KR101271935B1 - 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 - Google Patents
슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 Download PDFInfo
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Abstract
슬라브의 용융 잔존물 검출 장치가 제공된다. 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치는, 절단된 슬라브의 경계에 고착된 용융 잔존물을 검출하는 장치에 있어서, 슬라브 영상의 화소값에 기초한 투영 프로파일로부터 절단된 슬라브의 경계를 추출하는 경계 추출 모듈과, 추출된 경계로부터 돌출된 불연속적인 용융 잔존물 또는 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출 모듈과, 추출된 관심 영역으로부터 불연속적인 또는 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 응용 잔존물 검출 모듈을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 절단된 슬라브의 경계에 고착된 용융 잔존물을 검출하기 위한 장치에 관한 것이다.
일반적으로 연주에서 응고된 슬라브는 열간 상태에서 커팅 머신에 의해 지정된 길이로 절단된다. 커팅 머신은 가스 토치를 이용하여 슬라브의 좌, 우에서 시작해서 중간으로 슬라브를 절단하게 된다. 이때 커팅 머신의 열에 의해 슬라브가 녹아 내려 슬라브 하면에 도 1의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같은 용융 잔존물이 형성되므로, 이 용융 잔존물을 제거하기 위해 용융 잔존물 제거 장치가 설치되어 있다. 도 1의 (a)는 슬라브의 절단면인 경계로부터 돌출된 형태를 가진 불연속적인 용융 잔존물을, 도 1의 (b)는 슬라브의 절단면인 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 도시한 것이다.
하지만, 이러한 용융 잔존물 제거 장치로도 슬라브 하면에 형성된 용융 잔존물이 완전히 제거되지는 않으며, 완전히 제거되지 않은 용융 잔존물은 후공정에서 결함을 발생시키게 된다. 따라서, 이러한 용융 잔존물이 후공정으로 넘어가지 않도록 미리 검출할 필요가 있으나, 온도가 높은 HCR(Hot Charge Rolling)재의 경우는육안으로 용융 잔존물의 확인이 쉽지 않다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 열간 슬라브의 절단면에 존재하는 용융 잔존물을 검출할 수 있는 장치를 제공한다.
본 발명의 제1 실시 형태에 의하면,
절단된 슬라브의 경계에 고착된 용융 잔존물을 검출하는 장치에 있어서,
슬라브 영상의 화소값에 기초한 투영 프로파일로부터 상기 절단된 슬라브의 경계를 추출하는 경계 추출 모듈;
상기 추출된 경계로부터 돌출된 불연속적인 용융 잔존물 또는 상기 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출 모듈; 및
상기 추출된 관심 영역으로부터 상기 불연속적인 또는 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 응용 잔존물 검출 모듈
을 포함하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 경계 추출 모듈은,
상기 슬라브 영상을 이진화하며,
상기 이진화된 슬라브 영상의 라인별로 화소값들을 합산한 투영 프로파일을 생성하고,
상기 생성된 투영 프로파일의 최대값의 일정 범위의 값을 가지는 라인을 상기 경계으로 추출할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 경계 추출 모듈은,
상기 투영 프로파일 중 상기 슬라브로부터 상기 슬라브 이외의 배경 방향으로 슬라브의 경계를 추출할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 용융 잔존물 검출 모듈은,
상기 추출된 관심 영역을 미분 필터를 사용하여 필터링하며,
상기 필터링된 관심 영역을 이진화하며,
상기 이진화된 관심 영역의 블롭들(blobs) 중 일정 크기 이상인 블롭을 상기 경계에 고착된 불연속적인 용융 잔존물로 판단할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 용융 잔존물 검출 모듈은,
상기 이진화된 관심 영역의 인접 블롭들(neighboring blobs)을 합칠 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 미분 필터는,
소벨 필터(sobel filter)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 경계 추출 모듈은,
상기 절단된 슬라브가 나타나도록 이진화된 제1 이진화 영상 및 외부 조명에 의한 밝은 부분만이 나타나도록 이진화된 제2 이진화 영상을 획득하고,
