KR101293547B1 - 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법 - Google Patents

교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101293547B1
KR101293547B1 KR1020110137387A KR20110137387A KR101293547B1 KR 101293547 B1 KR101293547 B1 KR 101293547B1 KR 1020110137387 A KR1020110137387 A KR 1020110137387A KR 20110137387 A KR20110137387 A KR 20110137387A KR 101293547 B1 KR101293547 B1 KR 101293547B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
image
scan camera
line
line scan
light
Prior art date
Application number
KR1020110137387A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130070183A (ko
Inventor
박창현
윤종필
배호문
윤성욱
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020110137387A priority Critical patent/KR101293547B1/ko
Publication of KR20130070183A publication Critical patent/KR20130070183A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101293547B1 publication Critical patent/KR101293547B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/892—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles characterised by the flaw, defect or object feature examined
    • G01N21/894—Pinholes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/89—Investigating the presence of flaws or contamination in moving material, e.g. running paper or textiles
    • G01N21/8901—Optical details; Scanning details
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법이 개시되어 있다. 개시된 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치는, 강판(100)의 상측에 설치되며 일정한 주기로 입사되는 빛을 검출하여 라인 영상을 생성하는 라인 스캔 카메라(10)와, 상기 강판(100)의 하측에 설치되며 상기 라인 스캔 카메라(10)의 검출 영역(E)에 빛을 조사하되, 상기 라인 스캔 카메라(10)의 홀수 번째 검출 주기에서는 제1 시간(T1) 동안 빛을 조사하고 상기 라인 스캔 카메라(10)의 짝수 번째 검출 주기에서는 제1 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T2) 동안 빛을 조사하는 광원(20)과, 상기 라인 스캔 카메라(10)로부터 입력되는 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제1 영상을 생성하고 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상에 포함된 세츄레이션된 오브젝트를 제거하여 상기 제2 영상과 상기 세츄레이션된 오브젝트가 제거된 제1 영상을 합성하는 신호 처리부(30)와, 상기 신호 처리부(30)에 의해 합성된 영상을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부(40)를 포함한다.

Description

교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법{HOLE DETECTING APPARATUS AND METHOD USING CROSS LIGHT SOURCE}
본 발명은 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 강판에 존재하는 홀을 그 크기 및 위치에 관계없이 정확하게 검출하기 위한 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 냉간 압연 공정에서 얇은 소재를 압연할 때 개재물이 탈락되거나 소재 및 공정상의 문제로 인해 강판에 홀이 발생되게 된다. 이러한 홀은 치명적인 결함으로 제품화되기 전에 품질 검사를 통하여 완벽히 검출해야 한다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 핀홀 검출기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래에는 광원(1)을 이용해 강판(2)에 빛을 조사하여 강판(2)에 형성된 홀(2A)을 통과한 빛이 강판(2)을 기준으로 광원(1)의 반대편에 설치된 검출 센서(3)에 의해 감지됨에 의하여 홀(2A)을 검출하고 있다.
그러나, 강판(2)의 에지 부분을 통해 검출 센서(3)로 들어오는 빛의 세기가 과다함으로 인해 영상이 하얗게 세츄레이션(saturation)되며, 이로 인해 홀(2A)을 통해 들어오는 빛을 식별할 수 없게 되어 실질적으로 홀 검출이 불가능한 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이 강판(2)의 에지 부분에 에지 마스크(4)를 설치하여 강판(2)의 에지 부분을 통해 검출 센서(3)로 들어오는 빛을 차단하는 방법이 제안되었다. 그러나, 에지 마스크(4)에 의해 가려진 부분에 형성된 홀은 검출할 수 없고, 강판(2)의 폭이 코일마다 다르고 강판(2)이 주행 중에 사행되기 때문에 에지 마스크(4)의 위치가 잘못되면 강판(2)의 에지 부분을 통해 검출 센서(3)로 들어오는 빛이 제대로 차단되지 않게 되어 오검출이 발생되는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 방법이 본 출원인에 의해 출원되어 등록된 대한민국등록특허 제10-0573561호(이하, '선행특허1'이라 함) 및 대한민국등록특허 제10-0950963호(이하, '선행특허2'라 함)에 개시되어 있다.
