KR102264300B1 - 스캐닝 장치 - Google Patents

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KR102264300B1
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Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 스캐닝 장치는, 인쇄물에 광을 방출하는 발광부와 인쇄물로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부를 포함하는 라이다 센서 모듈, 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 광의 수광신호에 기초하여 인쇄물의 제1 이미지를 추출하는 추출 모듈, 및 제1 이미지에 표시된 인쇄물의 굴곡을 보정함으로써 제1 이미지를 보정하는 보정 모듈을 포함한다.

Description

스캐닝 장치{SCANNING DEVICE}
본 개시는 인쇄물을 스캐닝하기 위한 스캐닝 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 라이다(Lidar) 센서 모듈을 이용한 휴대용 스캐닝 장치에 관한 것이다.
오늘날 전자화된 문서는 인쇄물과 같은 종이 문서를 대체하고 있는 실정이다. 전자 문서는 종이 문서에 비해 작성, 편집, 전송 등이 간편하기 때문이다. 이에 따라, 사람들은 전자 문서만을 사용하거나, 종이 문서의 경우에도 전자 문서를 먼저 작성한 뒤 인쇄하여 사용한다.
문서의 전자화가 필수적으로 요구되는 상황에서, 종이 문서를 전자 문서로 변환하기 위해 스캐너가 이용된다. 최근에는, 전자 문서가 보편화되고 전자 문서만을 주고 받는 경우가 대부분이라 스캐너의 사용 빈도가 줄었다. 그럼에도 서명 및 인장 날인이 아직 흔하게 사용되며, 과거에 작성된 도서는 처음부터 종이 문서로 작성되어 전자 문서가 존재하지 않기 때문에, 스캐너의 수요가 여전히 존재한다.
스캐너는 종이에 그린 그림이나 사진, 문자를 읽어 디지털 파일로 전환해주는 기기를 가리킨다. 일반인들이 주로 사용하는 스캐너는 핸드 스캐너, 평판 스캐너에 해당하나, 최근 모바일 기기의 보급에 따라 모바일 기기를 활용한 모바일 또는 휴대용 스캐너의 수요가 증가하고 있다. 모바일 또는 휴대용 스캐너는 모바일 기기에 포함된 사진 촬영 장치와 어플리케이션에 포함된 단순한 알고리즘에 기반하여 문서를 비교적 간편하게 전자화 할 수 있으나, 변환된 이미지의 정확도가 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 배경이 되는 기술은, 대한민국 등록특허공보 제10-1513431호(2015.04.23.), 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0044279호(2018.05.02.), 대한민국 공개특허공보 제10-2014-0118033호(2014.10.08.)에 개시되어 있다.
본 명세서에서 개시되는 실시예들은, 라이다 센서 모듈을 이용하여 인쇄물을 스캔하고 보정할 수 있는 스캐닝 장치를 제공한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 인쇄물을 스캐닝하기 위한 스캐닝 장치는, 인쇄물에 광을 방출하는 발광부와 인쇄물로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부를 포함하는 라이다(Lidar) 센서 모듈, 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 광의 수광신호에 기초하여 인쇄물의 제1 이미지를 추출하는 추출 모듈, 및 제1 이미지에 표시된 인쇄물의 굴곡을 보정함으로써 제1 이미지를 보정하는 보정 모듈을 포함한다.
일 실시예에 따르면, 인쇄물의 제2 이미지를 제공하는 광학 카메라 모듈을 더 포함하고, 추출 모듈은 제2 이미지를 제1 이미지에 맵핑(mapping)한다.
일 실시예에 따르면, 보정 모듈은, 제1 이미지에 표시된 인쇄물 표면의 거칠기에 기초하여 인쇄물의 평탄도를 연산하고, 평단도에 기초하여 굴곡을 보정한다.
일 실시예에 따르면, 보정 모듈은, 제1 이미지에 표시된 인쇄물 표면의 거칠기에 기초하여 인쇄물의 인쇄 문자의 테두리 번짐을 보정한다.
일 실시예에 따르면, 보정 모듈은, 제2 이미지에 표시된 인쇄물의 인쇄 문자의 나열 상태 정보에 기초하여 인쇄 문자를 보정한다.
일 실시예에 따르면, 보정 모듈은, 나열 상태 정보에 기초하여 인쇄물의 평탄도를 연산하고, 평단도에 기초하여 굴곡을 보정한다.