상기 제1 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 상기 제1 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며, 상기 제2 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 상기 제2 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며,
상기 제1 이진화 영상의 투영 프로파일 및 상기 제2 이진화 영상의 투영 프로파일에 기초하여 상기 경계를 추출할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치는,
상기 슬라브 영상으로부터 백색 임펄스 잡음(white impulse noise)를 제거하는 미디언 필터(median filter)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치는,
이산 웨이블렛 변환 및 히스토그램을 이용하여 상기 관심 영역의 특징들을 추출하며,
상기 추출된 특징들을 입력 벡터로 SVM(Support Vector Machine)을 적용함으로써, 상기 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 SVM 적용 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 제2 실시 형태에 의하면, 절단된 슬라브의 경계에 고착된 용융 잔존물을 검출하는 방법에 있어서,
슬라브 영상의 화소값에 기초한 투영 프로파일로부터 상기 절단된 슬라브의 경계를 추출하는 경계 추출 단계;
상기 추출된 경계로부터 돌출된 불연속적인 용융 잔존물 또는 상기 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출 단계; 및
상기 추출된 관심 영역으로부터 상기 불연속적인 또는 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 응용 잔존물 검출 단계
을 포함하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 방법을 제공한다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 경계 추출 단계는,
상기 슬라브 영상을 이진화하는 단계;
상기 이진화된 슬라브 영상의 라인별로 화소값들을 합산한 투영 프로파일을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 투영 프로파일의 최대값의 일정 범위의 값을 가지는 라인을 상기 경계으로 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 경계 추출 단계는,
상기 투영 프로파일 중 상기 슬라브로부터 상기 슬라브 이외의 배경 방향으로 슬라브의 경계를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 용융 잔존물 검출 단계는,
상기 추출된 관심 영역을 미분 필터를 사용하여 필터링하는 단계;
상기 필터링된 관심 영역을 이진화하는 단계; 및
상기 이진화된 관심 영역의 블롭들(blobs) 중 일정 크기 이상인 블롭을 상기 경계에 고착된 불연속적인 용융 잔존물로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 용융 잔존물 검출 단계는,
상기 이진화된 관심 영역의 인접 블롭들(neighboring blobs)을 합치는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 미분 필터는,
소벨 필터(sobel filter)를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 경계 추출 단계는,
상기 절단된 슬라브가 나타나도록 이진화된 제1 이진화 영상 및 외부 조명에 의한 밝은 부분만이 나타나도록 이진화된 제2 이진화 영상을 획득하는 단계;
상기 제1 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 상기 제1 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며, 상기 제2 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 상기 제2 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하는 단계; 및
상기 제1 이진화 영상의 투영 프로파일 및 상기 제2 이진화 영상의 투영 프로파일에 기초하여 상기 경계를 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 슬라브의 용융 잔존물 검출 방법은,
상기 슬라브 영상으로부터 백색 임펄스 잡음(white impulse noise)를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 의하면, 상기 슬라브의 용융 잔존물 검출 방법은,
이산 웨이블렛 변환 및 히스토그램을 이용하여 상기 관심 영역의 특징들을 추출하는 단계; 및
상기 추출된 특징들을 입력 벡터로 SVM(Support Vector Machine)을 적용함으로써, 상기 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 열간 슬라브의 절단면에 존재하는 용융 잔존물을 검출할 수 있다.
