KR101557271B1 - Method for detecting a circle-type object and approximating a substitute circle based on Image processing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카메라로 입력되는 검사 영상으로부터 원 형상의 객체를 검출하고, 그 원 형상에 대해 최적으로 근사되는 원을 재현할 수 있는 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a method of approximating a detection circle shape according to detection of an original shape in an image, and more particularly, to a system and method for detecting a circular object from a test image input by a camera, The present invention relates to a method of approximating a detection circle shape according to detection of an original shape in an image capable of reproducing an approximate circle, and a system therefor.
영상에서 원형물체 검출 기법들은 대부분 1962년 Hough가 제안한 Hough Transform(HT)에 기초하고 있다.Most of the circular object detection techniques are based on the Hough Transform (HT) proposed by Hough in 1962.
그 중 가장 최적화된 HT의 하나인 Randomized Hough Transform(RHT)은 Lei Xu에 의해 제안되었으며, RHT는 원형물체 검출을 위하 두 과정으로 나누어 수행한다.Randomized Hough Transform (RHT), one of the most optimized HTs, has been proposed by Lei Xu and RHT is divided into two processes for circular object detection.
먼저 임의의 세 점의 중점과 접선의 중점으로 원형 물체의 중심점을 추정하고 간소화된 원형물체 방정식으로부터 나머지 세 개의 변수를 결정하는 방법을 사용하고 있다.First, the center point of a circular object is estimated from the midpoint of arbitrary three points and the tangent line, and the remaining three variables are determined from the simplified circular object equation.
기존의 HT에서 원형물체 검출을 위해 사용되는 5차원 공간을 원형물체의 원점에 해당하는 2차원 공간과 나머지 변수들에 해당하는 3차원 공간으로 나눔으로써 저장 공간을 많이 감소시켰다. 그리고 검출하고자 하는 대상 화소를 선택할 때 임의의 화소를 선택하는 방법을 사용하여 계산 시간을 상당히 줄일 수 있다.In the conventional HT, the 5 - dimensional space used for circular object detection is divided into 2 - dimensional space corresponding to the origin of the circular object and 3 - dimensional space corresponding to the remaining variables, thereby reducing the storage space. Also, the calculation time can be significantly reduced by using a method of selecting an arbitrary pixel when selecting a target pixel to be detected.
허나, 영상에서 원형물체를 결정하기 위해 세 개의 에지 픽셀을 임의로 선택하기 때문에, 원형물체를 잘못 찾을 수 있으며, 전체 화소 수에 비례하는 수행시간을 가지며 원형물체의 개수를 정확하게 추정하지 못하는 문제점이 있다.
However, since three edge pixels are arbitrarily selected to determine a circular object in an image, there is a problem that a circular object can be erroneously found, the execution time is proportional to the total number of pixels, and the number of circular objects can not be accurately estimated .
이에 반면에, 본 발명은 영상처리 기법을 사용하여 신속하게 검출할 수 있을 뿐만 아니라, 검출된 원에 대해 최적인 원을 근사화시켜 추출할 수 있다.On the other hand, the present invention can not only rapidly detect an image using an image processing technique, but also can approximate a circle that is optimal for the detected circle and extract it.
이를 통해서, 광 섬유 연결 장치의 원 모양 또는, 이물을 검출하거나, 동전 검출 장비, 얼굴, 동공 형체 인식, 신호등 인식 등과 같이 원형 모양의 물체를 검출하는 것을 기초로 하는 모든 응용 분야에 적용할 수 있는 장점이 있다.
It can be applied to all applications based on detecting a circular shape or an object of an optical fiber connector or detecting a circular object such as a coin detecting device, face, pupil shape recognition, signal light recognition, There are advantages.
학술논문 "홍채 영역 분할을 위한 새로운 원 검출 알고리즘"에서는 임계값의 변경 없이 원둘레의 일부 정보를 이용하여 만들어진 원의 연립 방정식을 이용하여 전안부 영상에서의 홍채 영역을 효과적으로 검출할 수 있는 새로운 알고리즘을 개시하고 있다.
In this paper, we propose a new algorithm that can effectively detect iris regions in anterior segment images by using the simultaneous equations of circles made by using partial information of circumference without changing the threshold value. Lt; / RTI >
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 카메라로 입력되는 검사 영상으로부터 원 형상의 객체를 검출하고, 그 원 형상에 대해 최적으로 근사되는 원을 재현할 수 있는 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템을 제공함에 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems of the conventional art, and it is an object of the present invention to provide a method and apparatus for detecting a circular object from a test image input to a camera, A method of approximating a detection circle shape according to detection of a circular shape in an image that can be reproduced, and a system therefor.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법은, 카메라를 이용하여 획득한 검사 영상을 입력받은 영상 입력 단계(S100), 상기 영상 입력 단계(S100)에 의해 입력받은 상기 검사 영상에 포함된 잡음을 제거하기 위한, 영상 전처리(image pre-processing)를 수행하는 영상 전처리 단계(S200), 상기 영상 전처리 단계(S200)에 의해 전처리된 검사 영상에 대한 에지 필터링(edge filtering)을 수행하여 상기 검사 영상 내에 객체에 따른 경계를 검출하는 에지 검출 단계(S300), 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계를 기준으로, 초기 무게중심 좌표를 검출하는 초기 좌표 검출 단계(S400), 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계 좌표와 상기 초기 좌표 검출 단계(S400)에 의해 검출한 초기 무게중심 좌표를 이용하여, 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출하는 내부 좌표 검출 단계(S500), 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 내부 좌표를 이용하여, 원 형상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출하는 원 좌표 검출 단계(S600) 및 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 상기 원 좌표 검출 단계(S600)에 의해 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정하는 근사화 단계(S700)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.A method of approximating a detection circle shape according to an exemplary embodiment of the present invention includes an image input step (S100) in which a test image acquired using a camera is input, and an image input step (S100) An image preprocessing step (S200) for performing image pre-processing to remove noise included in the input test image, edge filtering (S200) for an inspection image preprocessed by the image preprocessing step (S200) edge detecting step S300 of detecting an edge of the object based on an edge of the object by performing edge filtering on the edge of the object, The boundary coordinate of the object detected by the edge detecting step S300 and the initial center-of-gravity coordinates detected by the initial coordinate detecting step S400 An inner coordinate detection step S500 of detecting an inner coordinate of the object surrounded by the boundary, a step of detecting an inner coordinate of the circle, and a step of detecting a center coordinate and a radius coordinate of the circular shape using the inner coordinate detected by the inner coordinate detection step S500. The inner coordinates of the object surrounded by the boundary detected by the coordinate detecting step S600 and the inner coordinate detecting step S500 and the coordinates of the center of the circle detected by the circular coordinate detecting step S600 And an approximation step (S700) of determining the coordinates of the center of the best approximated circle and the coordinates of the radius.