강판 에지 부분의 빛을 완전히 차단하는 종래 기술과 달리, 선행특허1 및 선행특허2에서는 에지 필터 또는 편광 필터를 사용하여 빛의 세기를 줄이는 방식을 사용하여 강판의 에지 부분에 형성된 홀 및 강판의 에지 위치 정보를 검출하고 있다. 그리고, 강판의 폭 변화 및 강판의 사행에 대처하기 위하여 검출된 강판의 에지 위치 정보를 이용하여 에지 필터 또는 편광 필터가 강판 에지 부분에 위치되도록 에지 필터 또는 편광 필터의 위치를 적절히 가변키고 있다. 그러나, 에지 필터 및 편광 필터의 위치를 가변시키기 위해서는 부가적으로 1축 로봇이 필요하고, 강판의 순간적인 폭 변화에 대한 대응은 불가능하기 때문에 여전히 오검출이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 강판에 존재하는 홀을 그 크기 및 위치에 관계없이 정확히 검출할 수 있으며 부가적인 장비를 필요로 하지 않은 단순한 구조를 갖는 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명의 일 견지에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치는, 강판의 상측에 설치되며 일정한 주기로 입사되는 빛을 검출하여 라인 영상을 생성하는 라인 스캔 카메라와, 상기 강판의 하측에 설치되며 상기 라인 스캔 카메라의 검출 영역(E)에 빛을 조사하되 상기 라인 스캔 카메라의 홀수 번째 검출 주기에서는 제1 시간(T1) 동안 빛을 조사하고 상기 라인 스캔 카메라의 짝수 번째 검출 주기에서는 제1 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T2) 동안 빛을 조사하는 광원과, 상기 라인 스캔 카메라로부터 입력되는 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제1 영상을 생성하고 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을 생성하고, 상기 제1 영상에 포함된 세츄레이션된 오브젝트를 제거하여 상기 제2 영상과 상기 세츄레이션된 오브젝트가 제거된 제1 영상을 합성하는 신호 처리부와, 상기 신호 처리부에 의해 합성된 영상을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다.
상기 라인 스캔 카메라의 검출 주기는, 상기 강판의 주행시 그 주행 방향으로의 상기 라인 스캔 카메라의 검출 영역의 길이를 L이라 할 때, 상기 강판이 L/2만큼 주행하는데 소요되는 시간에 해당되는 것을 특징으로 한다.
상기 신호 처리부는, 상기 라인 스캔 카메라로부터 연속적으로 입력되는 라인 영상들을 임시 저장하는 입력 버퍼와, 상기 입력 버퍼에 전기적으로 연결되어 상기 입력 버퍼로부터 입력되는 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제1 영상을 생성하고 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을 생성하는 영상 분리부와, 상기 영상 분리부로부터 입력되는 제1 영상을 이진화하는 제1 이진화 처리부와, 상기 영상 분리부로부터 입력되는 제2 영상을 이진화하는 제2 이진화 처리부와, 상기 제1 이진화 처리부로부터 입력되는 이진화된 제1 영상에서 이진 영상값 "1"을 갖는 상호 연결된 화소들로 이루어진 오브젝트들의 면적을 산출하는 오브젝트 면적 산출부와, 상기 이진화된 제1 영상에 포함되어 있는 오브젝트들 중 그 면적이 기준 설정치(A)보다 큰 세츄레이션된 오브젝트를 제거하는 세츄레이션 오브젝트 제거부와, 상기 세츄레이션 오브젝트 제거부로부터 입력되는 영상과 상기 제2 이진화 처리부로부터 입력되는 이진화된 제2 영상을 합성하는 오아링부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 이진화 처리부 및 상기 제2 이진화 처리부는 각각의 임계값(TH1, TH2)을 기준으로 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상 내의 임의의 화소 위치에서 영상값이 임계값보다 큰 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "1"로 변환하고 임계값 이하인 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "0"으로 변환하며, 상기 제1 이진화 처리부의 임계값(TH1)은 상기 제2 이진화 처리부의 임계값보(TH2)다 작은 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 견지에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 방법은, 강판의 상측에 설치되어 일정한 주기로 입사되는 빛을 검출하여 라인 영상을 생성하는 라인 스캔 카메라와, 상기 강판의 하측에 설치되어 상기 라인 스캔 카메라의 검출 영역(E)에 빛을 조사하되 상기 라인 스캔 카메라의 홀수 번째 검출 주기에서는 제1 시간 동안 빛을 조사하고 상기 라인 스캔 카메라의 짝수 번째 검출 주기에서는 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 빛을 조사하는 광원을 이용한 홀 검출 방법에 있어서, 상기 광원으로부터의 빛이 상기 라인 스캔 카메라에 의해 검출되어 라인 영상들이 생성되는 단계와, 상기 라인 스캔 카메라에서 생성된 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 영상 제1 영상을 생성하고, 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을 생성하는 단계와, 상기 제1 영상 및 제2 영상을 이진화하는 단계와, 상기 이진화된 제1 영상에서 이진 영상값 "1"을 갖는 상호 연결된 화소들로 이루어진 오브젝트들 중 그 면적이 기준 설정치(A)보다 큰 세츄레이션된 오브젝트를 제거하는 단계와, 상기 세츄레이션된 오브젝트가 제거된 이진화된 제1 영상과 상기 이진화된 제2 영상을 합성하는 단계와, 상기 합성된 영상을 화면 상에 디스플레이하는 단계를 포함한다.