도 1은 열간 슬라브의 절단면에 고착된 용융 잔존물의 형태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 잔존물 검출 장치를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 불연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심영역을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 불연속적인 용융 잔존물을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 조명에 의한 영향을 고려하여 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심 영역을 추출하는 과정을 설명하는 도면이며,
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심 영역의 추출을 위한 이진화 과정을 도시한 도면이며,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 경계를 구하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 잔존물 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 잔존물 검출 장치를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 불연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심영역을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며,
도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 불연속적인 용융 잔존물을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 조명에 의한 영향을 고려하여 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심 영역을 추출하는 과정을 설명하는 도면이며,
도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심 영역의 추출을 위한 이진화 과정을 도시한 도면이며,
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 경계를 구하는 과정을 설명하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 잔존물 검출 방법을 설명하는 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 잔존물 검출 장치를 포함하는 전체 시스템의 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전체 시스템은 조명 장치(L)와, 슬라브 이동 방향과 수직한 방향으로 슬라브(S)의 둘레를 따라 배치되며 열간 슬라브(S)의 영상을 촬영하고, 촬영된 영상을 결함 검출 장치(200)로 전달하는 복수의 카메라(C)와, 복수의 카메라(C)로부터 전달받은 영상을 처리하여 열간 슬라브(S) 절단면에 고착된 용융 잔존물을 검출하기 위한 용융 잔존물 검출 장치(200)를 포함할 수 있다.
또한, 전체 시스템은 열간 슬라브(S)의 이동 속도를 측정하기 위한 속도계(V)와 이동 거리를 측정하기 위한 거리계(D)를 더 포함할 수 있다.
이하에서는, 도 2 내지 도 7b을 참조하여 본 발명의 일 실시 형태에 따른 용융 잔존물 검출 장치(200)에 대해 상세하게 설명한다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 불연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심영역을 추출하는 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 불연속적인 용융 잔존물을 검출하는 과정을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 5는 조명에 의한 영향을 고려하여 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심 영역을 추출하는 과정을 설명하는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 관심 영역의 추출을 위한 이진화 과정을 도시한 도면이며, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 형태에 따른 연속적인 용융 잔존물이 고착된 열간 슬라브의 경계를 구하는 과정을 설명하는 도면이다.
우선, 도 2에 도시된 바와 같이, 용융 잔존물 검출 장치(200)는 슬라브 영상의 화소값에 기초한 투영 프로파일로부터 절단된 슬라브의 절단면인 경계를 추출하는 경계 추출 모듈(210)과, 추출된 경계에 고착된 불연속적인 또는 연속적인 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출 모듈(220)과, 추출된 관심 영역(220)으로부터 불연속적인 또는 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 용융 잔존물 검출 모듈(230)을 포함할 수 있다. 실시 형태에 따라서는 용융 잔존물 검출 장치(200)는 슬라브 영상으로부터 백색 임펄스 잡음(white impulse noise)를 제거하는 미디언 필터(median filter)(240)와, SVM(Support Vector Machine)을 적용하기 위한 SVM 적용 모듈(250)을 더 포함할 수 있다.
우선, 경계 추출 모듈(210)은, 절단된 슬라브(S)의 경계를 추출하기 위한 모듈이다. 구체적으로, 경계 추출 모듈(210)은 용융 잔존물의 타입에 따라 절단된 슬라브(S)의 경계를 추출할 수 있다. 용융 잔존물의 타입은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 절단된 슬라브(S)의 경계로부터 돌출된 불연속적인 용융 잔존물(이하 '제1 타입의 용융 잔존물'이라 함)과, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 절단된 슬라브(S)의 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물(이하 '제2 타입의 용융 잔존물'이라 함)을 포함할 수 있다.
그리고, 관심 영역 추출 모듈(220)은, 제1 타입의 용융 잔존물 또는 제2 타입의 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출할 수 있다.
이하에서는 상술한 2가지 타입 각각에 대한 경계, 관심 영역의 추출 과정과 함께 추출된 관심 영역으로부터 용융 잔존물 여부를 검출하는 방법을 상세하게 설명한다.
(1) 제1 타입의 용융 잔존물
도 2 및 도 3을 참조하면, 우선 경계 추출 모듈(210)은 슬라브의 경계를 추출하기 위해 슬라브 영상(도 3의 (a))에 대해 이진화를 수행한다. 슬라브 영상은 슬라브(S)와 배경 영역(BK)으로 나눌 수 있으며, 제1 타입의 용융 잔존물은 D1으로 도시하였다.
