KR102376688B1 - 경면반사 영상 노이즈 처리 방법 - Google Patents

경면반사 영상 노이즈 처리 방법 Download PDF

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KR102376688B1
KR102376688B1 KR1020200146162A KR20200146162A KR102376688B1 KR 102376688 B1 KR102376688 B1 KR 102376688B1 KR 1020200146162 A KR1020200146162 A KR 1020200146162A KR 20200146162 A KR20200146162 A KR 20200146162A KR 102376688 B1 KR102376688 B1 KR 102376688B1
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황경환
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Abstract

본 발명은 경면반사 영상 노이즈 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경면반사로 인해서 발생하는 노이즈를 제거하고 라인 레이저의 중심선을 정확하게 탐색하기 위한 경면반사 영상 노이즈 처리 방법에 관한 것이다. 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 a) 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 단계; b) 상기 영상에서 수평 방향 및 수직 방향으로 2차원 좌표계를 설정하는 단계; c) 상기 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계; d) 상기 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계; 및 e) 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선이 탐색되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 방법을 제공한다.

Description

경면반사 영상 노이즈 처리 방법{SLOPE REFLECTION IMAGE NOISE PROCESSING METHOD}
본 발명은 경면반사 영상 노이즈 처리 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경면반사로 인해서 발생하는 노이즈를 제거하고 라인 레이저의 중심선을 정확하게 탐색하기 위한 경면반사 영상 노이즈 처리 방법에 관한 것이다.
로봇을 이용한 자동화, 일반 기계 및 자동화 제품 등에서는 라인레이저를 사용하여 대상의 형상을 도출하는 기술이 사용되고 있다. 이를 위해서는 라인레이저의 중심선을 정확하게 도출할 필요가 있다.
도 1은 종래의 라인레이저의 중심을 찾는 방법을 적용한 영상처리 결과이다.
그러나, 도 1에 도시된 것처럼, 대상물이 알루미늄 및 스테인레스 재질의 부재인 경우 영상 정보가 경면에 의해 노이즈 형태로 반사되어 정확한 레이저띠의 중심선을 도출하기 어려운 문제가 있다.
이에, 종래에는 경면 반사가 발생할 경우 영상 정보 기준으로 밝은 부분이 많이 발생하고 이 부분을 노이즈로 처리하는 방법을 사용하였으나, 이러한 방법은 도 1과 같이, 실제 부재의 형상 정보에서 노이즈로 처리되는 부분이 상실되어 버리는 문제점이 있었다.
구체적으로, 노이즈인 부분의 밝기값이 레이저띠의 중심선의 밝기값과 유사할 경우, 레이저띠의 중심선을 정확하게 찾기가 어려운 문제가 있었다.
따라서, 레이저띠의 중심선을 정확하게 찾아 대상물의 형상을 정확하게 도출할 수 있는 방법이 필요하다.
한국등록번호 KR 10-0684630 B1
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 목적은 경면반사로 인해서 발생하는 노이즈를 제거하고 라인 레이저의 중심선을 정확하게 탐색하기 위한 경면반사 영상 노이즈 처리 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 a) 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 단계; b) 상기 영상에서 수평 방향 및 수직 방향으로 2차원 좌표계를 설정하는 단계; c) 상기 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계; d) 상기 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계; 및 e) 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선이 탐색되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 c) 단계는, c1) 상기 영상의 일측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계; c2) 상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계; c3) 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계; c4) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계; c5) 상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계; c6) 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계; c7) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계; 및 c8) 상기 서치윈도우가 상기 영상의 타측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제1 중심선으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서치윈도우의 폭은 상기 레이저띠의 두께와 대응되게 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 d) 단계는, d1) 상기 영상의 타측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계; d2) 상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계; d3) 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계; d4) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계; d5) 상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계; d6) 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계; d7) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계; 및 d8) 상기 서치윈도우가 상기 영상의 일측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제2 중심선으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 서치윈도우의 폭은 상기 레이저띠의 두께와 대응되게 설정된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 e) 단계는, 상기 제1 중심선과 상기 제2 중심선의 동일 수평 방향 좌표에서의 수직 방향 좌표를 비교하여 수직방향 좌표가 같거나 작은 값을 수직 방향 좌표로 설정하여 상기 제3 중심선을 탐색하도록 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 e) 단계에서, 상기 제1 중심선에 대한 좌표와 상기 제2 중심선에 대한 좌표의 원점을 일치시키도록 더 마련된 것을 특징으로 할 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은 경면반사 영상 노이즈 처리 방법을 수행하기 위한 경면반사 영상 노이즈 처리 장치에 있어서, 라인레이저를 조사하는 레이저부; 상기 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 촬영부; 및 상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 상기 레이저띠의 제1 중심선 및 제2 중심선을 탐색하고 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선을 도출하도록 마련된 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 장치를 제공한다.