이 때, 상기 영상 전처리 단계(S200)는 상기 검사 영상의 밝기 값을 일정하게 하는 화소값 스케일링을 수행하는 스케일링 단계(S210) 및 상기 스케일링 단계(S210)에 의해 화소값 스케일링을 수행한 상기 검사 영상의 콘트라스트 조정을 수행하는 히스토그램 평활화 단계(S220)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.At this time, the image preprocessing step S200 includes a scaling step S210 for performing a pixel value scaling to make the brightness value of the inspection image constant, and a scaling step S210 for scaling a pixel value scaled by the scaling step S210. And a histogram smoothing step S220 for adjusting the contrast of the histogram.
더불어, 상기 에지 검출 단계(S300)는 양방향 필터(Bi-lateral Filter)를 이용하여 에지 필터링을 수행하며, 상기 검사 영상 내에 원 형상 객체에 따른 경계(edge)를 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the edge detection step S300 performs edge filtering using a bi-lateral filter, and detects a boundary in accordance with the circular object in the inspection image.
또한, 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)는 하기의 수학식을 이용하여 상기 검사 영상 내에 기설정된 좌표에 의한 직선을 결정한 후, 상기 직선 좌표와 겹치는 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계 좌표를 이용하여, 상기 직선 좌표와 겹치는 객체의 경계 좌표와 상기 초기 무게중심 좌표 간의 거리 정보를 산출하여 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출하는 것을 특징으로 한다.In addition, the inner coordinate detection step S500 may determine a straight line according to a predetermined coordinate in the inspection image using the following equation, and then calculate the inner coordinate of the object detected by the edge detection step S300 The boundary coordinates between the boundary coordinates of the object overlapping the linear coordinates and the initial center-of-gravity coordinates are calculated using the boundary coordinates, and the inner coordinates of the object surrounded by the boundary are detected.
즉, 상기 검사 영상 내에 좌표 (p,q), (xe, ye)로 만들어지는 직선은 하기의 수학식과 같다.That is, a straight line formed by the coordinates (p, q), (x e , y e ) in the inspection image is expressed by the following equation.
여기서, (p,q), (xe, ye)는 기설정된 임의의 좌표임.Here, (p, q), (x e , y e ) are predetermined coordinates.
더 나아가, 상기 근사화 단계(S700)는 하기의 수학식을 이용하여 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 상기 원 좌표 검출 단계(S600)에 의해 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표 간의 교집합이 최대화되고, 차집합이 최소화되도록 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정하는 것을 특징으로 한다.Further, the approximation step S700 may further include an inner coordinate of the object surrounded by the boundary detected by the inner coordinate detecting step S500 and an inner coordinate of the object detected by the circular coordinate detecting step S600 The intersection between the center coordinates of the circular shape and the radial coordinates is maximized, and the coordinates of the center and the radius of the circle of the optimal approximation are determined so as to minimize the difference set.
여기서, n(A)는 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표,Here, n (A) is the inner coordinate of the object surrounded by the boundary,
n(B)는 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표,n (B) is the center coordinate of the detected circular shape, the radial coordinate,
S는 차집합의 최소의 값 임.
S is the minimum value of the difference set.
본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 시스템은, 카메라로부터 검사 영상을 입력받아 전달하는 영상 입력부(100), 상기 영상 입력부(100)로부터 전달받은 상기 검사 영상에 영상 처리를 수행하여 상기 검사 영상 내에 존재하는 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표를 검출하는 영상 보정부(200) 및 상기 영상 보정부(200)에서 검출한 원 형상의 중심 좌표, 반지름 좌표와 상기 영상 보정부(200)에서 검출한 상기 검사 영상 내에 존재하는 객체의 내부 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정하는 근사 원 판단부(300)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The system for approximating a detection circular shape according to an in-image circle detection according to an embodiment of the present invention includes an image input unit 100 for receiving and transmitting an inspection image from a camera, An image correction unit 200 for detecting center coordinates and radius coordinates of a circular shape existing in the inspection image by performing image processing, and an image correction unit 200 for detecting a center coordinate and a radius coordinate of the circular shape detected by the image correction unit 200, And an approximate circle determining unit (300) for determining center coordinates and radius coordinates of the best approximated circle using the inner coordinates of the object existing in the inspection image detected by the correction unit (200) do.