슬라브(S)를 무조건 1로 이진화시키기 위해, 경계 추출 모듈(210)은 최대한 낮은 문턱값(예를 들면, 10)으로 이진화한다. 이진화된 슬라브 영상은 도 3의 (b)에 도시된 바와 같다.
다음, 경계 추출 모듈(210)은 이진화된 슬라브 영상의 라인별(도 3과 같이 슬라브가 상부, 배경이 하부에 놓인 슬라브 영상에서는 행별로) 화소값들을 합산함으로써, 도 3의 (c)에 도시된 바와 같은 투영 프로파일(projection profile)을 생성할 수 있다. 생성된 투영 프로파일에서 좌측은 배경(BK)을, 우측은 슬라브(S)일 수 있다.
다음, 경계 추출 모듈(210)은 생성된 투영 프로파일로부터 경계를 구할 수 있다. 구체적으로, 경계 추출 모듈(210)은 투영 프로파일의 최대값의 일정 범위의 값을 가지는 라인을 경계(E1)로 추출할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에서는 최대값의 90% 정도의 값을 기준으로 하였으나, 수치는 당업자의 필요에 따라 변형 실시될 수 있음은 당연하다. 본 발명의 실시 형태에 의하면, 경계(E1) 추출시 투영 프로파일의 슬라브(S)로부터 배경(BK) 쪽으로 진행하며, 최대값의 90% 정도의 값이 되는 라인을 경계로 추출하는데, 그 이유는 실제 경계가 아닌 제1 타입의 용융 잔존물에 가로로 길게 생긴 결함의 경우도 경계로 인식될 수 있기 때문이다.
한편, 실시 형태에 따라서는 경계 추출 모듈(210)은 추출된 경계(E1)로부터 배경(BK) 쪽으로 일정 거리 이격된 지점의 라인(E2)를 경계로 설정함으로써, 여유를 두어 오검출을 막을 수 있다. 추출된 경계(E1 또는 E2)는 관심 영역 추출 모듈(220)로 전달될 수 있다.
마지막으로, 관심 영역 추출 모듈(220)은, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이, 경계(E2)로부터 배경(BK)을 포함하는 영역을 관심 영역(Region Of Interest, ROI)으로 설정할 수 있다.
이후, 용융 잔존물 검출 모듈(230)은 추출된 관심 영역(ROI)으로부터 제1 타입의 용융 잔존물을 검출할 수 있다.
구체적으로, 용융 잔존물 검출 모듈(230)은, 관심 영역(ROI)에 제1 타입의 용융 잔존물이 존재하는지 판단하기 위해, 미분 필터를 사용하여 관심 영역(ROI)을 필터링할 수 있다. 필터링된 관심 영역(ROI)는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같다. 일반적으로, 배경(BK)에도 하부 조명 때문에 뿌옇게 보이는 부분이 존재할 수 있다. 이 부분의 그레이값(gray value)은 높지만, 넓게 퍼져 있어 갑작스럽게 변하는 부분은 없다. 하지만, 용융 잔존물의 경우 그레이값의 변화가 크므로, 이를 검출하기 위해 미분 필터를 사용하는 것이다. 미분 필터의 종류로는 소벨 필터(sobel filter) 등이 사용될 수 있다.
다음, 용융 잔존물 검출 모듈(230)은 필터링된 관심 영역(ROI)을 소정의 문턱값으로 이진화할 수 있다. 이진화된 관심 영역(ROI)은 도 4의 (b)에 도시된 바와 같다.
이후, 용융 잔존물 검출 모듈(230)은 이진화된 관심 영역의 인접한 블롭들(blobs)을 합치며, 합쳐진 블롭들 중 일정 크기 이상인 블롭을 상술한 제1 타입의 용융 잔존물로 판단할 수 있다. 이렇게 해서 검출된 제1 타입의 용융 잔존물이 도 4의 (c), 도면부호 400에 도시되어 있다.