상기 제1 영상 및 제2 영상을 이진화하는 단계는 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상 내의 임의의 화소 위치(x,y)에서의 영상값이 각각의 임계값보다 큰 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "1"로 변환하고 임계값 이하인 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "0"으로 변환하는 방식으로 수행되며, 상기 제1 영상의 이진화에 사용되는 임계값은 상기 제2 영상의 이진화에 사용되는 임계값보다 작은 것을 특징으로 한다.
상기 세츄레이션된 오브젝트를 제거하는 단계는, 상기 세츄레이션된 오브젝트 내에 존재하는 화소들의 이진 영상값을 "0"으로 변환하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 강판에 형성된 홀을 그 크기 및 위치에 관계없이 정확히 검출할 수 있다. 또한, 강판의 폭 변화 및 사행에 대비하여 별도의 추가 장비를 설치하지 않아도 되므로 장비 설치 비용 및 정비 비용을 절감할 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 핀홀 검출기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.
도 4는 도 3에 도시된 신호처리부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 라인 스캔 카메라의 트리거 신호 및 광원의 온/오프 변화를 나타낸 타임 챠트이다.
도 6은 도 4에 도시된 영상 분리부에 의한 영상 분리 과정을 나타낸 개념도이다.
도 7은 홀 사이즈 변화에 따른 고감도 영상 및 저감도 영상의 검출 상태를 비교한 도면이다.
도 8은 세츄레이션 발생 여부에 따른 홀 영상의 차이를 비교한 사진이다.
도 9는 본 발명에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 방법을 나타낸 플로우 챠트이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하도록 한다.
도 7은 홀 사이즈 변화에 따른 고감도 영상 및 저감도 영상의 검출 상태를 비교한 도면이고, 도 8은 세츄레이션 발생 여부에 따른 홀 영상의 차이를 비교한 사진이다.
도 7을 참조하면, 10㎛ 정도의 미세한 사이즈의 홀은 저감도 영상에서는 검출되지 않지만 고감도 영상에서는 검출되게 되며, 500㎛ 정도의 비교적 큰 홀은 고감도 영상에서는 햐얗게 세츄레이션되지만 저감도 영상에서는 세츄레이션되지 않는다.
도 8에서 좌측은 정상적인 홀 영상을 나타내고 우측은 세츄레이션된 홀 영상을 나타내는 것으로, 세츄레이션이 발생되게 되면 홀 영상이 실제 홀의 사이즈보다 크게 나타나고 홀 영상과 주변 배경의 경계가 불분명해짐을 확인할 수 있다.
한편, 주지된 바와 같이 카메라는 빛에 노출 시간이 길어지면 감도가 높아지고 빛에 노출 시간이 짧아지면 감도가 떨어지게 되는 바, 본 발명은 카메라의 홀수 번째 검출 주기에서는 광원의 조사 시간을 길게 설정하여 미세한 사이즈의 홀을 검출할 수 있도록 하고, 카메라의 짝수 번째 검출 주기에서는 광원의 조사 시간을 짧게 설정하여 비교적 큰 사이즈의 홀을 세츄레이션 없이 검출할 수 있도록 하고자 한다.
도 3은 본 발명에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치를 개략적으로 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 신호처리부의 구성을 나타낸 블록도이고, 도 5는 라인 스캔 카메라의 트리거 신호 및 광원의 온/오프 변화를 나타낸 타임 챠트이다.