이 때, 상기 영상 보정부(200)는 상기 영상 입력부(100)로부터 전달받은 상기 검사 영상에 포함된 잡음을 제거하기 위한 영상 전처리(image pro-processing)를 수행하는 영상 전처리부(210), 상기 영상 전처리부(210)에 의해 영상 전처리된 검사 영상에 대한 에지 필터링(edge filtering)을 수행하여 상기 검사 영상 내에 객체에 따른 경계를 검출하는 에지 검출부(220) 및 상기 에지 검출부(220)에 의해 검출한 객체의 경계를 기준으로 초기 무게 중심 좌표를 검출하고, 상기 검출한 객체의 경계 좌표와 상기 초기 무게중심 좌표를 이용하여 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출하고, 검출한 내부 좌표를 이용하여 원 형상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출하는 좌표 검출부(230)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.The image correcting unit 200 includes an image preprocessing
또한, 상기 근사 원 판단부(300)는 상기 좌표 검출부(230)에서 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 원 형상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출하는 것을 특징으로 한다.
Also, the approximate circle determination unit 300 uses the inner coordinates of the object surrounded by the boundary detected by the
상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템은 카메라로 입력되는 검사 영상으로부터 원 형상의 객체를 검출하고, 그 원 형상에 대해 최적으로 근사되는 원을 재현할 수 있는 방법 및 이를 위한 시스템에 관한 것이다.A method and an apparatus for approximating a shape of a detection circle according to the present invention detect an original shape in an image and detect a circular shape object from the inspection image input to the camera, And a system for the same.
이를 통해서, 원 형상의 장비에 대하여 영상처리 기법에 의해 원 형상을 용이하게 검출할 수 있으며, 이 원에 가장 최적으로 맞는 원으로 근사화할 수 있는 효과가 있다.Through this, it is possible to easily detect the circular shape by the image processing technique on the circular equipment, and the effect can be approximated to the circle that is the most suitable for this circle.
이를 통해서, 광 섬유 연경 장치의 원 형상 검출 및 이물 검출, 동전 검출 장비, 얼굴, 동공 형체 인식, 신호등 인식 등과 같이 원 형상의 객체를 검출하는 것을 기초로 해서 수행되는 모든 응용 분야에 적용될 수 있으며,Accordingly, the present invention can be applied to all applications based on detection of circular objects such as circular shape detection and foreign object detection of an optical fiber softening device, coin detection device, face, pupil shape recognition, signal light recognition,
실영상을 통해서 얻어진 원 형상의 객체를 검출하여 컴퓨터 그래픽 등으로 인위적인 근사화된 원으로 재현할 수 있는 장치 등에도 활용 가능한 장점이 있다.
There is an advantage that it is applicable to a device that can detect a circular object obtained through a real image and reproduce it as an artificially approximated circle by computer graphics or the like.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 시스템을 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템에서 원 형상의 경계를 검출한 후, 원 형상의 중심 좌표를 찾는 예시도이다.FIG. 1 is a flowchart illustrating a method of approximating a detection circle shape according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
2 is a block diagram of a system for approximating a detection circle shape according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a diagram for explaining a method of approximating a detection circular shape according to an embodiment of the present invention and detecting a circular boundary in a system therefor, and then searching for a center coordinate of a circular shape.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a method of approximating a detection circle shape according to the detection of an original shape in an image and a system therefor will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following drawings are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the following drawings, but may be embodied in other forms. In addition, like reference numerals designate like elements throughout the specification.
이 때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.In this case, unless otherwise defined, technical terms and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. In the following description and the accompanying drawings, A description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the description of the present invention will be omitted.
더불어, 시스템은 필요한 기능을 수행하기 위하여 조직화되고 규칙적으로 상호 작용하는 장치, 기구 및 수단 등을 포함하는 구성 요소들의 집합을 의미한다.
In addition, a system refers to a collection of components, including devices, mechanisms, and means that are organized and regularly interact to perform the required function.
본 발명의 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템은 검사 영상을 입력받는 기술, 입력된 검사 영상에 대해 잡음을 줄이기 위한 전처리 기술, 검사 영상에서 에지(물체의 경계, edge)를 추출하는 기술, 추출한 에지의 좌표값들을 이용하여 원의 초기 중심 좌표를 검출하는 기술, 원의 중심좌표에서 최적인 반지름을 검출하는 기술, 원의 중심과 반지름을 이용하여 최적으로 근사화되는 원을 찾는 기술을 이용한다.
A method for approximating a detection circular shape according to the present invention is a technique for inputting an inspection image, a preprocessing technique for reducing noise on an input inspection image, an edge (boundary of an object, edge detection technique for detecting the center coordinates of the circle using the coordinates of the extracted edges, a technique for detecting the optimal radius in the center coordinates of the circle, a technique for approximating the optimal center using the center and radius of the circle Use technology to find the circle.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 방법에 대해 나타낸 순서도이다. 도 1을 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 방법을 상세히 설명한다.
1 is a flowchart illustrating a method of approximating a detection original image according to an original image detection in an image according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a method of approximating a source image according to an original image detection according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
이에 앞서서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 시스템에 대한 구성도이며, 도 2를 참조로 하여 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 방법을 위한 시스템을 상세히 설명한다.
FIG. 2 is a block diagram of a system for approximating a source image according to an original image detection according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, A system for a method of approximating a source image according to an image detection will be described in detail.
본 발명의 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 시스템은 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 입력부(100), 영상 보정부(200) 및 근사 원 판단부(300)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the system for approximating the original image according to the original image detection of the present invention includes an image input unit 100, an image correction unit 200, and an approximate circle determination unit 300 .
상기 영상 입력부(100)는 미리 구비되어 있는 또는, 관리자가 소지하고 있는 단말기에 포함되어 있는 카메라로부터 검사 영상을 입력받을 수 있으며, 상기 검사 영상을 상기 영상 보정부(200)로 전달할 수 있다.
The image input unit 100 may receive a test image from a camera that is provided in advance or is included in a terminal held by a manager, and may transmit the test image to the image correcting unit 200.
