(H)을 획득한다. 인접한 두 피크값(P) 사이의 차이값(H)은 절대값으로서 항상 양의 값을 갖는다. 이때, 인접한 두 피크값 중 길이방향을 따라 Pw가 먼저 나타나는 경우의 차이값(H)을 Hw(k)으로 정의하고, 인접한 두 피크값 중 길이방향을 따라 Pb가 먼저 나타나는 경우의 차이값(H)을 Hb(k)으로 정의한다. 예를 들어, Pw가 첫번째 피크값인 경우 Hw(1)=abs(Pw(1)-Pb(1)), Hb(1)=abs(Pb(1)-Pw(2)) …가 되며, Pb가 첫번째 피크값인 경우 Hb(1)=abs(Pb(1)-Pw(1)), Hw(1)=abs(Pw(1)-Pb(2)) …가 된다.
다음, Hw와 Hb의 크기에 따라 Pw와 Pb를 분류한다. 표 1의 예를 들어 설명하면, Hw와 Hb의 크기는 50 이하의 값, 50 초과 100 이하의 값, 100 초과 200 이하의 값, 200 초과 300 이하의 값, 300 초과 400 이하의 값, 400 초과 500 이하의 값, 500 초과 600 이하의 값, 600 초과 700 이하의 값, 700 초과 800 이하의 값 및 800 초과의 값으로 분류되는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 표 1에서는 모두 48개의 Pw 중 50 이하의 H를 갖는 Pw는 13개, 50 초과 100 이하의 H를 갖는 Pw는 5개, 100 초과 200 이하의 H를 갖는 Pw는 5개, 200 초과 300 이하의 H를 갖는 Pw는 6개, 300 초과 400 이하의 H를 갖는 Pw는 5개, 400 초과 500 이하의 H를 갖는 Pw는 7개, 500 초과 600 이하의 H를 갖는 Pw는 5개, 600 초과 700 이하의 H를 갖는 Pw는 2개, 700 초과 800 이하의 H를 갖는 Pw와 800 초과의 H를 갖는 Pw는 모두 0개이다. 또한, 모두 47개의 Pb 중 50 이하의 H를 갖는 Pb는 13개, 50 초과 100 이하의 H를 갖는 Pb는 4개, 100 초과 200 이하의 H를 갖는 Pb는 8개, 200 초과 300 이하의 H를 갖는 Pb는 6개, 300 초과 400 이하의 H를 갖는 Pb는 4개, 400 초과 500 이하의 H를 갖는 Pb는 4개, 500 초과 600 이하의 H를 갖는 Pb는 3개, 600 초과 700 이하의 H를 갖는 Pb는 4개, 700 초과 800 이하의 H를 갖는 Pb는 1개, 800 초과의 H를 갖는 Pb는 0개이다.
다음, 분류된 P에 대한 발생빈도를 정규화한 정규화값(Gw, Gb)을 구한다. 표 1의 예를 들어 설명하면, 50 이하의 H를 갖는 Pw는 13개로서 전체 48개에 대한 비율이 0.271이다. 따라서 50 이하의 H를 갖는 Pw는 0.271의 정규화값을 갖게 된다. 또한, 50 초과 100 이하의 H를 갖는 Pw는 0.104의 정규화값을 갖게 된다. 동일한 방식으로 다른 정규화값이 표 1에 도시된 바와 같이 구해지게 된다.
요꼬단 수준값(W, B) 계산 단계(S40)에서는 이미지 처리부(도 1의 150)에 의해 요꼬단 수준을 평가할 수 있는 요꼬단 수준값(W, B)이 산출된다. W는 밝은 라인을 기준으로 한 요꼬단 수준값이며, B는 어두운 라인을 기준으로 한 요꼬단 수준값이다. W와 B는 각각 다음과 같은 수식에 의해 계산된다.
Figure 112011040446925-pat00001
Figure 112011040446925-pat00002
수학식 1 및 수학식 2에서 Wv는 H값에 따른 가중치이다. 본 실시예에서는 표 1에 기재된 바와 같이 H가 300이하인 경우에는 0의 가중치를 가지며, H가 300 초과 400 이하인 경우에는 1의 가중치를 갖고, H가 400 초과 500 이하인 경우에는 2의 가중치를 가지며, H가 500 초과 600 이하인 경우에는 3의 가중치를 갖고, H가 600 초과 700 이하인 경우에는 4의 가중치를 가지며, H가 700 초과 800 이하이 경우에는 5의 가중치를 갖고, H가 800을 초과하는 경우에는 6의 가중치를 갖는 것으로 설명하는데, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
표 1의 예를 들어 설명하면, 수학식 1에 의해 W=0×0.271+0×0.104+0×0.104+0×0.125+1×0.104+2×0.146+3×0.104+4×0.042+5×0.000+6×0.000=0.875로 계산되며, B=0×0.277+0×0.085+0×0.170+0×0.128+1×0.085+2×0.085+3×0.064+4×0.085+5×0.021+6×0.000=0.894로 계산된다. W와 B는 평가대상 필름의 최종적인 요꼬단 수준을 정량화하여 나타내게 된다. W와 B가 적을 수록 요꼬단 품질이 높은 것이 된다.
기 준 가중치 Pw Pb Gw Gb
Hx>800 6 0 0 0.000 0.000
700<Hx≤800 5 0 1 0.000 0.021
600<Hx≤700 4 2 4 0.042 0.085
500<Hx≤600 3 5 3 0.104 0.064
400<Hx≤500 2 7 4 0.146 0.085
300<Hx≤400 1 5 4 0.104 0.085
200<Hx≤300 0 6 6 0.125 0.128
100<Hx≤200 0 5 8 0.104 0.170
50<Hx≤100 0 5 4 0.104 0.085
Hx≤50 0 13 13 0.275 0.277
합 계 48 47 1.000 1.000
요꼬단 수준 0.875 0.894
이상 실시예를 들어 본 발명을 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나는 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 당업자는 이러한 수정과 변경도 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.
100 : 필름의 횡방향 라인 결점 평가용 장비
110 : 광원 130 : 스크린
140 : 카메라 150 : 이미지 처리부