상기와 같은 구성에 따르는 본 발명의 효과는, 레이저띠의 중심선을 정확하게 도출할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 종래의 라인레이저의 중심을 찾는 방법을 적용한 영상처리 결과이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경면반사 영상 노이즈 처리 장치의 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경면반사 영상 노이즈 처리 방법의 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 좌표 원점을 나타낸 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계의 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계의 알고리즘이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 좌표를 탐색하는 단계의 예시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 탐색된 레이저띠의 제1 중심선을 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계의 순서도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계의 알고리즘이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 중심선 및 제2 중심선을 나타낸 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 제3 중심선이 탐색되는 단계의 알고리즘이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 제3 중심선이 탐색되는 단계의 예시도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 제3 중심선이 탐색되는 단계에서 탐색된 제3 중심선을 나타낸 영상이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 경면반사 영상 노이즈 처리 장치의 예시도이다.
도 2를 참조하면, 경면반사 영상 노이즈 처리 장치(100)는 레이저부(110), 촬영부(120) 및 처리부(130)를 포함한다.
상기 레이저부(110)는 대상물(1)에 라인레이저를 조사하도록 마련될 수 있다.
상기 촬영부(120)는 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하도록 마련될 수 있다.
상기 처리부(130)는 상기 촬영부(120)에 의해 촬영된 영상에서 상기 레이저띠의 제1 중심선 및 제2 중심선을 탐색하고 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선을 도출하도록 마련될 수 있다.
이하, 경면반사 영상 노이즈 처리 장치(100)를 이용한 경면반사 영상 노이즈 처리 방법에 대해 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 경면반사 영상 노이즈 처리 방법의 순서도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 경면반사 영상 노이즈 처리 방법은 먼저, 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 단계(S10)가 수행될 수 있다.
라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 단계(S10)에서, 상기 촬영부(120)는 라인레이저가 조사된 대상물(1)과 레이저띠를 포함하도록 영상을 촬영하도록 마련될 수 있다.
라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 단계(S10) 이후에는, 상기 영상에서 수평 방향 및 수직 방향으로 2차원 좌표계를 설정하는 단계(S20)가 수행될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 영상의 좌표 원점을 나타낸 예시도이다.
도 4에 도시된 것처럼, 상기 처리부(130)는 상기 영상에서 레이저띠(10)의 중심선을 도출할 영역을 지정하고, 이의 영역에서 좌표 원점을 설정할 수 있다.
본 발명에서는 영상의 상부 일측 끝을 원점으로 설정하였으며, 오른쪽을 수평 방향 좌표, 아래쪽으로 수직 방향 좌표로 지정하였다.
상기 영상에서 수평 방향 및 수직 방향으로 2차원 좌표계를 설정하는 단계(S20) 이후에는, 상기 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계(S30)가 수행될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계의 순서도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계의 알고리즘이다.
도 5 및 도 6을 더 참조하면, 상기 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계(S30)는, 먼저, 상기 영상의 일측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계(S31)가 수행될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 좌표를 탐색하는 단계의 예시도이다.
도 7을 더 참조하면, 상기 영상의 일측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계(S31)에서, 상기 서치윈도우(20)는 좌표 원점으로 설정된 영역에서 시작하여 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 서치윈도우(20)의 길이가 증가하다가 레이저띠(10)가 위치하는 영역에서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점을 인식하게 되면 해당 좌표를 제1 좌표로 설정할 수 있다.