상기 영상 보정부(200)는 상기 영상 입력부(100)로부터 전달받은 상기 검사 영상에 영상 처리를 수행하여, 상기 검사 영상 내에 존재하는 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표를 검출할 수 있다.The image correcting unit 200 may perform image processing on the inspection image transmitted from the image input unit 100 to detect a center coordinate and a radius coordinate of a circle existing in the inspection image.
좀 더 자세히 알아보자면,To be more specific,
상기 영상 보정부(200)는 도 2에 도시된 바와 같이, 영상 전처리부(210), 에지 검출부(220) 및 좌표 검출부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIG. 2, the image correction unit 200 may include an image preprocessing
상기 영상 전처리부(210)는 상기 영상 입력부(100)로부터 전달받은 t아기 검사 영상에 포함된 잡음을 제거하기 위한 영상 전처리(image pro-processing)를 수행할 수 있으며,The image preprocessing
상기 에지 검출부(220)는 상기 영상 전처리부(210)에 의해 전처리된 상기 검사 영상에 대한 에지 필터링(edge filtering)을 수행하여 상기 검사 영상 내에 객체에 따른 경계를 검출할 수 있다.The
상기 좌표 검출부(230)는 상기 에지 검출부(220)에 의해 검출한 객체의 경계를 기준으로, 초기 무게중심 좌표를 검출하고,The
상기 검출한 객체의 경계 좌표과 상기 초기 무게중심 좌표를 이용하여 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출하고,Detecting inner coordinates of an object surrounded by the boundary using the boundary coordinates of the detected object and the initial center-of-gravity coordinates,
검출한 내부 좌표를 이용하여 원 현상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출할 수 있다.
The center coordinates and the radial coordinates of the circular phenomenon can be detected using the detected inner coordinates.
상기 근사 원 판단부(300)는 상기 영상 보정부(200)에서 검출한 원 형상의 중심 좌표, 반지름 좌표와 상기 영상 보정부(200)에서 검출한 상기 검사 영상 내에 존재하는 객체의 내부 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정할 수 있다.The approximate circle determination unit 300 uses the coordinates of the center coordinates and radius coordinates of the original shape detected by the image correction unit 200 and the internal coordinates of the objects existing in the inspection image detected by the image correction unit 200 To determine the center coordinates and radius coordinates of the best approximated circle.
다시 말하자면, 상기 근사 원 판단부(300)는 상기 좌표 검출부(230)에서 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 원 현상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출할 수 있다.
In other words, the approximate circle determination unit 300 uses the inner coordinates of the object surrounded by the boundary detected by the
상기 영상 입력부(100), 영상 보정부(200) 및 근사 원 판단부(300)에서 수행하는 각 동작은 하기의 본 발명의 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 방법을 통해서 자세히 설명한다.Each of the operations performed by the image input unit 100, the image correction unit 200, and the approximate circle determination unit 300 will be described in detail below with reference to a method of approximating a source image according to the present invention's original image detection .
본 발명의 영상 내 원 영상 검출에 따른 검출 원 영상의 근사화 방법은 도 1에 도시된 바와 같이, 영상 입력 단계(S100), 영상 전처리 단계(S200), 에지 검출 단계(S300), 초기 좌표 검출 단계(S400), 내부 좌표 검출 단계(S500), 원 좌표 검출 단계(S600) 및 근사화 단계(S700)로 이루어질 수 있다.
As shown in FIG. 1, a method of approximating a source image according to the present invention includes an image input step S100, an image preprocessing step S200, an edge detection step S300, (S400), an inner coordinate detection step (S500), a circular coordinate detection step (S600) and an approximation step (S700).
각 단계에 대해서 자세히 알아보자면,To learn more about each step,
상기 영상 입력 단계(S100)는 상기 영상 입력부(100)에서 카메라를 이용하여 획득한 검사 영상을 입력받을 수 있다.The image input step S100 may receive a test image acquired by the image input unit 100 using a camera.
상기 검사 영상은 카메라로부터 입력된 영상의 캡쳐 정지 영상 또는, 동영상의 한 개의 프레임을 의미한다.The inspection image means a captured still image of an image input from a camera or one frame of a moving image.
이 때, 입력된 상기 검사 영상은 조명과 주위 환경에 따라 밝기의 최대값과 최소값이 상이하므로, 이를 일정하게 하기 위하여 최대값과 최소값으로 조정할 필요가 있다.At this time, since the maximum value and the minimum value of the brightness are different according to the illumination and the surrounding environment, it is necessary to adjust the maximum value and the minimum value to be constant.
이를 위해서, 상기 영상 보정부(200)에서 상기 영상 전처리 단계(S200)를 수행할 수 있다.
In order to do so, the image correcting unit 200 may perform the image preprocessing step S200.
상기 영상 전처리 단계(S200)는 상기 영상 입력 단계(S100)에 의해 입력받은 상기 검사 영상에 포함된 잡음을 제거하기 위한, 영상 전처리(image pro=processing)를 수행할 수 있다.The image preprocessing step S200 may perform image preprocessing to remove noise included in the inspection image input by the image input step S100.
상기 영상 전처리 단계(S200)는 스케일링 단계(S210) 및 히스토그램 평활화 단계(S220)로 이루어질 수 있다.The image preprocessing step S200 may include a scaling step S210 and a histogram smoothing step S220.
상기 스케일링 단계(S210)는 상기 검사 영상의 밝기 값을 일정하게 하기 위하여, 화소값 스케일링을 수행할 수 있다.The scaling step (S210) may perform pixel value scaling to make the brightness value of the inspection image constant.
자세하게는, 상기 검사 영상의 밝기의 최대값과 최소값을 조정하기 위하여 하기의 수학식 1을 적용하여 화소값 스케일링을 수행할 수 있다.
In detail, pixel value scaling can be performed by applying Equation (1) below to adjust the maximum value and minimum value of the brightness of the inspection image.