도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치는, 라인 스캔 카메라(10), 광원(20), 신호 처리부(30) 및 디스플레이부(40)를 포함한다.
라인 스캔 카메라(10)는 강판(100)의 상측에 설치되며 일정한 주기로 입력되는 트리거(trigger) 신호에 의해 인에이블되어, 그 검출 영역(E)으로 입사되는 빛을 검출하여 라인 영상을 생성한다. 라인 스캔 카메라(10)로는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 사용하는 것이 좋다.
강판(100)의 주행시 그 주행 방향(도 3의 화살표로 표시된 방향)으로의 상기 검출 영역(E)의 길이를 L이라 할 때, 라인 스캔 카메라(10)의 검출 주기를 강판(100)이 L/2만큼 주행하는데 소요되는 시간으로 설정하여, 타겟이 이웃하는 홀수 번째 검출 주기와 짝수 번째 검출 주기에서 중복 촬영되도록 한다.
광원(20)은 강판(100)의 하측에 설치되며 상기 검출 영역(E)에 빛을 조사하되, 도 5에서와 같이 라인 스캔 카메라(10)의 홀수 번째 검출 주기(odd)에서는 제1 시간(T1) 동안 빛을 조사하고 라인 스캔 카메라(10)의 짝수 번째 검출 주기(even)에서는 제1 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T2) 동안 빛을 조사한다. 상기 T1은 10~200㎛의 미세한 사이즈의 홀을 검출할 수 있도록 크게 설정하고, T2는 200㎛ 이상의 비교적 큰 홀을 검출할 수 있도록 작게 설정한다.
트리거 신호 입력에 따른 광원(20)의 온/오프 타이밍 제어를 보다 구체적으로 살펴보면, 홀수 번째 트리거 신호가 입력되면 일정 딜레이 시간(D)이 경과한 후에 광원(20)이 T1의 시간 동안 온(ON)되고, 이후 짝수 번째 트리거 펄스가 입력되면 마찬가지로 일정 딜레이 시간(D)이 경과한 후에 광원(20)이 T2의 시간동안 온되게 된다. 이러한 방식으로 홀수 번째 트리거 펄스와 짝수 번째 트리거 펄스 입력시 교차적으로 T1과 T2의 서로 다른 시간 동안 광원(20)이 온(ON)되게 된다.
이러한 광원(20)에 의해 조사되는 빛은, 상기 트리거 신호에 의해 인에이블되는 라인 스캔 카메라(10)에 의하여 검출되며, 라인 스캔 카메라(10)는 홀수 번째 검출 주기에서 T1의 시간 동안 입사되는 빛을 검출하여 고감도의 라인 영상을 생성하고 짝수 번째 검출 주기에서 T2의 시간 동안 입사되는 빛을 검출하여 저감도의 라인 영상을 생성한다.
신호 처리부(30)는 라인 스캔 카메라(10)에 전기적으로 연결되며, 도 4에서와 같이 입력 버퍼(31), 교차 영상 분리부(32), 제1, 제2 이진화 처리부(33, 34), 오브젝트 면적 산출부(35), 세츄레이션 오브젝트 제거부(36), 오아링부(37)를 포함한다.
입력 버퍼(31)는 라인 스캔 방식의 영상 처리에 필수적인 영상의 중간 저장소 역할을 하는 것으로, 라인 스캔 카메라(10)로부터 연속적으로 입력되는 라인 영상들을 순서대로 임시 저장하였다가 사용자의 요구에 맞추어 출력하는 역할을 하는 링 버퍼(ring buffer) 구조의 메모리로 구성된다.
교차 영상 분리부(32)는 입력 버퍼(31)에 전기적으로 연결되어 입력 버퍼(31)로부터 입력되는 라인 영상들 중 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 빼내 재구성하여 제1 영상을 생성하고, 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 빼내 재구성하여 제2 영상을 생성한다.
도 6은 교차 영상 분리부에 의한 영상 분리 과정을 나타낸 개념도로, 입력 버퍼(31)로부터 입력되는 라인 영상들에는 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 고감도의 라인 영상과 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 저감도의 라인 영상이 교차 배치되어 있으며, 교차 영상 분리부(32)에서는 상기 입력 버퍼(31)로부터 입력되는 영상에서 홀수 라인의 영상들을 분리 및 재구성하여 고감도의 제1 영상을 생성하고, 짝수 라인의 영상들을 분리 및 재구성하여 저감도의 제2 영상을 생성한다.