상기 영상의 일측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계(S31) 이후에는, 상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S32)가 수행될 수 있다.
상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S32)에서, 상기 제1 좌표는 상기 레이저띠(10)의 최상단의 위치이다. 그리고, 서치윈도우(20)의 폭은 상기 레이저띠(10)의 두께와 대응되게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 서치윈도우(20)의 폭의 1/2의 값을 상기 제1 좌표의 수직 방향 좌표에 더해준다면 상기 레이저띠(10)의 중심점을 도출하게 될 수 있다.
상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S32) 이후에는, 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계(S33)가 수행될 수 있다.
설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계(S33)에서는, 앞서 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계 값을 설정하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 라인레이저는 경면에서 경면반사가 일어나, 레이저띠(10)의 중심선과 유사한 밝기값이 경면반사로 인해 발생한 노이즈에도 발생하게 될 수 있다.
따라서, 경면반사가 일어나지 않은 부분에서의 수직 방향 좌표의 상하 방향으로 기설정된 범위의 수직 한계를 정해둔다면 레이저띠(10)는 연속적으로 값이 변화하기 때문에 레이저띠(10)의 중심선이 연속적으로 이어지며, 노이즈를 효율적으로 제거할 수 있다.
여기서 상기 수직 한계는, 상기 레이저띠의 두께만큼 또는 상기 서치윈도우(20)의 폭만큼으로 정해지도록 마련될 수 있다.
일 예로, 설정된 상기 중심점의 수직방향 좌표가 5이고 상기 서치윈도우(20)의 폭이 0.5인 경우, 상기 수직 한계 값은 4.5~5.5가 되도록 마련될 수 있다.
설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계(S33) 이후에는, 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계(S34)가 수행될 수 있다.
상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계(S34)에서는, 상기 서치윈도우(20)를 상기 서치윈도우(20)의 폭만큼 타측 방향으로 수평 이동시키도록 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 서치윈도우(20)는 수평 방향 좌표가 정해진다.
상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계(S34) 이후에는, 상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계(S35)가 수행될 수 있다.
상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계(S35)에서, 상기 서치윈도우(20)는 먼저, 상기 수직 한계에서 최상단에 위치하게 된다. 일 예로, 상기 수직 한계 값이 4.5~5.5인 경우, 상기 서치윈도우(20)는 4.5인 지점에 위치하게 된다. 그리고나서, 상기 서치윈도우(20)의 수직 방향 길이가 변경되면서 밝기가 처음으로 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하게 될 수 있다.
상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계(S35) 이후에는, 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S36)가 수행될 수 있다.
상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S36)에서, 상기 제2 좌표는 정해진 수평 방향 좌표에서 상기 레이저띠(10)의 최상단의 위치이다. 그리고, 서치윈도우(20)의 폭은 상기 레이저띠(10)의 두께와 대응되게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 서치윈도우(20)의 폭의 1/2의 값을 상기 제2 좌표의 수직 방향 좌표에 더해준다면 상기 레이저띠(10)의 중심점을 도출하게 될 수 있다.
상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S36) 이후에는, 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계(S37)가 수행될 수 있다.
이처럼, 상기 서치윈도우(20)를 일측에서 타측으로 계속 이동시켜 수평 방향 좌표를 변경시키면서 중심점의 수직 방향 좌표를 도출하게 될 수 있다.
상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계(S37) 이후에는, 상기 서치윈도우가 상기 영상의 타측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제1 중심선으로 설정하는 단계(S38)가 수행될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 탐색된 레이저띠의 제1 중심선을 나타낸 예시도이다.
도 8을 더 참조하면, 상기 서치윈도우가 상기 영상의 타측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제1 중심선으로 설정하는 단계(S38)에서, 상기 서치윈도우(20)가 레이저띠(10)의 중심점들을 계속 찾으면서 타측으로 이동하다가 영상의 기설정된 영역의 타측 끝에 도달하여 중심점을 다 찾게 되면 탐색된 중심점들을 연결하여 제1 중심선(11)으로 설정하게 될 수 있다.