여기서, I(i, j)는 임의의 공간 위치(i, j)에서의 상기 검사 영상의 밝기 값을 의미하고,Here, I (i, j) means a brightness value of the inspection image at an arbitrary spatial position (i, j)
Imax와 Imin은 상기 검사 영상의 밝기 값의 최대값과 최소값을 의미하며,I max and I min mean the maximum value and the minimum value of the brightness value of the inspection image,
L은 화소값의 단계수 (8비트 영상인 경우 L=256임.)를 의미한다.
L is the number of stages of the pixel value (L = 256 in case of 8-bit image).
이 때, 상기 수학식 1을 통한 상기 스케일링 단계(S210)를 수행하여 화소값 스케일 변화를 수행하더라도, 시각적으로 품질은 개선되지 않기 때문에, 화소값의 범위를 넓은 고대비(high contrast)를 얻고 시각적인 질을 개선하기 위하여, 상기 히스토그램 평활화 단계(S220)를 수행할 수 있다.
In this case, even if the pixel value scale change is performed by performing the scaling step S210 through Equation (1), since the quality is not visually improved, the range of the pixel value is obtained as a wide high contrast, In order to improve the quality of the image, the histogram smoothing step S220 may be performed.
상기 히스토그램 평활화 단계(S220)는 상기 스케일링 단계(S210)에 의해 화소값 스케일링을 수행한 상기 검사 영상의 콘트라스트(contrast) 조정을 수행할 수 있다.The histogram smoothing step S220 may perform contrast adjustment of the inspection image that has been scaled by the scaling step S210.
상기 히스토그램 평활화 단계(S220)는 화소값의 범위를 넓은 고대비를 얻고 시각적인 질을 개선하기 위하여, 밝기 값의 균일한 분포 밀도를 갖도록 한다.The histogram smoothing step S220 may have a uniform distribution density of brightness values in order to obtain wide high contrast and improve visual quality.
즉, 하기의 수학식 2와 같이, 상기 검사 영상의 화소값을 대응시킬 수 있다.
That is, the pixel value of the inspection image can be matched as shown in Equation (2).
여기서, N은 전체 화소 개수이며,Here, N is the total number of pixels,
nj는 화소값 j의 개수를 의미한다.
n j denotes the number of pixel values j.
상기 에지 검출 단계(S300)는 상기 영상 보정부(200)에서 상기 영상 전처리 단계(S200), 즉, 상기 스케일링 단계(S210) 및 히스토그램 평활화 단계(S220)에 의해 전처리된 검사 영상에 대한 에지 필터링(edge filtering)을 수행하여 상기 검사 영상 내에 객체에 따른 경계를 검출할 수 있다.The edge detection step S300 may include edge filtering for the test image pre-processed by the image preprocessing step S200, i.e., the scaling step S210 and the histogram smoothing step S220, edge filtering may be performed to detect boundaries according to objects in the inspection image.
상기 에지 검출 단계(S300)는 양방향 필터(Bi-lateral Filter)를 이용하여 에지 필터링을 수행하며, 상기 검사 영상 내에 원 형상 객체에 따른 경계(edge)를 검출할 수 있다.The edge detection step S300 may perform edge filtering using a bidirectional filter, and may detect an edge of the original object in the inspection image.
자세히 알아보자면,More specifically,
상기 에지 검출 단계(S300)는 상기 검사 영상 내에 포함되어 있는 원 형상 객체의 에지를 검출하는데 용이하기 위하여, 양방향 필터를 통과시켜 에지를 잘 보존하고 원형을 검출할 수 있다.The edge detection step S300 may pass the bidirectional filter to easily detect the edge of the circular object included in the inspection image, and to detect the circular shape well.
이 때, 상기 에지 검출 단계(S300)는 하기의 수학식 3을 이용하여 양방향 필터링에 의한 상기 검사 영상 내의 원 형상 객체의 에지 검출을 수행할 수 있다.
In this case, the edge detection step S300 may perform edge detection of the circular object in the inspection image by bidirectional filtering using Equation (3).
여기서, 이며,here, Lt;
이며, Lt;
이며, Lt;
P1과 P2는 양방향 필터의 탭 크기를 의미하며,P1 and P2 denote the tap size of the bidirectional filter,
는 커널의 중앙으로부터 떨어진 화소의 거리의 가중평균을 위한 가우시안 함수의 표준편차이고, Is the standard deviation of the Gaussian function for the weighted average of the distances of the pixels away from the center of the kernel,
는 화소값의 가중평균을 위한 가우시안 함수의 표준편차이다.
Is the standard deviation of the Gaussian function for the weighted average of pixel values.
다시 말하자면, 상기 에지 검출 단계(S300)는 양방향 필터링에 의해 상기 검사 영상 내에 객체의 에지 검출을 수행할 수 있다.In other words, the edge detection step S300 may perform edge detection of an object in the inspection image by bidirectional filtering.
이를 위한 에지 필터링 동작은 다음과 같으며,The edge filtering operation is as follows,
소벨(Sobel) 연산자를 사용하여 그래디언트 벡터의 크기를 계산하고,Use the Sobel operator to calculate the size of the gradient vector,
가느다란 에지를 얻기 위해 3ㅧ3 창을 사용하여 그래디언트 벡터 방향에서 그래디언트 크기가 최대값 인 것만을 남기고 나머지는 0으로 억제하고,To get a slender edge, use the 3x3 window to keep the gradient size at the maximum value in the gradient vector direction and keep the remainder to 0,
연결된 에지를 얻기 위하여 두 개의 임계값을 사용하여, 높은 값의 임계값을 통해 그래디언트 방향에서 낮은 임계값이 나올 때까지 추적하여 에지를 연결하는 히스테리시스 임계값 방식을 사용할 수 있다.