제1 이진화 처리부(33)는 교차 영상 분리부(32)에 전기적으로 연결되어, 교차 영상 분리부(32)로부터 입력되는 그레이 스케일의 제1 영상을 1(흰색)과 0(검정색)만을 가진 이진 영상으로 변환한다.
제1 영상 내의 임의의 화소 위치(x,y)에서의 그레이 스케일 영상값을 F1(x,y), 임계값을 TH1라고 할 때, 제1 이진화 처리부(33)에 의해 변환된 제1 영상의 화소 위치(x,y)에서의 이진 영상값, f1(x,y)는 하기의 수학식 1에 의하여 결정된다.
Figure 112011100854015-pat00001
Figure 112011100854015-pat00002
제2 이진화 처리부(34)는 교차 영상 분리부(32)에 전기적으로 연결되어, 교차 영상 분리부(32)로부터 입력되는 그레이 스케일의 제2 영상을 이진 영상으로 변환한다.
제2 영상 내의 임의의 화소 위치(x,y)에서의 그레이 스케일 영상값을 F2(x,y), 임계값을 TH2라고 할 때, 제2 이진화 처리부(34)에 의해 변환된 제2 영상의 화소 위치(x,y)에서의 이진 영상값, f2(x,y)는 하기의 수학식 2에 의하여 결정된다.
Figure 112011100854015-pat00003
Figure 112011100854015-pat00004
여기서, 제1 영상은 10~200㎛ 정도의 미세한 사이즈의 홀을 검출하기 위한 것이고 제2 영상은 200㎛ 이상의 사이즈를 갖는 비교적 큰 홀을 검출하기 위한 것인 바, TH1은 상대적으로 작은 값으로 설정하고 TH2는 TH1보다 큰 값으로 설정한다. 예컨데, 라인 스캔 카메라(10)의 해상도가 8 비트(그레이 스케일 영상값 범위가 0~255)인 경우에 TH1은 50으로 설정하고, TH2는 100으로 설정할 수 있다.
오브젝트 면적 산출부(35)는 제1 이진화 처리부(33)에 전기적으로 연결되어, 제1 이진화 처리부(33)로부터 입력되는 이진화된 제1 영상에서 이진 영상값 "1"을 갖는 상호 연결된 화소들로 이루어진 오브젝트(object)의 면적을 산출한다.
세츄레이션 오브젝트 제거부(36)는 오브젝트 면적 산출부(35)와 전기적으로 연결되어, 이진화된 제1 영상에 포함된 오브젝트의 면적을 기준 설정치(A)와 비교하여 기준 설정치(A)보다 큰 면적을 갖는 오브젝트, 즉 세츄레이션되어 사이즈가 기준 설정치(A) 이상으로 커진 오브젝트 내에 존재하는 화소들(이진 영상값이 "1"임)의 이진 영상값을 "0"으로 변환함으로써, 이진화된 제1 영상에 포함된 세츄레이션된 오브젝트를 제거한다.
오아링부(37)는 제2 이진화 처리부(34) 및 세츄레이션 오브젝트 제거부(36)에 전기적으로 연결되어, 제2 이진화 처리부(34)로부터 입력되는 이진화된 제2 영상과 세츄레이션 오브젝트 제거부(36)로부터 입력되는 영상을 합성하여 홀 검출 영상을 생성한다.
디스플레이부(40)는 상기 오아링부(37)에 전기적으로 연결되어, 오아링부(37)로부터 입력되는 홀 검출 영상을 화면 상에 디스플레이한다.
이하, 전술한 장치를 이용한 본 발명에 따른 교차 광원을 이용한 홀 검출 방법을 도 3 내지 도 4 및 도 9를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 4 및 도 9를 참조하면, 광원(20)은 라인 스캔 카메라(10)의 홀수 번째 검출 주기(odd)에서는 제1 시간(T1) 동안 빛을 조사하고 라인 스캔 카메라(10)의 짝수 번째 검출 주기(even)에서는 제1 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T2) 동안 빛을 조사한다.
단계 S11에서는, 라인 스캔 카메라(10)에 의해 홀수 번째 검출 주기(odd)에 광원(20)으로부터 입사되는 빛과 짝수 번째 검출 주기에서 광원(20)으로부터 입사되는 빛이 교대로 검출되어 고감도의 라인 영상 및 저감도의 라인 영상이 교대로 생성된다.