(2) 제2 타입의 용융 잔존물의 경계 및 관심 영역 추출 과정
제2 타입의 용융 잔존물의 경우에는, 외부 조명(도 2의 L 참조)의 영향으로, 슬라브(S)의 말단부에 도 5에 도시된 바와 같은 밝은 부분(500)이 포함되어 있을 수 있다. 따라서, 이 부분(500)을 고려하여 경계를 추출할 필요가 있으므로, 이에 대해 설명한다. 미설명부호 E1, E3, E4는 구해진 경계를, ROI는 관심 영역을, BK는 배경을 의미하며, 미설명부호에 대한 구체적인 설명은 도 6 내지 7을 참조하여 후술한다.
우선 경계 추출 모듈(210)은, 도 6의 (c)에 도시된 바와 같이, 슬라브 영상(도 6의 (a) 참조)에 대해 이진화를 수행한다. 슬라브 영상(도 6의 (a) 참조)은 슬라브(S)와 배경 영역(BK)으로 나눌 수 있으며, 제2 타입의 용융 잔존물은 D2로 도시하였다. 슬라브(S)를 무조건 1로 이진화시키기 위해, 경계 추출 모듈(210)은 최대한 낮은 문턱값(예를 들면, 10)으로 이진화한다. 이하 낮은 문턱값으로 이진화된 영상을 '제1 이진화 영상'이라고 하기로 한다. 제1 이진화 영상은 도 6의 (c)에 도시된 바와 같다.
실시 형태에 따라서는 슬라브 영상(도 6의 (a) 참조)을 미디언 필터(median filter)(도 2의 240 참조)를 사용하여 필터링함으로써, 슬라브 영상(도 6의 (a) 참조)으로부터 백색 임펄스 잡음(white impulse noise)을 제거하는 프로세스를 더 포함할 수 있다. 미디언 필터(도 2의 240 참조)에 의해 필터링된 슬라브 영상은 도 6의 (b)에 도시된 바와 같다.
다음, 경계 추출 모듈(210)은, 외부 조명(도 2의 L 참조)에 의해 밝게 나타나는 부분(도 5의 500)만을 식별하기 위해, 최대한 높은 문턱값(예를 들면, 250)으로 슬라브 영상(도 6의 (a) 참조)을 이진화한다. 이진화된 슬라브 영상은 도 6의 (d)에 도시되어 있다. 이하 높은 문턱값으로 이진화된 영상을 '제2 이진화 영상'이라고 하기로 한다.
실시 형태에 따라서는, 도 6의 (e)에 도시된 바와 같이, 침식 연산 프로세스(erosion operation)를 사용함으로써, 외부 조명(도 2의 L 참조)에 의해 밝게 나타나는 부분만을 더 강조할 수도 있다.
이후, 경계 추출 모듈(210)은 제1 이진화 영상(도 6의 (c) 참조) 및 제2 이진화 영상(도 6의 (d) 참조) 각각에 대해 투영 프로파일을 생성한다. 구체적으로, 경계 추출 모듈(210)은 제1 이진화 영상(도 6의 (c) 참조)의 라인별(도 6과 같이 슬라브가 상부, 배경이 하부에 놓인 슬라브 영상에서는 행별(수평)로) 화소값들을 합산함으로써, 도 7a의 710에 도시된 바와 같은 투영 프로파일(projection profile)을 생성할 수 있다. 생성된 투영 프로파일(710)에서 좌측은 배경(BK)을, 우측은 슬라브(S)일 수 있다.
이후, 경계 추출 모듈(210)은 제2 이진화 영상(도 6의 (d) 참조)의 라인별(도 6과 같이 슬라브가 상부, 배경이 하부에 놓인 슬라브 영상에서는 행별(수평)로) 화소값들을 합산함으로써, 도 7a의 720에 도시된 바와 같은 투영 프로파일(projection profile)을 생성할 수 있다.