Using the two thresholds to get connected edges, we can use a hysteresis threshold scheme that traces edges until a low threshold is reached in the gradient direction with a high threshold value.
상기 초기 좌표 검출 단계(S400)는 상기 영상 처리부(200)에서 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계를 기준으로, 초기 무게중심 좌표를 검출할 수 있다.The initial coordinate detection step S400 may detect the initial center-of-gravity coordinates based on the boundary of the object detected by the edge detection step S300 in the image processing unit 200. [
즉, 상기 에지 검출 단계(S300)에서 검출한 에지는 연결된 시퀀스 형태로 검출되며, 연결된 에지를 표현하기 위해 사용되는 좌표의 개수가 M개 라고 가정할 경우, 하기의 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다.
That is, the edge detected in the edge detection step S300 is detected in the form of a connected sequence, and if it is assumed that the number of coordinates used to represent the connected edge is M, the edge can be expressed by the following equation (4) .
상기의 수학식 4와 같이 구해진 에지의 좌표를 이용하여 검출한 초기 무게중심 좌표(xe, ye)는 하기의 수학식 5와 같이 나타낼 수 있다.
The initial center-of-gravity coordinates (x e , y e ) detected using the coordinates of the edge as shown in Equation (4) can be expressed by Equation (5).
상기 초기 좌표 검출 단계(S400)에 의해 초기 무게중심 좌표가 결정되면, 에지로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표 집합을 구하기 위해 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)를 수행할 수 있다.
If the initial gravity center coordinate is determined by the initial coordinate detection step S400, the internal coordinate detection step S500 may be performed to obtain an internal coordinate set for the object surrounded by the edge.
상기 내부 좌표 검출 단계(S500)는 상기 영상 처리부(200)에서 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계 좌표와 상기 초기 좌표 검출 단계(S400)에 의해 검출한 초기 무게중심 좌표를 이용하여, 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출할 수 있다.The inner coordinate detection step S500 may be performed by using the boundary coordinates of the object detected by the edge detection step S300 and the initial center-of-gravity coordinates detected by the initial coordinate detection step S400 in the image processing unit 200 To detect the inner coordinates of the object surrounded by the boundary.
즉, 하기의 수학식 6을 이용하여 상기 검사 영상 내에 미리 설정된 좌표에 의한 직선을 결정한 후, 상기 직선 좌표와 겹치는 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계 좌표를 이용하여, 상기 직선 좌표와 겹치는 객체의 경계 좌표와 상기 초기 무게중심 좌표 간의 거리 정보를 산ㄴ출하여 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출할 수 있다.
That is, after determining a straight line according to coordinates previously set in the inspection image using Equation (6) below, using the boundary coordinates of the object detected by the edge detection step (S300) overlapping with the straight line coordinate, The distance between the boundary coordinates of the object overlapping the coordinates and the initial center-of-gravity coordinates is calculated, and the inner coordinates of the object surrounded by the boundary can be detected.
다시 말하자면, 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)는 상기 검사 영상 내에 임의로 주어진 좌표(p, q)와 (xe, ye)로 만들어지는 직선을 산출할 수 있다.
In other words, the inner coordinate detection step S500 may calculate a straight line made up of coordinates (p, q) and (x e , y e ) arbitrarily given in the inspection image.
상기 수학식 6을 통해서 구해진 직선 위에 있는 모든 점들의 좌표를 F라고 하면, F에 포함되면서 동시에 에지 좌표에 포함되는 경우를 고려함으로써, 에지에 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출할 수 있다.If the coordinates of all the points on the straight line obtained through Equation (6) are denoted by F, it is possible to detect the inner coordinates of the object surrounded by the edges by taking into consideration the case of being included in F and included in the edge coordinates at the same time.
이에 따라, 상기 검사 영상의 좌표들을 스캔하면서 무게중심과의 거리를 측정하고, 미리 주어진 좌표(p, q)와 무게중심 좌표(xe, ye)가 이루는 직선을 산출할 수 있으며,Accordingly, it is possible to calculate a straight line between the coordinates (p, q) and the center of gravity coordinates (x e , y e ) given beforehand by measuring the distances to the center of gravity while scanning the coordinates of the inspection image,
그 직선 위에 있는 에지 좌표를 구하고,The edge coordinates on the straight line are obtained,
직선 위에 있는 에지 좌표와 무게중심 좌표와의 거리를 산출함으로써, 에지로 둘러싸인 객체의 내부 좌표들의 집합을 다음의 수학식 7로 정의할 수 있다.
By calculating the distance between the edge coordinates on the straight line and the coordinates of the center of gravity, the set of internal coordinates of the object surrounded by the edge can be defined by the following equation (7).
에지로 둘러싸인 객체의 내부 좌표가 결정된 후, 원 형상 및 원 형상 내부의 좌표를 결정하는 과정, 즉, 상기 원 좌표 검출 단계(S600)가 요구된다.
After the inner coordinates of the object surrounded by the edge are determined, a process of determining the coordinates inside the circular shape and the circular shape, i.e., the circular coordinate detection step (S600) is required.
상기 원 좌표 검출 단계(S600)는 상기 영상 처리부(200)에서 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 내부 좌표를 이용하여, 원 현상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출할 수 있다.
The circular coordinate detection step S600 can detect the center coordinates and the radial coordinate of the circular motion using the inner coordinates detected by the inner coordinate detection step S500 in the image processing unit 200. [
다시 말하자면, 상기 원 좌표 검출 단계(S600)는 원 형상의 중심좌표는 상기의 수학식 5와 수학식 6을 통해서 검출된 좌표를 원 형상의 초기 중심좌표(xe(0), ye(0))로 고려한다.In other words, the original coordinate detection step (S600) is the initial center coordinate (x e (0) of the detection coordinates the coordinates of the center of the circle-shaped through the above expression (5) and equation (6) circular-shaped, y e (0 )).
xe(0) = xe, ye(0)=ye 이며,x e (0) = x e , y e (0) = y e ,
원 형상의 초기 반지름은 다음의 수학식 8과 같이 결정할 수 있다.