그 다음, 단계 S12에서는 입력 버퍼(31)에 상기 라인 스캔 카메라(10)로부터 연속적으로 입력되는 라인 영상들이 순서대로 임시 저장된 후에, 미리 정해진 개수의 라인 영상들이 교차 영상 분리부(32)로 출력된다.
다음으로, 교차 영상 분리부(32)에 의해, 상기 입력 버퍼(31)로부터 입력되는 라인 영상들 중에서 홀수 번째 검출 주기에서 검출된 라인 영상들이 분리 및 재구성되어 고감도의 제1 영상이 생성되고, 짝수 번째 검출 주기에서 검출된 라인 영상들이 분리 및 재구성되어 저감도의 제2 영상이 생성된다.
다음으로, 단계 S13에서는 제1 이진화 처리부(33) 및 제2 이진화 처리부(34)에 의해 상기 교차 영상 분리부(32)로부터 입력되는 그레이 스케일의 제1 영상 및 제2 영상이 이진 영상으로 변환된다.
구체적으로, 제1 이진화 처리부(33)에 의해 상기 교차 영상 분리부(32)로부터 입력되는 그레이 스케일의 제1 영상이 상기 수학식 1에 따라서 이진 영상으로 변환되고, 제2 이진화 처리부(34)에 의해 상기 교차 영상 분리부(32)로부터 입력되는 그레이 스케일의 제2 영상이 상기 수학식 2에 따라서 이진 영상으로 변환된다.
다음으로, 단계 S14에서는, 오브젝트 면적 산출부(35)에 의해 상기 제1 이진화 처리부(33)로부터 입력되는 이진화된 제1 영상에 포함된 오브젝트의 면적이 산출된다.
다음으로, 단계 S15에서는, 세츄레이션 오브젝트 제거부(36)에 의해 상기 오브젝트 면적 산출부(35)로부터 입력되는 오브젝트의 면적과 기준 설정치(A)가 비교되어, 상기 기준 설정치(A)보다 큰 면적을 갖는 오브젝트, 즉 세츄레이션되어 기준 설정치(A) 이상으로 사이즈가 커진 오브젝트가 상기 이진화된 제1 영상으로부터 제거된다. 여기서, 상기 세츄레이션된 오브젝트의 제거하는 방법은 해당 오브젝트 내의 화소들(이진 영상값 "1"을 가짐)의 이진 영상값을 "0"으로 변환하는 방식으로 수행된다.
다음으로, 단계 S16에서는, 오아링부(37)에 의해 상기 제2 이진화 처리부(34)로부터 입력되는 이진화된 제2 영상과 세츄레이션 제거부(34)로부터 입력되는 세츄레이션 오브젝트가 제거된 이진화된 제1 영상이 합성되어 홀 검출 영상이 생성된다.
다음으로, 단계 S17에서는, 디스플레이부(40)에 의해 상기 오아링부(37)로부터 입력되는 홀 검출 영상이 화면상에 디스플레이된다.