이후 경계 추출 모듈(210)은 제1 이진화 영상(도 6의 (c) 참조)의 투영 프로파일(도 7a의 710) 및 제2 이진화 영상(도 6의 (d) 참조)의 투영 프로파일(도 7a의 720)에 기초하여 경계를 추출할 수 있다.
구체적으로, 도 2, 도 7a 및 도 7b을 참조하면, 경계 추출 모듈(210)은 제1 이진화 영상(도 6의 (c) 참조)의 투영 프로파일(710)로부터 경계를 구할 수 있다. 즉, 경계 추출 모듈(210)은 제1 이진화 영상(도 6의 (c) 참조)의 투영 프로파일(710)의 최대값의 일정 범위의 값을 가지는 라인을 경계(E1)로 추출할 수 있다. 본 발명의 실시 형태에서는 최대값의 90% 정도의 값을 기준으로 하였으나, 수치는 당업자의 필요에 따라 변형 실시될 수 있음은 당연하다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 의하면, 경계(E1) 추출시 투영 프로파일(710)의 슬라브(S)로부터 배경(BK) 쪽으로 진행하며, 최대값의 90% 정도의 값이 되는 라인을 경계로 추출하는데, 그 이유는 실제 경계가 아닌 제1 타입의 용융 잔존물에 가로로 길게 생긴 결함의 경우도 경계로 인식될 수 있기 때문이다.
다음, 경계 추출 모듈(210)은 제1 이진화 영상의 투영 프로파일(710)으로부터 제2 이진화 영상의 투영 프로파일(720)을 뺌으로써, 도면부호 730과 같은 차이 프로파일을 생성할 수 있다.
이후, 경계 추출 모듈(210)은 차이 프로파일(730)에 설정된 경계(E1)에서 좌측(즉, 슬라브 방향)으로 진행하면서, 차이 프로파일(730) 최대값의 일정 범위의 값(예를 들면, 95%)을 가지는 라인을 경계(E3)로 추출할 수 있다. 이렇게 구한 경계(E3)가 최종적인 경계로 설정될 수 있다.
상술한 바와 같이, 외부 조명(도 2의 L 참조)에 의해 밝게 나타나는 부분(500)을 관심 영역(ROI)에서 제외하는 이유는, 후술하는 바와 같이, 관심 영역으로부터 추출되는 특징들이 외부 조명(도 2의 L 참조)에 의해 영향받게 되어 오검출을 야기할 수 있기 때문이다.
다음, 관심 영역 추출 모듈(220)은, 도 7b에 도시된 바와 같이, 경계(E3)를 기준으로 관심 영역(ROI)를 추출할 수 있다. 제2 타입의 용융 잔존물은 폭이 제한적이므로, 관심 영역(ROI)의 나머지 경계(E4)는 당업자의 필요에 따라 설정할 수 있을 것이다.
이후, SVM 적용 모듈(230)은 이산 웨이블렛 변환 및 히스토그램을 이용하여 관심 영역(ROI)의 특징들을 추출하며, 추출된 특징들을 입력 벡터로 SVM을 적용함으로써, 제2 타입의 용융 잔존물을 검출할 수 있다.
구체적으로, SVM 적용 모듈(230)은 이산 웨이블렛 변환(Discreet Wavelet Transformation, DCT)을 통해 관심 영역(ROI)에 대해서 대각, 수직, 수평 고주파 성분의 15개의 서브 이미지를 생성할 수 있으며, 생성된 15개의 서브 이미지의 평균값을 특징으로 사용할 수 있다.
그리고, SVM 적용 모듈(230)은 관심 영역(ROI)의 히스토그램을 이용하여 5가지 특징을 추출할 수 있다. 5가지 특징은 평균값(mean), 표준 편차(standard deviation), 스무드니스(smoothness), 써드 모멘트(third moment), 유니폼니티(uniformity), 엔트로피(entrophy) 등일 수 있다.
