KR101710110B1 - 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 촬상영상(S)을 그레이스케일하는 그레이스케일단계(S10)와, 히스토그램 평활화하는 히스토그램평활단계(S20)와, 노이즈를 제거하는 마스크단계(S30)와, 명암값의 분포를 재맵핑하여 보정영상(40)을 생성하는 제2평활단계(S40)가 구비되어, 디텍터에서 촬상된 촬상영상을 검사자의 유관으로 판독이 용이토록 연산처리하여 촬상환경 구축을 위한 실험횟수를 줄인 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법에 관한 것이다.

Description

비파괴 검사장치의 영상 판독 방법{Image interpretation method for non-destructive inspection apparatus}

본 발명은 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엑스레이 발생기의 엑스레이파를 검사 대상물에 투과시키고, 투과된 상기 엑스레이파를 검출하여 촬상하는 디텍터의 촬상영상을 검사자의 유관으로 판독이 용이토록 연산처리하여 촬상환경 구축을 위한 실험횟수를 줄인 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법에 관한 것이다.

일반적으로 철판이나 기타 구조물의 부재간 용접부위에 대한 내부결함등을 검사하는 비파괴검사시 초음파, 엑스레이, 레이져 등이 사용되고 있다.

그리고, 상기 비파괴 검사의 하나에 해당되는 엑스레이 검사는 건축, 토목, 자동차 부품, 전자 부품, 농산물, 전자 또는 의료분야에서 결함 관리 또는 생산품의 품질 관리에 적용되고 있다.

예를 들어 비파괴 검사는 부품실장 생산 과정에서 인쇄회로기판의 생산 라인에 적용되어 부품의 납땜 상태를 실시간으로 검사하기 위하여 사용될 수 있다.

이와 관련된 종래 기술로 한국 공개 특허공보 제10-2015-0056148호(공개일자 2015년05월26일)에는 '검사 효율이 향상된 엑스레이 검사 장치 및 엑스레이 검사 방법'이 개시되었다.

상기 종래 기술은 도 1에 도시된 바와 같이 검사 영역에서 적어도 하나의 피검사 대상의 위치를 결정하고 그에 따라 탐지 영상의 디스플레이 방법을 결정하는 단계와; 상기 피검사 대상에 대한 엑스레이 탐지 영상의 처리 방법을 결정하는 단계; 및 상기 탐지 영상의 검사 시간과 피검사 대상의 이동 또는 정지 시간 사이의 상대적인 관계를 결정하는 단계를 포함하여 이루어지며,

상기 탐지 영상의 처리 방법은 탐지가 되어 디스플레이 유닛으로 전송이 되거나 또는 탐지영상이 메모리에 저장되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 상대적인 관계는 상기 피검사 대상에 대한 영상 판독 과정에서 피검사 대상이 이동이 되는 것을 포함하여, 이동되는 반도체 관련 부품들을 검사할 수 있다.

또한, 엑스레이 검사와 관련된 다른 선행기술로 한국 등록특허 공보 제10-1114569호(2012. 02 .02 )에는 연속공정이 가능한 엑스레이 검사장치’가 개시 되었다.

상기 종래 기술은 상기 검사 대상이 상기 컨베이어를 따라 이송되고 상기 엑스레이 튜브에서 엑스레이를 조사하여 상기 디텍터를 촬영하여 측정하는 엑스레이 검사 장치로서, 케이스 내부에 측정 대상을 인입 부분에서 배출 부분으로 이송하는 컨베이어와, 상기 컨베이어의 하부에서 엑스레이를 조사하는 엑스레이 튜브와, 상기 컨베이어의 상부에 구성되는 디텍터로 구성되어,

상기 엑스레이 튜브는 하단 부분에서 한쪽으로 치우쳐 상방으로 사선으로 향하도록 구성되고, 상기 디텍터는 각각의 상기 컨베이어의 상부에 각각 제1 디텍터와 제2 디텍터가 진행방향으로 연속적으로 구성되어, 제1 디텍터와 제2 디텍터가 분담을 하여 검사가 가능하므로 연속적으로 검사를 하는 것이 특징이다.