본 개시의 일 실시예에 따른 인쇄물 스캐닝 방법은, 라이다 센서 모듈에 의해 인쇄물에 광을 방출하고 인쇄물로부터 반사되는 광을 수신하는 단계, 추출 모듈에 의해 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 광의 수광신호에 기초하여 인쇄물의 제1 이미지를 추출하는 단계, 및 보정 모듈에 의해 제1 이미지에 표시된 인쇄물의 굴곡 및 인쇄물의 인쇄 문자를 보정하는 단계를 포함한다.
일 실시예에 따르면, 광학 카메라 모듈에 의해 제2 이미지를 제공하는 단계를 더 포함하고, 추출하는 단계는 제2 이미지를 제1 이미지에 맵핑하는 단계를 포함한다.
본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 인쇄물을 스캐닝하기 위한 스캐닝 장치는 라이다 센서를 활용한 물리적인 측정을 통해 인쇄물에 대한 스캐닝 정확도를 제고할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 스캐닝 장치는 인쇄물 표면의 거칠기에 기초하여, 굴곡지거나 구겨진 형태의 인쇄물로부터 추출된 이미지를 평평한 형태의 인쇄물에 대응하는 이미지로 보정할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 스캐닝 장치는 인쇄물에 포함된 문자의 나열 상태 정보에 기초하여 문자의 나열을 직선에 가깝도록 스캔 이미지를 보정할 수 있다.
또한, 본 개시의 다양한 실시예들에 따르면, 평형 유지 모듈은 스캐닝 과정에서 라이다 센서 모듈이 흔들리는 경우 그 움직임을 최소화함으로써 스캔 이미지에 발생할 수 있는 노이즈를 방지할 수 있다.
본 개시의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스캐닝 장치가 인쇄물을 스캐닝하는 예시적인 환경을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라, 인쇄물을 스캐닝하여 인쇄물의 최종 이미지를 생성하는데 있어서 사용되는 스캐닝 장치의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 센서 모듈이 인쇄물의 정보를 수집/처리하는 과정과, 수광신호로부터 추출 모듈이 중간 이미지를 추출하는 과정을 나타내는 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 보정 모듈이 중간 이미지를 보정하는 예시를 나타내는 블록도이다.
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 보정 모듈이 중간 이미지를 보정하는 예시를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 스캐닝 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하, 본 개시의 실시를 위한 구체적인 내용을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 이하의 설명에서는 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 우려가 있는 경우, 널리 알려진 기능이나 구성에 관한 구체적 설명은 생략하기로 한다.
첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응되는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
본 개시에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 개시된 실시예에 대해 구체적으로 설명하기로 한다. 본 명세서에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 관련 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서, 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 단수인 것으로 특정하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 복수의 표현은 문맥상 명백하게 복수인 것으로 특정하지 않는 한, 단수의 표현을 포함한다.
본 개시에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.
본 개시에서, 도면의 위쪽은 그 도면에 도시된 구성의 "상부" 또는 "상측", 그 아래쪽은 "하부" 또는 "하측"이라고 지칭할 수 있다. 또한, 도면에 있어서 도시된 구성의 상부와 하부의 사이 또는 상부와 하부를 제외한 나머지 부분은 "측부" 또는 "측면"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "상부", "상측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 개시에서, 한 구조물의 내부 공간으로 향하는 방향을 "내측", 개방된 외부 공간으로 돌출된 방향을 "외측"이라고 지칭할 수 있다. 이러한 "내측", "외측" 등과 같은 상대적인 용어는, 도면에 도시된 구성들 간의 관계를 설명하기 위하여 사용될 수 있으며, 본 개시는 그러한 용어에 의해 한정되지 않는다.
본 명세서에서 "A 및/또는 B"의 기재는 A, 또는 B, 또는 A 및 B를 의미한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우 뿐 아니라, 그 중간에 다른 구성을 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, 굴곡은 인쇄물이 구부러져 있거나, 접혀 있거나, 또는 구겨져 있는 것을 모두 포괄하는 개념으로 사용된다.
본 명세서에서, 거칠기는 거시적인 개념으로서 인쇄물의 굴곡과, 미시적인 개념으로서 인쇄물 표면이 갖는 고유한 질감 또는 텍스처(texture)를 모두 포괄하는 개념으로 사용된다.