마지막으로, SVM 적용 모듈(230)은 추출된 특징들을 입력 벡터로 SVM을 적용함으로써, 관심 영역(ROI)에 결함이 존재하는지를 판단할 수 있다. 여기서, SVM(Support Vector Machine)이란 데이터들을 주어진 공간보다 높은 차원의 공간으로 변환하고 나서, 각 클래스들을 구분하는 선형의 초평면을 구하는 것을 말하며, 추출된 특징들에 기초하여 관심 영역(ROI)에 결함이 존재하는지를 판별할 수 있다. 상술한 SVM은 공지의 알고리즘이므로 발명의 간명화를 위해 상세한 설명은 생략한다.
한편, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 용융 잔존물 검출 방법을 설명하는 흐름도이다. 이하, 도 2 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 일 실시 형태에 의한 슬라브의 용융 잔존물 검출 방법을 설명한다. 다만, 발명의 간명화를 위해 도 2 내지 도 7b에서 설명된 사항과 중복된 설명은 생략한다.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 우선 경계 추출 모듈(210)은, 슬라브 영상의 화소값에 기초한 투영 프로파일로부터 슬라브(S)의 경계를 추출할 수 있다(S800 참조). 용융 잔존물의 타입은 도 1의 (a)에 도시된 바와 같은 절단된 슬라브(S)의 경계로부터 돌출된 불연속적인 용융 잔존물(제1 타입의 용융 잔존물)과, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같은 절단된 슬라브(S)의 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물(제2 타입의 용융 잔존물)을 포함할 수 있다.
구체적으로, 제1 타입의 용융 잔존물의 경우, 슬라브 영상을 이진화하며, 이진화된 슬라브 영상의 투영 프로파일로부터 경계를 추출할 수 있다.
또한, 제2 타입의 용융 잔존물의 경우, 슬라브가 나타나도록 이진화된 제1 이진화 영상 및 외부 조명에 의한 밝은 부분만이 나타나도록 이진화된 제2 이진화 영상을 획득하고, 제1 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 제1 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며, 제2 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 제2 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며, 제1 이진화 영상의 투영 프로파일 및 제2 이진화 영상의 투영 프로파일에 기초하여 경계를 추출할 수 있다.
다음, 관심 영역 추출 모듈(220)은, 제1 타입의 용융 잔존물 또는 제2 타입의 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출할 수 있다(S801).
마지막으로, 용융 잔존물 검출 모듈(230)은 추출된 관심 영역(220)으로부터 제1 타입의 용융 잔존물 또는 제2 타입의 용융 잔존물을 검출할 수 있다(S802).
구체적으로, 제1 타입의 용융 잔존물의 경우, 추출된 관심 영역을 미분 필터를 사용하여 필터링하며, 필터링된 관심 영역을 이진화하며, 이진화된 관심 영역의 블롭들(blobs) 중 일정 크기 이상인 블롭을 경계에 고착된 불연속적인 용융 잔존물로 판단할 수 있다.