Claims (4)

  1. 카메라를 이용하여 길이방향에 따라 이동 중인 필름의 이미지를 획득하되, 광원으로부터 조사된 빔이 상기 필름을 통과하며, 상기 빔과 필름 사이의 각도는 10도 이하로 이루어지는 필름 이미지 획득 단계;
    마이크로프로세서를 구비하는 이미지 처리부를 이용하여 상기 카메라로부터 획득한 필름 이미지로부터 상기 필름의 길이방향에 따른 상기 필름의 횡방향 평균 콘트라스트 데이터를 산출하는 횡방향 콘트라스트 평균값 획득 단계;
    상기 이미지 처리부를 이용하여 상기 필름의 길이방향에 따라 이웃하는 상기 횡방향 콘트라스트 평균값의 두 피크값 사이의 차이값이 크기별로 분류되는 명암차 데이터를 정규화하는 명암차 데이터 정규화 단계; 및
    상기 이미지 처리부를 이용하여 정규화된 상기 명암차 데이터로부터 상기 필름의 횡방향 라인 결점 수준값을 계산하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 필름의 횡방향 라인 결점 평가 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 광원으로부터 조사된 빔이 필름을 통과하며, 상기 빔과 필름 사이의 각도가 10도 이하로 이루어져 광원으로부터 빔이 조사된 후 길이방향을 따라 이동 중인 필름의 이미지를 획득하는 카메라; 및
    상기 카메라로부터 획득한 상기 필름의 이미지를 처리하여 횡방향 라인 결점을 평가하는 프로그램을 저장하는 저장장치와 상기 프로그램을 실행하는 마이크로프로세서를 구비하는 이미지 처리부를 포함하며,
    상기 프로그램은 상기 필름의 길이방향에 따른 상기 필름의 횡방향 평균 콘트라스트 데이터를 이용하여 횡방향 콘트라스트 평균값을 획득하고, 상기 필름의 길이방향에 따라 이웃하는 상기 횡방향 콘트라스트 평균값의 두 피크값 사이의 차이값이 크기별로 분류되는 명암차 데이터를 정규화하며, 정규화된 상기 명암차 데이터로부터 상기 필름의 횡방향 라인 결점 수준값을 계산하는 것을 특징으로 하는 필름의 횡방향 라인 결점 평가용 장비.
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JP2010256021A (ja) * 2009-04-21 2010-11-11 Konica Minolta Opto Inc フィルム表面欠陥検査装置、フィルム表面欠陥検査方法及び光学フィルムの製造方法

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