개시된 실시예의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 개시는 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 개시가 완전하도록 하고, 본 개시가 통상의 기술자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것일 뿐이다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 스캐닝 장치(110)가 인쇄물(120)을 스캐닝하는 예시적인 환경을 나타내는 도면이다. 도시된 바와 같이, 스캐닝 장치(110)는 인쇄물(120)을 스캐닝하기 위한 장치일 수 있다. 구체적으로, 스캐닝 장치(110)는 라이다 센서 모듈(미도시)로부터 송수신되는 레이저(130)를 이용하여 인쇄물(120)을 스캔할 수 있다.
일 실시예에서, 스캐닝 장치(110)는 휴대용 단말장치에 포함된 장치일 수 있다. 예를 들어, 스캐닝 장치(110)는 휴대폰이나 태블릿 PC 등에 설치될 수 있다. 따라서, 사용자는 휴대하고 있는 스캐닝 장치(110)를 이용하여 시공간의 제약 없이 인쇄물(120)을 스캔할 수 있다. 스캐닝 장치(110)는 라이다 센서 모듈로부터 송수신되는 레이저(130)를 인쇄물(120)에 조사함으로써 인쇄물(120)까지의 거리 및 방향, 인쇄물(120)의 구조 및 형태 등과 관련한 정보를 수집하고 처리할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따라, 인쇄물(210)을 스캐닝하여 인쇄물의 최종 이미지(230)를 생성하는데 있어서 사용되는 스캐닝 장치(220)의 구성을 나타내는 블록도이다.
일 실시예에서, 인쇄물(210)은 문자, 그림 또는 사진 등이 표시된 종이, 천 또는 그 묶음일 수 있다. 예를 들어, 인쇄물(210)은 문자가 표시된 낱장의 종이 또는 책에 해당할 수 있다. 인쇄물(210)은 제조 방법 또는 외력 등에 의해 굴곡지거나 구겨진 형태일 수 있다. 이에 따라, 인쇄물(210)에 표시된 문자도 굴곡지거나 구겨진 형태를 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 스캐닝 장치(220)는 라이다 센서 모듈(222), 추출 모듈(224) 및 보정 모듈(226)을 포함할 수 있다. 추가적으로, 스캐닝 장치(220)는 광학 카메라 모듈(223), 평형 유지 모듈(228)을 더 포함할 수 있다. 스캐닝 장치(220)는 인쇄물(210)을 최종 이미지(230)로 스캐닝하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 라이다 센서 모듈(222), 추출 모듈(224), 보정 모듈(226), 광학 카메라 모듈(223) 및 평형 유지 모듈(228)은 상호간에 전기적인 신호를 주고 받을 수 있도록 연결된 상태일 수 있다. 스캐닝 장치(220)는 추가적으로 저장 모듈, 통신 모듈을 포함할 수 있다.
라이다 센서 모듈(222)은 라이다(LIDAR, Light Detection And Ranging) 센서를 포함하고 있는 모듈로써, 레이저(130)를 인쇄물(210)에 비춤으로써 인쇄물(210)까지의 거리 및 방향, 인쇄물(210)의 구조 및 형태 등과 관련한 정보를 수집할 수 있다.
일 실시예에서, 라이다 센서 모듈(222)은 레이저(130) 신호의 변조 방법에 따라, 레이저(130)로부터 방출된 펄스 신호가 측정 범위 내의 인쇄물(210)로부터 반사되어 되돌아오는 시간을 이용하는 time-of-flight(TOF) 방식과, 특정 주파수를 가지고 연속적으로 변조되는 레이저(130) 빔이 인쇄물(210)로부터 반사되어 되돌아왔을 때의 위상 변화량을 이용하는 phase-shift 방식으로 구분될 수 있다.
일 실시예에서, 라이다 센서 모듈(222)은 Imaging Lidar에 해당할 수 있다. 구체적으로, 라이다 센서 모듈(222)은 레이저(130) 빔의 진행 방향에 대한 거리 정보를 포함하여 공간에 대한 영상 모델링이 가능한 모듈로써, laser rangefinder 기술을 기반으로 point-scanning을 통하여 point cloud 정보를 수집하거나, 광각의 flash-laser에 대하여 반사되는 레이저(130)를 다중 배열 수신소자를 통하여 수집함으로써 3차원 영상 구현이 가능할 수 있다.