또한, 제2 타입의 용융 잔존물의 경우, 이산 웨이블렛 변환 및 히스토그램을 이용하여 관심 영역의 특징들을 추출하며, 추출된 특징들을 입력 벡터로 SVM을 적용함으로써, 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 검출할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시 형태에 의하면, 열간 슬라브의 절단면에 존재하는 용융 잔존물을 검출할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경할 수 있다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
200: 용융 잔존물 검출 장치 210: 경계 추출 모듈
220: 관심 영역 추출 모듈 230: 용융 잔존물 검출 모듈
240: 미디언 필터 250: SVM 적용 모듈
ROI: 관심 영역 BK: 배경
E1, E2, E3, E4: 경계 D1, D2: 용융 잔존물 결함
220: 관심 영역 추출 모듈 230: 용융 잔존물 검출 모듈
240: 미디언 필터 250: SVM 적용 모듈
ROI: 관심 영역 BK: 배경
E1, E2, E3, E4: 경계 D1, D2: 용융 잔존물 결함
Claims (9)
- 절단된 슬라브의 경계에 고착된 용융 잔존물을 검출하는 장치에 있어서,
슬라브 영상의 화소값에 기초한 투영 프로파일로부터 상기 절단된 슬라브의 경계를 추출하는 경계 추출 모듈;
상기 추출된 경계로부터 돌출된 불연속적인 용융 잔존물 또는 상기 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 포함하는 관심 영역을 추출하는 관심 영역 추출 모듈; 및
상기 추출된 관심 영역으로부터 상기 불연속적인 또는 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 응용 잔존물 검출 모듈
을 포함하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 경계 추출 모듈은,
상기 슬라브 영상을 이진화하며,
상기 이진화된 슬라브 영상의 라인별로 화소값들을 합산한 투영 프로파일을 생성하고,
상기 생성된 투영 프로파일의 최대값의 일정 범위의 값을 가지는 라인을 상기 경계로 추출하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 경계 추출 모듈은,
상기 추출된 경계로부터 상기 절단된 슬라브 이외의 배경 방향으로 일정 거리 이격된 라인을 상기 경계로 설정하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 응용 잔존물 검출 모듈은,
상기 추출된 관심 영역을 미분 필터를 사용하여 필터링하며,
상기 필터링된 관심 영역을 이진화하며,
상기 이진화된 관심 영역의 블롭들(blobs) 중 일정 크기 이상인 블롭을 상기 경계에 고착된 불연속적인 용융 잔존물로 판단하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 응용 잔존물 검출 모듈은,
상기 이진화된 관심 영역의 인접 블롭들(neighboring blobs)을 합치는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 미분 필터는,
소벨 필터(sobel filter)를 포함하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 경계 추출 모듈은,
상기 절단된 슬라브가 나타나도록 이진화된 제1 이진화 영상 및 외부 조명에 의한 밝은 부분만이 나타나도록 이진화된 제2 이진화 영상을 획득하고,
상기 제1 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 상기 제1 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며, 상기 제2 이진화 영상의 각 라인별로 화소값을 합산함으로써 상기 제2 이진화 영상의 투영 프로파일을 생성하며,
상기 제1 이진화 영상의 투영 프로파일 및 상기 제2 이진화 영상의 투영 프로파일에 기초하여 상기 경계를 추출하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제7항에 있어서,
슬라브의 용융 잔존물 검출 장치는,
상기 슬라브 영상으로부터 백색 임펄스 잡음(white impulse noise)를 제거하는 미디언 필터(median filter)를 더 포함하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
- 제7항에 있어서,
상기 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치는,
이산 웨이블렛 변환 및 히스토그램을 이용하여 상기 관심 영역의 특징들을 추출하며,
상기 추출된 특징들을 입력 벡터로 SVM(Support Vector Machine)을 적용함으로써, 상기 경계에 고착된 연속적인 용융 잔존물을 검출하는 SVM 적용 모듈을 더 포함하는 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020110142259A KR101271935B1 (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020110142259A KR101271935B1 (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101271935B1 true KR101271935B1 (ko) | 2013-06-05 |
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| KR1020110142259A KR101271935B1 (ko) | 2011-12-26 | 2011-12-26 | 슬라브의 용융 잔존물 검출 장치 |
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| KR (1) | KR101271935B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101578301B1 (ko) | 2014-08-04 | 2015-12-17 | 단국대학교 산학협력단 | 액체형 감쇠기의 파고 측정을 위한 고속 영상처리 기법 |
| KR20160073557A (ko) * | 2014-12-17 | 2016-06-27 | 주식회사 포스코 | 스카핑 불량 검출 장치 및 방법 |
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|---|---|---|---|---|
| JPH11129083A (ja) * | 1997-10-30 | 1999-05-18 | Koike Sanso Kogyo Co Ltd | 切断装置 |
| KR20110018083A (ko) * | 2009-08-17 | 2011-02-23 | 홍익대학교 산학협력단 | 원통형 이차 전지 튜브 및 와셔 검사 장치 |
-
2011
- 2011-12-26 KR KR1020110142259A patent/KR101271935B1/ko active IP Right Grant
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