본 발명에 따르면, 강판에 형성된 홀을 그 크기 및 위치에 관계없이 정확히 검출할 수 있다. 또한, 강판의 폭 변화 및 사행에 대비하여 별도의 추가 장비를 설치하지 않아도 되므로, 장비 설치 비용 및 정비 비용을 절감할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술 될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 라인 스캔 카메라
20 : 광원
30 : 신호 처리부
31 : 입력 버퍼
32 : 교차 영상 분리부
33,34 : 제1, 제2 이진화처리부
35 : 오브젝트 면적 산출부
36 : 세츄레이션 오브젝트 제거부
37 : 오아링부
40 : 디스플레이부

Claims (7)

  1. 강판(100)의 상측에 설치되며 일정한 주기로 입사되는 빛을 검출하여 라인 영상을 생성하는 라인 스캔 카메라(10);
    상기 강판(100)의 하측에 설치되며 상기 라인 스캔 카메라(10)의 검출 영역(E)에 빛을 조사하되, 상기 라인 스캔 카메라(10)의 홀수 번째 검출 주기에서는 제1 시간(T1) 동안 빛을 조사하고 상기 라인 스캔 카메라(10)의 짝수 번째 검출 주기에서는 제1 시간(T1)보다 짧은 제2 시간(T2) 동안 빛을 조사하는 광원(20);
    상기 라인 스캔 카메라(10)로부터 입력되는 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제1 영상을 생성하고 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을생성하고, 상기 제1 영상에 포함된 세츄레이션된 오브젝트를 제거하여 상기 제2 영상과 상기 세츄레이션된 오브젝트가 제거된 제1 영상을 합성하는 신호 처리부(30);및
    상기 신호 처리부(30)에 의해 합성된 영상을 화면상에 디스플레이하는 디스플레이부(40)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 라인 스캔 카메라(10)의 검출 주기는, 상기 강판(100)의 주행시 그 주행 방향으로의 상기 라인 스캔 카메라(10)의 검출 영역(E)의 길이를 L이라 할 때, 상기 강판(100)이 L/2만큼 주행하는데 소요되는 시간에 해당되는 것을 특징으로 하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 신호 처리부(30)는, 상기 라인 스캔 카메라(10)로부터 연속적으로 입력되는 라인 영상들을 임시 저장하는 입력 버퍼(31);
    상기 입력 버퍼(31)에 전기적으로 연결되어 상기 입력 버퍼(31)로부터 입력되는 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제1 영상을 생성하고 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을 생성하는 영상 분리부(32);
    상기 영상 분리부(32)로부터 입력되는 제1 영상을 이진화하는 제1 이진화 처리부(33);
    상기 영상 분리부(32)로부터 입력되는 제2 영상을 이진화하는 제2 이진화 처리부(34);
    상기 제1 이진화 처리부(33)로부터 입력되는 이진화된 제1 영상에서 이진 영상값 "1"을 갖는 상호 연결된 화소들로 이루어진 오브젝트들의 면적을 산출하는 오브젝트 면적 산출부(35);
    상기 이진화된 제1 영상에 포함되어 있는 오브젝트들 중 그 면적이 기준 설정치(A)보다 큰 오브젝트를 제거하는 세츄레이션 오브젝트 제거부(36); 및
    상기 세츄레이션 오브젝트 제거부(36)로부터 입력되는 영상과 상기 제2 이진화 처리부(32)로부터 입력되는 이진화된 제2 영상을 합성하는 오아링부(37)를 포함하는 것을 특징으로 하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제1 이진화 처리부(33) 및 상기 제2 이진화 처리부(34)는 각각의 임계값(TH1, TH2)을 기준으로 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상 내의 임의의 화소 위치에서 영상값이 임계값보다 큰 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "1"로 변환하고 임계값 이하인 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "0"으로 변환하며,
    상기 제1 이진화 처리부(31)의 임계값(TH1)은 상기 제2 이진화 처리부(32)의 임계값(TH2)보다 작은 것을 특징으로 하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치.
  5. 강판(100)의 상측에 설치되어 일정한 주기로 입사되는 빛을 검출하여 라인 영상을 생성하는 라인 스캔 카메라(10)와, 상기 강판(100)의 하측에 설치되어 상기 라인 스캔 카메라(10)의 검출 영역(E)에 빛을 조사하되 상기 라인 스캔 카메라(10)의 홀수 번째 검출 주기에서는 제1 시간 동안 빛을 조사하고 상기 라인 스캔 카메라(10)의 짝수 번째 검출 주기에서는 제1 시간보다 짧은 제2 시간 동안 빛을 조사하는 광원(20)을 이용한 홀 검출 방법에 있어서,
    상기 광원(20)으로부터의 빛이 상기 라인 스캔 카메라(10)에 의해 검출되어 라인 영상들이 생성되는 단계;
    상기 라인 스캔 카메라(10)에서 생성된 라인 영상들 중 상기 홀수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 영상 제1 영상을 생성하고, 상기 짝수 번째 검출 주기에서 생성된 라인 영상들을 분리 및 재배열하여 제2 영상을 생성하는 단계;
    상기 제1 영상 및 제2 영상을 이진화하는 단계; 및
    상기 이진화된 제1 영상에서 이진 영상값 "1"을 갖는 상호 연결된 화소들로 이루어진 오브젝트들 중 그 면적이 기준 설정치(A)보다 큰 세츄레이션된 오브젝트를 제거하는 단계;
    상기 세츄레이션된 오브젝트가 제거된 이진화된 제1 영상과 상기 이진화된 제2 영상을 합성하는 단계; 및
    상기 합성된 영상을 화면 상에 디스플레이하는 단계를 포함하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 방법.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제1 영상 및 제2 영상을 이진화하는 단계는 상기 제1 영상 또는 상기 제2 영상 내의 임의의 화소 위치(x,y)에서의 영상값이 각각의 임계값보다 큰 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "1"로 변환하고 임계값 이하인 경우에 해당 화소의 이진 영상값을 "0"으로 변환하는 방식으로 수행되며,
    상기 제1 영상의 이진화에 사용되는 임계값은 상기 제2 영상의 이진화에 사용되는 임계값보다 작은 것을 특징으로 하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 방법.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 세츄레이션된 오브젝트를 제거하는 단계는, 상기 세츄레이션된 오브젝트 내에 존재하는 화소들의 이진 영상값을 "0"으로 변환하는 방식으로 수행되는 것을 특징으로 하는 교차 광원을 이용한 홀 검출 방법.