상기 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계(S30) 이후에는, 상기 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계(S40)가 수행될 수 있다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계의 순서도이고, 도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계의 알고리즘이다.
도 9 및 도 10을 더 참조하면, 상기 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계(S40)는, 먼저, 상기 영상의 타측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계(S41)가 수행될 수 있다.
상기 영상의 타측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계(S41)에서, 상기 서치윈도우(20)는 좌표 원점에서 수평방향 좌표가 타측 끝으로 설정된 영역에서 시작하여 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하도록 마련될 수 있다.
즉, 상기 서치윈도우(20)의 길이가 증가하다가 레이저띠(10)가 위치하는 영역에서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점을 인식하게 되면 해당 좌표를 제1 좌표로 설정할 수 있다.
상기 영상의 타측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계(S41) 이후에는, 상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S42)가 수행될 수 있다.
상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S42)에서, 상기 제1 좌표는 상기 레이저띠(10)의 최상단의 위치이다. 그리고, 서치윈도우(20)의 폭은 상기 레이저띠(10)의 두께와 대응되게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 서치윈도우(20)의 폭의 1/2의 값을 상기 제1 좌표의 수직 방향 좌표에 더해준다면 상기 레이저띠(10)의 중심점을 도출하게 될 수 있다.
상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S42) 이후에는, 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계(S43)가 수행될 수 있다.
설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계(S43)에서는, 앞서 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계 값을 설정하도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 라인레이저는 경면에서 경면반사가 일어나, 레이저띠(10)의 중심선과 유사한 밝기값이 경면반사로 인해 발생한 노이즈에도 발생하게 될 수 있다.
따라서, 경면반사가 일어나지 않은 부분에서의 수직 방향 좌표의 상하 방향으로 기설정된 범위의 수직 한계를 정해둔다면 레이저띠(10)는 연속적으로 값이 변화하기 때문에 레이저띠(10)의 중심선이 연속적으로 이어지며, 노이즈를 효율적으로 제거할 수 있다.
여기서 상기 수직 한계는, 상기 레이저띠의 두께만큼 또는 상기 서치윈도우(20)의 폭만큼으로 정해지도록 마련될 수 있다.
일 예로, 설정된 상기 중심점의 수직방향 좌표가 5이고 상기 서치윈도우(20)의 폭이 0.5인 경우, 상기 수직 한계 값은 4.5~5.5가 되도록 마련될 수 있다.
설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계(S43) 이후에는, 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계(S44)가 수행될 수 있다.
상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계(S44)에서는, 상기 서치윈도우(20)를 상기 서치윈도우(20)의 폭만큼 일측 방향으로 수평 이동시키도록 마련될 수 있다. 이에 따라, 상기 서치윈도우(20)는 수평 방향 좌표가 정해진다.
상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계(S44) 이후에는, 상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계(S45)가 수행될 수 있다.
상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계(S45)에서, 상기 서치윈도우(20)는 먼저, 상기 수직 한계에서 최상단에 위치하게 된다. 일 예로, 상기 수직 한계 값이 4.5~5.5인 경우, 상기 서치윈도우(20)는 4.5인 지점에 위치하게 된다. 그리고나서, 상기 서치윈도우(20)의 수직 방향 길이가 변경되면서 밝기가 처음으로 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하게 될 수 있다.
상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계(S45) 이후에는, 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S46)가 수행될 수 있다.
상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S46)에서, 상기 제2 좌표는 정해진 수평 방향 좌표에서 상기 레이저띠(10)의 최상단의 위치이다. 그리고, 서치윈도우(20)의 폭은 상기 레이저띠(10)의 두께와 대응되게 설정될 수 있다. 따라서, 상기 서치윈도우(20)의 폭의 1/2의 값을 상기 제2 좌표의 수직 방향 좌표에 더해준다면 상기 레이저띠(10)의 중심점을 도출하게 될 수 있다.
상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계(S46) 이후에는, 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계(S47)가 수행될 수 있다.