다만, 상기한 종래 기술은 이동하는 검사대상물을 검사할 수 있고, 검사시 연속적으로 검사할 수 있어 효율은 증대되더라도, 최종 판독을 하는 검사자의 유관에 표시되는 촬상영상이 모호하여 판독에 오류가 자주 발생되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명의 목적은 디텍터에서 촬상된 영상을 연산처리하되, 검사대상물과 직접관련된 영상데이터 만을 연산처리하여 보정된 영상의 품질과 영상처리 시간이 단축되고, 유관으로 최종 판독시 판독이 용이토록 보정된 보정영상을 생성하는 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법을 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법은 비파괴 검사장치에서 엑스레이 촬상된 촬상영상을 판독하는 영상판독 알고리즘으로서, 상기 촬상영상의 영상데이터가 트레숄드 이상일 경우 '0'으로 치환하고, 상기 트레숄드 이하일 경우 상기 영상데이터를 보존하여 그레이스케일영상을 생성하는 그레이스케일단계와; 상기 그레이스케일단계에서 생성된 상기 이 보정되도록 명암값의 분포를 히스토그램 평활화하여 평활영상을 생성하는 히스토그램평활단계와; 상기 평활영상의 노이즈가 제거되도록 9×1세로축에 평균화하는 필터마스크를 적용하여 노이즈제거영상을 생성하는 마스크단계와; 상기 노이즈제거영상이 보정되도록 명암값의 분포를 재맵핑하여 보정영상을 생성하는 제2평활단계로 이루어지며,

상기 히스토그램평활단계는 명암값이 '0'일 경우에는 상기 히스토그램의 빈도수를 계산하지 않는 것을 특징으로 한다.

상기 그레이스케일단계는 f(x,y)>트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=0 으로 보정하고, f(x,y)≤트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=f(x,y)로 보정하는 단계로 이루어지며, 상기 f(x,y)는 상기 촬상영상의 영상데이터이며, 상기 g(x,y)는 (10)의 영상데이터인 것을 특징으로 한다.

상기 히스토그램평활단계에서, 상기 빈도수는

로 계산되고, 상기 평활영상(20)의 영상데이터는

로 보정되며,

상기 SUM[i]=빈도수, Hist[j]=히스토그램, j=명암값, N=전체픽셀수 및 n(i)=보정값 으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에 따른 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법은 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 촬상영상의 영상데이터가 트레숄드 이상일 경우 그 값을 '0'으로 치환하는 그레이스케일단계와, 의 영상데이터 값이 '0'인 경우 연산처리하지 않토록 히스토그램평활단계가 구비됨으로써, 상기 촬상영상에 대한 연산처리의 횟수가 줄어들어 영상처리 효율이 개선되며,

둘째, 평활영상의 노이즈가 제거되도록 마스크단계에서 필터마스크로 세로축에 대해 상기 평활영상의 영상데이터를 마스크처리하고, 통상의 히스토그램으로 재연산하여 평활화하는 개선된 영상 판독 알고리즘에 의해 보정된 보정영상은 사람의 유관판독이 용이하고,