The initial radius of the circular shape can be determined by the following equation (8).
이를 이용하여, 원 형상의 내부 좌표로 이루어진 점들의 집합을 다음의 수학식 9와 같이 결정할 수 있다.
Using this, the set of points made up of the circular inner coordinates can be determined as shown in Equation (9).
원과 원의 내부 좌표들이 결정되면, 상기 근사 원 추출부(300)에서는 상기 근사화 단계(S700)를 통해서, 에지를 최적으로 근사화하는 원을 찾을 수 있다.If the inner coordinates of the circle and the circle are determined, the approximate circle extractor 300 can find a circle that optimally approximates the edge through the approximation step S700.
상기 근사화 단계(S700)는 상기 내부 좌표 검출 단계(s500)에 의해 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 상기 원 좌표 검출 단계(S600)에 의해 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정할 수 있다.
In the approximating step S700, the inner coordinates of the object surrounded by the boundary detected by the inner coordinate detecting step s500 and the center coordinates and the radial coordinates of the circular shape detected by the circular coordinate detecting step S600 are used To determine the center coordinates and radius coordinates of the best approximated circle.
자세하게는, 하기의 수학식 10을 이용하여 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 상기 원 좌표 검출 단계(S600)에 의해 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표 간의 교집합이 최대화되고, 차집합이 최소화되도록 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정할 수 있다.More specifically, the inner coordinates of the object surrounded by the boundary detected by the inner coordinate detecting step (S500) and the center coordinates of the circle detected by the circular coordinate detecting step (S600) are calculated using the following equation (10) The intersection between the radial coordinates is maximized, and the center and radial coordinates of the best approximated circle can be determined so that the difference set is minimized.
여기서, 최적으로 근사화 가능한 점의 좌표를 구하기 위해 에지로 둘러싸인 원 형상의 객체 내부의 좌표의 개수는 n(A)로 표시하고, 원 내부의 좌표의 개수는 n(B)로 표시할 수 있으며, 이 값들은 상기의 수학식 7과 수학식 9를 각각 만족하는 화소의 개수로 나타낼 수 있다.Here, in order to obtain the coordinates of the points that can be optimally approximated, the number of coordinates inside the circle-shaped object surrounded by the edges is denoted by n (A), the number of coordinates within the circle can be denoted by n (B) These values can be expressed by the number of pixels satisfying the above equations (7) and (9), respectively.
또한, 집합 A와 집합 B의 교집합으로 이루어지는 공통된 좌표들의 개수는 n(A∩B)로 표시할 수 있다.Also, the number of common coordinates formed by intersection of set A and set B can be expressed as n (A∩B).
이를 이용한 초기의 비용(cost)을 다음과 같이 나타낼 수 있다.
The initial cost using this can be expressed as follows.
상기 수학식 10은 에지로 표현되는 원 형상의 내부 좌표와 근사화되는 원으로 표현되는 내부 좌표와의 차집합이 최소가 되도록 비를 결정하는 것으로서,Equation (10) determines the ratio such that the difference between the inner coordinates represented by the edges and the inner coordinates expressed by the circles approximated to each other is minimized.
초기에 결정된 원 형상의 중심좌표와 반지름을 일정 범위 내에서 가변하게 되면, 즉, 와 같이 변화될 경우,If the initially determined center coordinates and radius of the circular shape are varied within a certain range, that is, If it changes,
상기의 수학식 10에 의해 결정되는 최소값 S을 산출할 수 있다.The minimum value S determined by Equation (10) can be calculated.
최소값 S를 이용하여, 구해지는 가변량을 라고 표현할 경우, 최적으로 근사화되는 원의 중심좌표 및 반지름 좌표는 하기의 수학식 11과 같이 나타낼 수 있다.
The minimum value S is used to calculate the variable amount , The coordinates of the center and the radius of the circle that are optimally approximated can be expressed by Equation (11) below.
즉, 다시 말하자면, 본 발명의 일 실시예에 따른 영상 내 원 현상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법 및 이를 위한 시스템은, 디지털 영상 내에 존재하는 물체들 중에서 원 형상을 검출하고, 검출된 원 형상에 대해 최적으로 근사화되는 원을 용이하게 그릴 수 있다.That is, in other words, a method of approximating a detection circular shape according to an embodiment of the present invention and a system therefor, detects a circular shape among objects existing in a digital image, Can be easily drawn.
더불어, 원형 소자의 단면을 촬영한 영상을 카메라로부터 입력받아, 미리 설정되어 있는 영상처리 기법을 통하여 원 형상을 검출하고, 이에 포함되어 있는 많은 잡음을 제거하여 잡음에 효과적인 원 검출에 대한 알고리즘을 생성할 수 있다.In addition, an image of a cross-section of a circular device is input from a camera, a circular shape is detected through a predetermined image processing technique, and a lot of noise included therein is removed to generate an algorithm for circular detection can do.
또한, 검출된 원 형상에 가장 최적으로 대응되는 근사 원의 중심과 반지름을 찾음으로써, 최적의 대체 근사 원을 그리는 알고리즘 또한 용이하게 생성할 수 있다.
In addition, by finding the center and the radius of the approximate circle most corresponding to the detected circle shape, an algorithm for drawing an optimal approximate circle can be easily generated.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것 일 뿐, 본 발명은 상기의 일 실시예에 한정되는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto by those skilled in the art to which the present invention pertains.
따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허 청구 범위뿐 아니라 이 특허 청구 범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .
100 : 영상 입력부
200 : 영상 처리부
300 : 근사 원 판단부100:
200:
300: Approximate circle determining unit
Claims (8)
상기 영상 입력 단계(S100)에 의해 입력받은 상기 검사 영상에 포함된 잡음을 제거하기 위한, 영상 전처리(image pre-processing)를 수행하는 영상 전처리 단계(S200);
상기 영상 전처리 단계(S200)에 의해 전처리된 검사 영상에 대한 에지 필터링(edge filtering)을 수행하여 상기 검사 영상 내에 객체에 따른 경계를 검출하는 에지 검출 단계(S300);
상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계를 기준으로, 초기 무게중심 좌표를 검출하는 초기 좌표 검출 단계(S400);
상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계 좌표와 상기 초기 좌표 검출 단계(S400)에 의해 검출한 초기 무게중심 좌표를 이용하여, 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출하는 내부 좌표 검출 단계(S500);
상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 내부 좌표를 이용하여, 원 형상의 중심좌표 및 반지름 좌표를 검출하는 원 좌표 검출 단계(S600); 및
상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 상기 원 좌표 검출 단계(S600)에 의해 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표를 이용하여, 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정하는 근사화 단계(S700);
로 이루어지며,
상기 내부 좌표 검출 단계(S500)는
하기의 수학식을 이용하여 상기 검사 영상 내에 기설정된 좌표에 의한 직선을 결정한 후,
상기 직선 좌표와 겹치는 상기 에지 검출 단계(S300)에 의해 검출한 객체의 경계 좌표를 이용하여, 상기 직선 좌표와 겹치는 객체의 경계 좌표와 상기 초기 무게중심 좌표 간의 거리 정보를 산출하여 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법.
여기서, (p,q), (xe, ye)는 기설정된 임의의 좌표임.
An image input step (S100) in which a test image acquired using a camera is input;
An image preprocessing step (S200) for performing image pre-processing to remove noise included in the inspection image input by the image input step (S100);
An edge detection step (S300) of performing edge filtering on the inspection image preprocessed by the image preprocessing step (S200) to detect a boundary according to the object in the inspection image;
An initial coordinate detecting step (S400) of detecting an initial center-of-gravity coordinate based on a boundary of the object detected by the edge detecting step (S300);
An inner coordinate detection unit for detecting an inner coordinate of an object surrounded by the boundary using the boundary coordinates of the object detected by the edge detection step (S300) and the initial center-of-gravity coordinates detected by the initial coordinate detection step (S400) Step S500;
A circular coordinate detection step (S600) of detecting a center coordinate and a radius coordinate of the circular shape using the inner coordinate detected by the inner coordinate detection step (S500); And
Using the inner coordinates of the object surrounded by the boundaries detected by the inner coordinate detecting step (S500) and the center coordinates and the radial coordinates of the circular shape detected by the circular coordinate detecting step (S600), an optimal approximated circle An approximation step (S700) of determining the center coordinates and the radius coordinates;
Lt; / RTI >
The internal coordinate detection step (S500)
A straight line according to a predetermined coordinate is determined in the inspection image using the following equation,
The distance information between the boundary coordinates of the object overlapping the linear coordinates and the initial center-of-gravity coordinates is calculated using the boundary coordinates of the object detected by the edge detection step (S300) overlapping with the linear coordinates, And detecting an inner coordinate of the detected circular shape.
Here, (p, q), (x e , y e ) are predetermined coordinates.
상기 영상 전처리 단계(S200)는
상기 검사 영상의 밝기 값을 일정하게 하는 화소값 스케일링을 수행하는 스케일링 단계(S210); 및
상기 스케일링 단계(S210)에 의해 화소값 스케일링을 수행한 상기 검사 영상의 콘트라스트 조정을 수행하는 히스토그램 평활화 단계(S220);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법.
The method according to claim 1,
The image preprocessing step (S200)
A scaling step (S210) of performing pixel value scaling to make the brightness value of the inspection image constant; And
A histogram smoothing step (S220) of performing contrast adjustment of the inspection image in which pixel value scaling is performed by the scaling step (S210);
And an approximation method of the detection circular shape according to the circular shape detection in the image.
상기 에지 검출 단계(S300)는
양방향 필터(Bi-lateral Filter)를 이용하여 에지 필터링을 수행하며,
상기 검사 영상 내에 원 형상 객체에 따른 경계(edge)를 검출하는 것을 특징으로 하는 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법.
The method according to claim 1,
The edge detection step (S300)
Edge filtering is performed using a bi-lateral filter,
Wherein an edge of the circular object is detected in the inspection image.
상기 근사화 단계(S700)는
하기의 수학식을 이용하여 상기 내부 좌표 검출 단계(S500)에 의해 검출한 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표와 상기 원 좌표 검출 단계(S600)에 의해 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표 간의 교집합이 최대화되고, 차집합이 최소화되도록 최적 근사화된 원의 중심좌표 및 반지름 좌표를 결정하는 것을 특징으로 하는 영상 내 원 형상 검출에 따른 검출 원 형상의 근사화 방법.
여기서, n(A)는 경계로 둘러싸인 객체에 대한 내부 좌표,
n(B)는 검출한 원 형상의 중심좌표, 반지름 좌표,
S는 차집합의 최소의 값 임.
The method according to claim 1,
In the approximation step S700,
An intersection between an inner coordinate of an object surrounded by the boundary detected by the inner coordinate detecting step (S500) and a center coordinate and a radial coordinate of a circle detected by the circular coordinate detecting step (S600) using the following equation And a center coordinate and a radius coordinate of an optimal approximated circle are determined so that the difference set is minimized, and the approximation method of the circle shape according to the circular shape detection in the image.
Here, n (A) is the inner coordinate of the object surrounded by the boundary,
n (B) is the center coordinate of the detected circular shape, the radial coordinate,
S is the minimum value of the difference set.
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