광학 카메라 모듈(223)은 인쇄물(210)을 촬영할 수 있다. 예컨대, 광학 카메라 모듈(223)은 인쇄물(210)의 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 구체적으로, 광학 카메라 모듈(223)은 인쇄물(210)로부터 반사되는 광을 렌즈를 통해 수용하여 이미지 센서에 노출시킴으로써 인쇄물(210)의 광학 이미지를 추출할 수 있다. 이 경우, 이미지 센서는 광자를 감지하여 전기 신호로 변환하는 센서일 수 있다. 예를 들어, 이미지 센서는 CCD 이미지 센서 또는 CMOS 이미지 센서일 수 있다. 일 실시예에서, 광학 카메라 모듈(223)은 디지털 카메라의 한 종류일 수 있다.
추출 모듈(224)은 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 광의 수광신호에 기초하여 인쇄물(210)의 이미지를 추출할 수 있다. 추출 모듈(224)은 라이다 센서 모듈(222)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 추출 모듈(224)은 라이다 센서 모듈로부터 수광신호를 전기적으로 전달받을 수 있으며, 수광신호에 기초하여 인쇄물(210)의 이미지를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 추출 모듈(224)은 광학 카메라 모듈(223)이 추출한 인쇄물(210)의 이미지를 라이다 센서 모듈(220)의 수광 신호로부터 추출한 이미지에 맵핑(mapping) 할 수 있다.
보정 모듈(226)은 추출 모듈(224)이 생성한 이미지를 보정할 수 있다. 구체적으로, 이미지에 표시된 인쇄물(210)의 굴곡 및 인쇄물(210)의 인쇄 문자를 보정함으로써 이미지를 보정할 수 있다. 예를 들어, 보정 모듈(226)은 굴곡지거나 구겨진 형태의 인쇄물(210)로부터 추출된 이미지를 평평한 형태의 인쇄물(210)에 대응하는 이미지로 보정할 수 있다. 일 실시예에서, 보정 모듈(226)은 라이다 센서 모듈에 의한 광 방출 및 광 수신 간의 시간차를 고려하여 이미지를 보정할 수 있다. 이를 위해, 보정 모듈(226)은 라이다 센서 모듈(222) 및 추출 모듈(224)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 보정 모듈(226)은 보정이 완료된 이미지를 최종 이미지(230)로 결정할 수 있다.
평형 유지 모듈(228)은 스캐닝 도중에 발생하는 라이다 센서 모듈(222)의 움직임을 보정할 수 있다. 구체적으로, 평형 유지 모듈(228)은 스캐닝 과정에서 라이다 센서 모듈(222)이 흔들리는 경우 그 움직임을 최소화함으로써 스캔 이미지에 발생할 수 있는 노이즈를 방지할 수 있다. 이를 위해, 평형 유지 모듈(228)은 라이다 센서 모듈(222)과 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 평형 유지 모듈(228)은 라이다 센서 모듈(222)과 결합되어 라이다 센서 모듈(222)을 이동시키도록 구성된 자이로스코프(gyroscope) 또는 짐벌(gimbal) 장치와, 라이다 센서 모듈(222)의 안정적인 광 송수신을 위해 스캐닝 중 발생하는 진동과 충격을 흡수하도록 자이로스코프 또는 짐벌 장치의 동작을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 라이다 센서 모듈(320)이 인쇄물(310)의 정보를 수집/처리하는 과정과, 수광신호로부터 추출 모듈(340)이 중간 이미지(350)를 추출하는 과정(300)을 나타내는 블록도이다. 일 실시예에 따르면, 해당 블록도에 도시된 구성(300)은 도 2에 도시된 라이다 센서 모듈(222)이 인쇄물(210)에 대한 수광 신호를 추출 모듈(224)로 출력하고, 추출 모듈(224)이 중간 이미지를 추출하고 출력하는 구성(도 2에서 도면부호 300 점선 표시)과 대응될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 중간 이미지(350)는, 광학 카메라 모듈(223)이 추출한 인쇄물(210)의 이미지에 라이다 센서 모듈(220)의 수광 신호로부터 추출한 이미지를 맵핑(mapping)한 이미지에 해당할 수 있다.