셋째, 검사대상의 엑스레이 촬상환경을 최적으로 구축하는데에 소요되는 다수번의 실험실시 횟수를 줄일 수 있어, 상기 검사대상에 대한 엑스레이 촬상환경의 구축이 용이하여 촬상환경의 구축비용이 절감되는 경제적인 이점이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 검사 방법이 이루어지는 과정에 대한 실시 예를 도시한 순서도이고,
도 2는 본 발명에 따른 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법의 순서도이며,
도 3은 본 발명의 그레이스케일단계를 설명하는 실시 예를 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 히스토그램평활단계를 설명하는 실시 예를 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명의 마스크단계를 설명하는 실시 예를 도시한 도면이고,
도 6은 본 발명의 마스크단계에 적용된 마스크필터의 실시 예를 도시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 제2평활단계를 설명하는 실시 예를 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법은 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 비파괴 검사장치에서 엑스레이 촬상된 촬상영상(S)을 판독하는 영상판독 알고리즘으로서, 상기 촬상영상(S)의 영상데이터가 트레숄드(T) 이상일 경우 '0'으로 치환하고, 상기 트레숄드(T) 이하일 경우 상기 영상데이터를 보존하여 그레이스케일영상(10)을 생성하는 그레이스케일단계(S10)와; 상기 그레이스케일단계(S10)에서 생성된 상기 그레이스케일영상(10)이 보정되도록 명암값의 분포를 히스토그램 평활화하여 평활영상(20)을 생성하는 히스토그램평활단계(S20)와; 상기 평활영상(20)의 노이즈가 제거되도록 9×1 세로축에 대해 평균화하는 필터마스크(31)를 적용하여 노이즈제거영상(30)을 생성하는 마스크단계(S30)와; 상기 노이즈제거영상(30)이 보정되도록 명암값의 분포를 재맵핑하여 보정영상(40)을 생성하는 제2평활단계(S40)로 이루어지며,

상기 히스토그램평활단계(S20)는 명암값이 '0'일 경우에는 상기 히스토그램의 빈도수를 계산하지 않음으로써, 빠른 연산처리를 통하여 상기 평활영상(20)을 생성하게 된다.

그리고, 상기 그레이스케일단계(S10)는 도 3에 도시된 바와 같이, 비파괴검사 대상물의 영상데이터만이 처리되도록 f(x,y)>트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=0 으로 치환하고, f(x,y)≤트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=f(x,y)로 치환하는 단계이다.

여기서, 상기 f(x,y)는 상기 촬상영상(S)의 영상데이터이며, 상기 g(x,y)는 그레이스케일영상(10)의 영상데이터이다.

한편, 상기 히스토그램평활단계(S20)에서,

상기 빈도수는

로 계산되고,

상기 평활영상(20)의 영상데이터는

로 보정되며,

상기 SUM[i]=빈도수, Hist[j]=히스토그램, j=명암값, N=전체픽셀수 및 n(i)=보정값 으로 이루어진다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법의 작용은 다음과 같다.

본 발명에 따른 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법은 비파괴 검사시 촬영대상의 촬상환경을 최적으로 만들도록 사람이 영상을 판독하기 쉬운 영상을 제공하기 위한 것으로, 촬상된 촬상영상(S)을 개선된 알고리즘을 통해 보정된 보정영상(40)을 제공하여 유관판독을 용이하게 한다.

본 발명의 그레이스케일단계(S10)는 비파괴 검사장치에서 엑스레이 촬상된 촬상영상(S)을 도 3에 도시된 바와 같이 그레이색상으로 그레이스케일(Gray scale)하도록 상기 촬상영상(S)의 영상데이터가 트레숄드(T) 이상일 경우 '0'으로 치환하고, 상기 트레숄드(T) 이하일 경우 상기 영상데이터를 보존하여 그레이스케일영상(10)을 생성하게 된다. 여기서, f(x,y) = 촬상영상(S)의 영상데이터이고, g(x,y)는 촬상영상(S)의 영상데이터를 그레이스케일한 그레이스케일영상(10)의 영상데이터이다.

상세하게는, 상기 그레이스케일단계(S10)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 촬상영상(S)에 포함된 주변물체의 영상데이터를 '0'으로 저장하고, 실제 비파괴검사 대상물의 영상데이터만을 저장하여 처리하게 된다. 즉, 상기 그레이스케일단계(S10)는 f(x,y)>트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=0 으로 보정하며, f(x,y)≤트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=f(x,y)로 보정하여 그레이스케일하게 된다.

삭제

그리고, 상기 그레이스케일단계(S10)를 거친 그레이스케일된 상기 그레이스케일영상(10)의 영상데이터는 최소값과 최대값의 편차가 작아지게 된다.

그리고, 히스토그램평활단계(S20)에서는 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 그레이스케일영상(10)이 개선되도록 명암값의 분포를 재분배시키는 히스토그램을 활용하여 평활영상(20)을 생성하게 된다.