이처럼, 상기 서치윈도우(20)를 타측에서 일측으로 계속 이동시켜 수평 방향 좌표를 변경시키면서 중심점의 수직 방향 좌표를 도출하게 될 수 있다.
상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계(S47) 이후에는, 상기 서치윈도우가 상기 영상의 일측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제2 중심선으로 설정하는 단계(S48)가 수행될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 제1 중심선 및 제2 중심선을 나타낸 예시도이다.
도 11을 더 참조하면, 상기 서치윈도우가 상기 영상의 일측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제2 중심선으로 설정하는 단계(S48)에서, 상기 서치윈도우(20)가 레이저띠(10)의 중심점들을 계속 찾으면서 일측으로 이동하다가 영상의 기설정된 영역의 일측 끝에 도달하여 중심점을 다 찾게 되면 탐색된 중심점들을 연결하여 제2 중심선(12)으로 설정하게 될 수 있다.
이처럼, 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계(S30) 및 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계(S40)를 통해 제1 중심선(11) 및 제2 중심선(12)이 도출될 수 있다.
상기 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키면서 상기 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계(S40) 이후에는, 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선이 탐색되는 단계(S50)가 수행될 수 있다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 제3 중심선이 탐색되는 단계의 알고리즘이고, 도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 제3 중심선이 탐색되는 단계의 예시도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선이 탐색되는 단계(S50)에서는 먼저, 상기 제1 중심선(11)에 대한 좌표와 상기 제2 중심선(12)에 대한 좌표의 원점을 일치시키도록 마련될 수 있다. 즉, 제1 중심선(11)과 제2 중심선(12)을 비교하기 용이하도록 수평 방향 좌표 및 수직 방향 좌표의 원점을 설정하도록 할 수 있다.
그리고, 상기 제1 중심선(11)과 상기 제2 중심선(12)의 동일 수평 방향 좌표에서의 수직 방향 좌표를 비교하여 수직방향 좌표가 같거나 작은 값을 수직 방향 좌표로 설정하여 상기 제3 중심선(13)을 탐색하도록 마련될 수 있다.
구체적으로 도 13에 도시된 것처럼, 경면(2) 전후에는 제1 중심선(11)과 제2 중심선(12)의 수평 방향 좌표에 따른 수직 방향 좌표가 동일하다.
그러나, 경면에서는 제1 중심선(11)과 제2 중심선(12)의 수평 방향 좌표에 따른 수직 방향 좌표에 차이가 발생한다.
이때, 초기 설정된 좌표 원점이 일측 상부이기 때문에, 도 13의 a 영역에서는 제1 중심선(11)의 수직 방향 좌표가 제2 중심선(12)의 수직 방향 좌표보다 동일 수평 방향 좌표에서 더 작은 값을 갖는다. 따라서, a 영역에서 제3 중심선(13)을 이루는 수직 방향 좌표는 제1 중심선(11)의 수직 방향 좌표가 된다.
도 13의 b 영역에서는 제1 중심선(11)과 제2 중심선(12)의 수평 방향 좌표에 따른 수직 방향 좌표가 동일하다.
도 13의 c 영역에서는 제2 중심선(12)의 수직 방향 좌표가 제1 중심선(11)의 수직 방향 좌표보다 동일 수평 방향 좌표에서 더 작은 값을 갖는다. 따라서, a 영역에서 제3 중심선(13)을 이루는 수직 방향 좌표는 제2 중심선(12)의 수직 방향 좌표가 된다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 제3 중심선이 탐색되는 단계에서 탐색된 제3 중심선을 나타낸 영상이다.