일 실시예에서, 라이다 센서 모듈(320)은 발광부(322), 렌즈부(324), 수광부(326), 신호 수집 및 처리부(328)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 라이다 센서 모듈(320)은 도 2에서 설명되는 라이다 센서 모듈(도 2의 222)에 해당할 수 있다.
발광부(322)는 인쇄물(310)에 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 발광부(322)는 레이저 광원을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레이저 광원은 250nm부터 11μm까지의 파장 영역에서 특정 파장을 가지거나 파장 가변이 가능한 레이저 광원일 수 있다. 또한, 레이저 광원은 소형, 저전력이 가능한 반도체 레이저 다이오드일 수 있다.
렌즈부(324)는 발광부(322)에서 방출된 레이저가 인쇄물(310)로 조사되도록 레이저의 세기 및 방향을 조정하고, 인쇄물(310)로부터 반사된 레이저를 수광부(326)로 수집되도록 레이저의 세기 및 방향을 조정할 수 있다.
수광부(326)는 인쇄물(310)로부터 반사되는 광을 수신하도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 수광부(326)는 인쇄물(310)로부터 반사된 레이저를 감지할 수 있다. 수광부(326)에 의해 수신된 레이저에 관한 정보는 신호 수집 및 처리부(328)로 수집된 후 수광신호로 변환될 수 있다. 이를 위해, 신호 수집 및 처리부(328)는 레이저 정보를 수집 및 처리하고 이를 수광신호로 변환하는 집적회로 소자를 포함할 수 있다. 변환된 수광신호는 이미지 추출을 위해 추출 모듈(340)로 전달될 수 있다.
광학 카메라 모듈(330)은 인쇄물(310)로부터 반사되는 광을 감지하여 인쇄물(310)의 광학 이미지를 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 광학 카메라 모듈(330)은 도 2에서 설명되는 광학 카메라 모듈(도 2의 223)에 해당할 수 있다.
추출 모듈(340)은 라이다 센서 모듈(320)의 신호 수집 및 처리부(328)로부터 전달받은 수광 신호로부터 중간 이미지(350)를 생성할 수 있다. 또한, 추출 모듈(340)은 광학 카메라 모듈(223)에 의해 생성된 이미지를 중간 이미지(350)에 맵핑할 수 있다. 일 실시예에서, 추출 모듈(340)은 도 2에서 설명되는 추출 모듈(도 2의 224)에 해당할 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 보정 모듈(420)이 중간 이미지(410)를 보정하는 예시를 나타내는 블록도이다. 일 실시예에서, 인쇄물은 외력 등에 의해 굴곡지거나 구겨진 형태일 수 있다. 따라서, 상술한 추출 모듈(미도시)로부터 추출된 인쇄물의 중간 이미지(410)에는 인쇄물 표면이 구겨지거나 왜곡된 상태 그대로 표시될 수 있다.
한편, 인쇄물 재질이 갖는 고유한 질감 또는 텍스처(texture)로 인해 인쇄물에 인쇄된 인쇄 문자의 테두리에는 번짐이 존재할 수 있다. 따라서, 상술한 추출 모듈로부터 추출된 인쇄물의 중간 이미지(410)에는 인쇄 문자의 테두리가 번져 있는 상태 그대로 표시될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 해당 블록도에 도시된 구성(400)은 도 2에 도시된 보정 모듈(226)이 중간 이미지를 보정하여 최종 이미지를 출력하는 구성(도 2에서 도면부호 400 점선 표시)과 대응될 수 있다.
보정 모듈(420)은 추출 모듈에 의해 추출된 인쇄물의 중간 이미지(410)로부터 인쇄물 표면의 거칠기를 추출(422)할 수 있다. 보정 모듈(420)은 추출된 거칠기로부터 인쇄물의 평탄도를 연산(424)할 수 있다. 보정 모듈(420)은 인쇄물의 평탄도로부터 인쇄물이 평평하도록 인쇄물의 굴곡을 보정(426)할 수 있다. 보정 모듈(420)은 굴곡 보정이 완료된 이미지를 최종 이미지(430)로 결정(428)할 수 있다.
보정 모듈(420)은 추출된 인쇄물 표면의 거칠기에 기초하여 인쇄물에 표시된 인쇄 문자의 테두리 번짐을 보정(427)할 수 있다. 구체적으로, 보정 모듈(420)은 인쇄 문자의 테두리를 번져 있는 상태에서 매끈한 상태(즉, 번져 있지 않은 상태)로 보정할 수 있다. 보정 모듈(420)은 인쇄물의 굴곡 및 인쇄 문자의 테두리 번짐에 대해 보정이 완료된 이미지를 최종 이미지(430)로 결정(428)할 수 있다.