만약, SUM[i]=빈도수, Hist[j]=히스토그램, j=명암값, N=전체픽셀수 및 n(i)=보정값 이면,

상기 빈도수는

로 계산되고,

상기 평활영상(20)의 영상데이터는

로 보정되며, 이때 상기 j=명암값은

'0'일 경우 연산처리하지(빈도수를 산출하지) 않아 빠르게 영상데이터를 재분배시키게 된다.

이때, 상기 히스토그램평활단계(S20)을 거친 상기 평활영상(20)의 영상데이터는 최소값과 최대값의 편차가 커지게 되어 영상이 선명해지게 되는 반면 펄스성 노이즈도 같이 생성되게 된다.

또한, 마스크단계(S30)는 상기 히스토그램평활단계(S20)에서는 필연적으로 발생되는 상기 펄스성 노이즈를 제거하는 단계로서, 도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이 9*1 mean 필터마스크(31)를 세로축에 대해 적용하여 상기 펄스성 노이즈가 제거된 노이즈제거영상(30)을 생성하게 된다.

상기 마스크단계(S30)에서 생성된 노이즈제거영상(30)의 명암값의 분포를 재맵핑하는 제2평활단계(S40)를 거치게 되는데, 이때는 상기 빈도수 계산시

j를 '0'부터 연산처리하여 보정된 보정영상(40)을 생성하여 유관 판독이 용이하게 된다.

이와 같이 본 발명의 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법은 촬영대상의 엑스레이 촬상시 촬상환경은 계속적인 실험을 통하여 구축하게 되는데, 판독이 용이한 보정영상(40)을 제공하여 상기 실험의 실시 횟수를 줄이게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

<도면을 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 그레이스케일영상 20 : 평활영상
30 : 노이즈제거영상 31 : 필터마스크
40 : 보정영상
S10 : 그레이스케일단계 S20 : 히스토그램평활단계
S30 : 마스크단계 S40 : 제2평활단계
S : 촬상영상(S)

Claims (3)

1. 비파괴 검사장치에서 엑스레이 촬상된 촬상영상(S)을 판독하는 영상판독 알고리즘에 있어서,
   상기 촬상영상(S)의 영상데이터가 트레숄드(T) 이상일 경우 '0'으로 치환하고, 상기 트레숄드(T) 이하일 경우 상기 영상데이터를 보존하여 그레이스케일영상(10)을 생성하는 그레이스케일단계(S10)와; 상기 그레이스케일단계(S10)에서 생성된 상기 그레이스케일영상(10)이 보정되도록 명암값의 분포를 히스토그램 평활화하여 평활영상(20)을 생성하는 히스토그램평활단계(S20)와; 상기 평활영상(20)의 노이즈가 제거되도록 9×1 세로축에 대해 평균화하는 필터마스크(31)를 적용하여 노이즈제거영상(30)을 생성하는 마스크단계(S30)와; 상기 노이즈제거영상(30)이 보정되도록 명암값의 분포를 재맵핑하여 보정영상(40)을 생성하는 제2평활단계(S40)로 이루어지며,
   상기 그레이스케일단계(S10)는 f(x,y)>트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=0 으로 보정하고, f(x,y)≤트레숄드(T) 일 경우, g(x,y)=f(x,y)로 보정하는 단계로 이루어지며,
   상기 f(x,y)는 상기 촬상영상(S)의 영상데이터이며, 상기 g(x,y)는 그레이스케일영상(10)의 영상데이터이고,
   상기 히스토그램평활단계(S20)는 명암값이 '0'일 경우에는 상기 히스토그램의 빈도수를 계산하지 않는 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 히스토그램평활단계(S20)에서,
   상기 빈도수는
   

   

   로 계산되고,
   상기 평활영상(20)의 영상데이터는
   

   

   로 보정되며,
   상기 SUM[i]=빈도수, Hist[j]=히스토그램, j=명암값, N=전체픽셀수 및 n(i)=보정값 으로 이루어진 것을 특징으로 하는 비파괴 검사장치의 영상 판독 방법.

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