도 14를 참조하면, 본 발명은 전술한 바와 같이, 일측에서 타측 방향으로 탐색하여 도출된 제1 중심선(11)과 타측에서 일측 방향으로 탐색하여 도출된 제2 중심선(12)을 합성하여 제3 중심선(13)을 도출함으로써, 경면 반사에서 발생한 노이즈를 효과적으로 제거하고 정확한 레이저띠(10)의 중심선을 도출하게 될 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 경면반사 영상 노이즈 처리 장치
110: 레이저부
120: 촬영부
130: 처리부
1: 대상물
2: 경면
10: 레이저띠
11: 제1 중심선
12: 제2 중심선
13: 제3 중심선

Claims (8)

  1. a) 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 단계;
    b) 상기 영상에서 수평 방향 및 수직 방향으로 2차원 좌표계를 설정하는 단계;
    c) 상기 영상에서 수평 방향으로 일측에서 타측 방향으로 서치윈도우를 이동시키고, 상기 레이저띠의 두께에 대응되는 길이인 상기 서치윈도우의 폭만큼 수평 방향으로 상기 서치윈도우가 이동하는 각각의 위치에서 상기 레이저띠에 대한 복수 개의 중심점을 설정하고, 복수 개의 중심점을 연결함으로써 상기 레이저띠의 제1 중심선이 탐색되는 단계;
    d) 상기 영상에서 수평 방향으로 타측에서 일측 방향으로 서치윈도우를 이동시키고, 상기 레이저띠의 두께에 대응되는 길이인 상기 서치윈도우의 폭만큼 수평 방향으로 상기 서치윈도우가 이동하는 각각의 위치에서 상기 레이저띠에 대한 복수 개의 중심점을 설정하고, 복수 개의 중심점을 연결함으로써 상기 레이저띠의 제2 중심선이 탐색되는 단계; 및
    e) 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선이 탐색되는 단계를 포함하고,
    상기 e) 단계는, 상기 제1 중심선과 상기 제2 중심선의 동일 수평 방향 좌표에서의 수직 방향 좌표를 비교하여, 수직방향 좌표가 같거나 작은 값을 신규 수직 방향 좌표로 설정함으로써, 상기 동일 수평 방향 좌표와 상기 신규 수직 방향 좌표에 의한 중심점을 연결함으로써 상기 제3 중심선을 탐색하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 c) 단계는,
    c1) 상기 영상의 일측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계;
    c2) 상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계;
    c3) 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계;
    c4) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계;
    c5) 상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계;
    c6) 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계;
    c7) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 타측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계; 및
    c8) 상기 서치윈도우가 상기 영상의 타측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제1 중심선으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 방법.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 d) 단계는,
    d1) 상기 영상의 타측에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 처음으로 밝기가 최대값이 되는 지점의 제1 좌표를 탐색하는 단계;
    d2) 상기 제1 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭의 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계;
    d3) 설정된 상기 중심점의 수직 방향 좌표를 기준으로 기설정된 범위의 수직 한계를 설정하는 단계;
    d4) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계;
    d5) 상기 수직 한계의 범위 내에서 상기 서치윈도우의 수직 방향 길이를 변경시키면서 밝기가 최대값이 되는 지점인 제2 좌표를 탐색하는 단계;
    d6) 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계;
    d7) 상기 서치윈도우를 상기 서치윈도우의 폭만큼 일측으로 수평 이동시키는 단계 내지 상기 제2 좌표에서 상기 서치윈도우의 폭이 1/2을 수직 방향 좌표에 더한 위치를 상기 레이저띠의 중심점으로 설정하는 단계를 반복 수행하는 단계; 및
    d8) 상기 서치윈도우가 상기 영상의 일측에 도달하면 설정된 상기 중심점들을 연결하여 상기 제2 중심선으로 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 방법.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 e) 단계에서,
    상기 제1 중심선에 대한 좌표와 상기 제2 중심선에 대한 좌표의 원점을 일치시키도록 더 마련된 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 방법.
  8. 제 1 항에 따른 경면반사 영상 노이즈 처리 방법을 수행하기 위한 경면반사 영상 노이즈 처리 장치에 있어서,
    라인레이저를 조사하는 레이저부;
    상기 라인레이저에 의해 형성된 레이저띠의 영상을 촬영하는 촬영부; 및
    상기 촬영부에 의해 촬영된 영상에서 상기 레이저띠의 제1 중심선 및 제2 중심선을 탐색하고 상기 제1 중심선 및 상기 제2 중심선을 합성하여 노이즈가 제거된 제3 중심선을 도출하도록 마련된 처리부를 포함하는 것을 특징으로 하는 경면반사 영상 노이즈 처리 장치.
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