일 실시예에서, 보정 모듈(420)은 거칠기 정량화 기법을 사용하여 중간 이미지(410)로부터 인쇄물 표면의 거칠기를 추출할 수 있다. 구체적으로, 보정 모듈(420)은 통계적 기법 및 프랙털(fractal) 기법을 이용하여 인쇄물 개별 표면의 거칠기를 측정할 수 있다. 예를 들어, 거칠기를 산정하는 대상의 형상에 따른 2차원 형상의 거칠기 변수 Z2, 3차원 형상의 거칠기 변수 Z2surf, RS, 그리고 미끌림 방향에 따른 3차원 형상의 거칠기 변수 θ* max/[C+1] 중 어느 하나 또는 임의의 조합을 이용하여 인쇄물 표면의 거칠기를 정량화할 수 있다.
이 경우, 1차 거칠기(waviness) 뿐만 아니라 2차 거칠기(unevenness, smoothness)에 대한 정확한 측정 및 추출을 위해, 라이다 센서 모듈(미도시)에 포함되는 라이다 센서는 높은 해상력을 가질 수 있다. 예를 들어, 라이다 센서는 41,182 * 17,067의 해상도로 설정될 수 있다.
각 거칠기 변수는 다음과 같이 정의될 수 있다.
Figure 112020116499501-pat00001
(여기서, L은 프로파일의 길이, M은 구간의 개수, Dx는 구간의 간격)
Figure 112020116499501-pat00002
Figure 112020116499501-pat00003
(여기서, 거친 면의 실제 면적을 At, 거친 면의 평균 평면에 대하여 수직으로 투영한 면적(nominal area)을 An으로 하여 이들의 비를 거칠기로 정량화함. Rs가 1인 경우 완벽히 편평한 면임을 뜻하며 이 값이 증가할수록 거친 정도가 증가함을 의미함.)
Figure 112020116499501-pat00004
Figure 112020116499501-pat00005
(여기서, 겉보기 경사 문턱 값이 θ*일 때 정규 넓이 Aθ는 기준 방향에 대한 겉보기 경사가 θ* 이상인 삼각요소들의 정규 넓이의 합을 의미함.)
도 5는 본 개시의 다른 실시예에 따른 보정 모듈(520)이 이미지(510)를 보정하는 예시적인 구성(500)을 나타내는 블록도이다. 일 실시예에서, 인쇄물은 인쇄물의 종류나 제조 방법 등에 따라 굴곡진 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 인쇄물이 책에 해당하는 경우, 책을 펼치더라도 책의 세로 중앙선을 기준으로 종이가 굴곡진 형태일 수 있다. 따라서, 상술한 추출 모듈(미도시)로부터 추출된 인쇄물의 이미지(510)에는 인쇄물 표면이 굴곡진 형태로 표시될 수 있고, 인쇄 문자의 나열 상태가 직선이 아닌 형태로 표시될 수 있다.
보정 모듈(520)은 추출 모듈에 의해 추출된 인쇄물의 중간 이미지(510)로부터 인쇄물에 인쇄된 문자의 나열 상태 정보를 추출(522)할 수 있다. 보정 모듈(520)은 추출된 나열 상태 정보에 기초하여 인쇄 문자의 나열 상태가 직선에 가깝도록 인쇄 문자를 보정할 수 있다.
이와 독립적 또는 병렬적으로, 보정 모듈(520)은 인쇄물의 추출된 나열 상태 정보에 기초하여 인쇄물의 평탄도를 연산(526)할 수 있다. 이어서 보정 모듈(520)은 연산된 평탄도로부터 인쇄물이 평평하도록 인쇄물의 굴곡을 보정(528)할 수 있다.
보정 모듈(520)은 인쇄물의 굴곡 및/또는 인쇄 문자의 나열 상태에 대한 보정이 완료된 이미지를 최종 이미지(530)로 결정(529)할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 인쇄물 스캐닝 방법을 설명하기 위한 흐름도(600)이다. 인쇄물 스캐닝 방법은 도 1 내지 도 5에서 설명되는 스캐닝 장치에 의해 수행될 수 있다.