KR1020110137387A 2011-12-19 2011-12-19 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법 KR101293547B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110137387A KR101293547B1 (ko) 2011-12-19 2011-12-19 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110137387A KR101293547B1 (ko) 2011-12-19 2011-12-19 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130070183A KR20130070183A (ko) 2013-06-27
KR101293547B1 true KR101293547B1 (ko) 2013-08-07

Family

ID=48865048

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110137387A KR101293547B1 (ko) 2011-12-19 2011-12-19 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101293547B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108759676B (zh) * 2018-07-12 2023-11-03 浙江大学 基于棋盘格的传动箱端面大尺寸形位公差检测装置与方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666534A (ja) * 1992-08-19 1994-03-08 Iwaki Electron Corp Ltd 半田付け外観検査方法
KR20040057729A (ko) * 2002-12-26 2004-07-02 주식회사 포스코 레이저 광원과 ａｐｄ 센서를 이용한 핀홀 검출기
JP2009139290A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Jfe Steel Corp ピンホール検出器

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0666534A (ja) * 1992-08-19 1994-03-08 Iwaki Electron Corp Ltd 半田付け外観検査方法
KR20040057729A (ko) * 2002-12-26 2004-07-02 주식회사 포스코 레이저 광원과 ａｐｄ 센서를 이용한 핀홀 검출기
JP2009139290A (ja) 2007-12-10 2009-06-25 Jfe Steel Corp ピンホール検出器

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130070183A (ko) 2013-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10791252B2 (en) Image monitoring device, image monitoring method, and recording medium
KR101913876B1 (ko) 이미지처리방법과 장치
CN102985957A (zh) 车辆周围监测装置
KR101577885B1 (ko) 화상 처리에 의한 트롤리선 마모 측정 장치
WO2019026457A1 (ja) 画像監視装置、画像監視方法、画像監視プログラムおよび記録媒体
KR101293547B1 (ko) 교차 광원을 이용한 홀 검출 장치 및 방법
KR101716111B1 (ko) 이물질 검출 시스템 및 방법
JP2010276538A (ja) 亀裂欠陥の検出方法
CN105787429A (zh) 采用机器视觉用于检查物体的方法和设备
JP2008041017A (ja) 監視システムおよび監視装置
JP6035124B2 (ja) 欠陥検査装置、及び欠陥検査方法
KR101293546B1 (ko) 듀얼 카메라를 이용한 홀 검출 장치 및 방법
JP3985385B2 (ja) 表面欠陥検出装置
JP5677120B2 (ja) 霧検出装置
JPH02266248A (ja) 異物検査方法
JP4863050B2 (ja) 色ムラ欠陥検査方法及び装置
JP2013114582A (ja) 物体検出装置
JP5945780B2 (ja) トロリ線照明反射光分布マップ作成方法及びその方法によるトロリ線摩耗測定装置
JP2861338B2 (ja) 光学式検査装置
KR101294967B1 (ko) 원형 선재의 표면 결함 검출 방법 및 장치
JP2008026072A (ja) 欠陥検査装置及び欠陥検査方法
JP2021043095A (ja) 磁粉探傷装置
JP5328196B2 (ja) Ｘ線異物検査装置
JPH0611315A (ja) レール断面摩耗測定装置
Čmiel et al. Real-time measurement of cardiomyocyte contraction and calcium transients using fast image processing algorithms

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160722

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170614

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190801

Year of fee payment: 7