인쇄물 스캐닝 방법은, 스캐닝 장치가 라이다 센서 모듈을 이용하여 인쇄물에 광을 방출함으로써 개시될 수 있다(S620). 다음으로, 스캐닝 장치는 라이다 센서 모듈을 이용하여 인쇄물로부터 반사되는 광을 수신할 수 있다(S640). 스캐닝 장치는 추출 모듈을 이용하여 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 광의 수광신호에 기초하여 인쇄물의 중간 이미지를 추출할 수 있다(S660). 이어서, 스캐닝 장치는 보정 모듈을 이용하여 이미지에 표시된 인쇄물의 굴곡 및 인쇄물의 인쇄 문자를 보정하여 최종 이미지를 출력할 수 있다(S680).
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적으로 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로, 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.
110: 스캐닝 장치
120: 인쇄물
130: 레이저

Claims (8)

  1. 인쇄물을 스캐닝하기 위한 휴대용 스캐닝 장치로서,
    인쇄물에 광을 방출하는 발광부와 상기 인쇄물로부터 반사되는 광을 수신하는 수광부를 포함하는, 거칠기 측정이 가능한 해상력의 라이다(Lidar) 센서 모듈;
    상기 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 상기 광의 수광신호에 기초하여 상기 인쇄물의 제1 이미지를 추출하는 추출 모듈; 및
    상기 제1 이미지에 표시된 상기 인쇄물의 굴곡을 보정함으로써, 상기 제1 이미지를 보정하는 보정 모듈
    을 포함하고,
    상기 보정 모듈은, 거칠기 정량화 기법에 기초하여, 상기 제1 이미지에 표시된 상기 인쇄물 표면의 거칠기를 2차원 형상의 거칠기 변수 및 3차원 형상의 거칠기 변수를 이용하여 추출하고, 상기 거칠기에 기초하여 상기 인쇄물의 제1 평탄도를 연산하고, 상기 제1 평탄도에 기초하여 상기 굴곡을 보정하는, 스캐닝 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인쇄물의 제2 이미지를 제공하는 광학 카메라 모듈을 더 포함하고,
    상기 추출 모듈은, 상기 제2 이미지를 상기 제1 이미지에 맵핑(mapping)하는, 스캐닝 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보정 모듈은, 상기 제1 이미지에 표시된 상기 인쇄물 표면의 거칠기에 기초하여 상기 인쇄물의 인쇄 문자의 테두리 번짐을 보정하는, 스캐닝 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 보정 모듈은, 상기 제2 이미지에 표시된 상기 인쇄물의 인쇄 문자의 나열 상태 정보에 기초하여, 상기 인쇄 문자를 보정하는, 스캐닝 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 보정 모듈은, 상기 나열 상태 정보에 기초하여 상기 인쇄물의 제2 평탄도를 연산하고, 상기 제2 평탄도에 기초하여 상기 굴곡을 보정하는, 스캐닝 장치.
  7. 인쇄물을 스캐닝하기 위한 스캐닝 방법으로서,
    거칠기 측정이 가능한 해상력의 라이다(Lidar) 센서 모듈에 의해, 인쇄물에 광을 방출하고 상기 인쇄물로부터 반사되는 광을 수신하는 단계;
    추출 모듈에 의해, 상기 라이다 센서 모듈로부터 전달받은 상기 광의 수광신호에 기초하여 상기 인쇄물의 제1 이미지를 추출하는 단계; 및
    보정 모듈에 의해, 상기 제1 이미지에 표시된 상기 인쇄물의 굴곡 및 상기 인쇄물의 인쇄 문자를 보정하는 단계
    를 포함하고,
    상기 보정 모듈은, 거칠기 정량화 기법에 기초하여, 상기 제1 이미지에 표시된 상기 인쇄물 표면의 거칠기를 2차원 형상의 거칠기 변수 및 3차원 형상의 거칠기 변수를 이용하여 추출하고, 상기 거칠기에 기초하여 상기 인쇄물의 제1 평탄도를 연산하고, 상기 제1 평탄도에 기초하여 상기 굴곡을 보정하는, 스캐닝 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    광학 카메라 모듈에 의해 제2 이미지를 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 추출하는 단계는 상기 제2 이미지를 상기 제1 이미지에 맵핑하는 단계를 포함하는, 스캐닝 방법.
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