KR102377647B1 - 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치는, 미술품이 거치되는 대상 거치부를 포함하는 거치유닛 및 상기 대상 거치부에 거치된 미술품에 대한 소정 범위 파장의 빛에 대한 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라를 포함하는 카메라 어셈블리와, 상기 카메라 어셈블리를 복수 개의 자유도로 이동시키는 이송 어셈블리를 포함하는 이미지 추출유닛을 포함한다.

Description

미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치{Complex Scan Apparatus for gaining Art Work Data}

본 발명은 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 한 대의 기기에서 다양한 형태의 이미지 데이터를 획득할 수 있는 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치에 관한 것이다.

미술품의 기록을 남기기 위한 목적 등에 의해, 전 세계적으로 미술품에 대한 디지털 데이터베이스(Digital Data Base)화는 꾸준히 진행되어 오고 있다.

다만, 현재까지는 이와 같은 작업이 가시광선 영역에서의 고해상도 이미지로의 스캔 작업으로 한정되어 있으며, 결과물은 단순히 색 정보만을 가지는 평면 이미지 데이터에 그치고 있다.

이와 같은 평면 이미지 데이터의 경우 단순 감상용으로 사용하는 것은 가능하나, 미술품을 감별하는 업종 등과 같이 특수한 목적을 가지는 업종에서는 활용이 어렵다는 문제가 있다.

뿐만 아니라, 미술품을 스캔하기 위한 종래의 스캐너는 대형 미술품을 스캔하기에는 한계가 있으며, 이에 따라 부분 별 이미지를 따로 획득한 뒤 합성하는 방법을 사용하고 있으나, 부분 별 이미지를 획득하는 과정에서 빛의 각도 및 조명 상태의 변화 등과 같은 환경적 요소에 의해 합성 과정을 진행하게 될 경우 각 이미지의 연결부에서 컬러 연속성이 단절되는 문제가 있다.

따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.

한국공개특허 제10-2019-0111238호

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 한 대의 기기에서 다양한 형태의 이미지 데이터를 획득할 수 있도록 하여 최종 이미지의 품질을 향상시킬 수 있는 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치를 제공하기 위한 목적을 가진다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치는, 미술품이 거치되는 대상 거치부를 포함하는 거치유닛 및 상기 대상 거치부에 거치된 미술품에 대한 소정 범위 파장의 빛에 대한 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라를 포함하는 카메라 어셈블리와, 상기 카메라 어셈블리를 복수 개의 자유도로 이동시키는 이송 어셈블리를 포함하는 이미지 추출유닛을 포함한다.

이때 상기 대상 거치부는 광 투과성을 가지도록 형성되며, 상기 거치유닛은, 상기 대상 거치부에 빛을 조사하는 조명부를 포함할 수 있다.

그리고 상기 조명부는 상기 카메라 어셈블리의 인접부 및 상기 대상 거치부의 직하부 중 적어도 어느 하나 이상에 구비될 수 있다.

또한 상기 카메라 어셈블리는, 가시광선 영역의 이미지를 획득하는 VIS 카메라, 근적외 영역의 이미지를 획득하는 NIR 카메라 및 자외 영역의 이미지를 획득하는 UV 카메라 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며, 상기 카메라 어셈블리는, 상기 VIS 카메라에 장착되어, 상기 VIS 카메라가 자외 영역의 이미지를 획득하도록 하는 자외선 투과 필터를 더 포함할 수 있다.

한편 상기 이송 어셈블리는, x축 방향으로 길게 형성된 제1레일부, 상기 제1레일부의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되며, y축 방향으로 길게 형성된 제2레일부 및 상기 제2레일부의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되며, z축 방향으로 길게 형성된 제3레일부를 포함하며, 상기 카메라 어셈블리는, 상기 제3레일부의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비될 수 있다.

그리고 본 발명은 상기 카메라를 통해 획득한 하나 이상의 이미지를 통해 컬러 영상으로 합성하는 영상합성부를 더 포함하며, 상기 카메라를 통해 획득한 이미지는 가시광선 영역의 이미지, 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지를 포함하고, 상기 영상합성부는, 가시광선 영역의 이미지, 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 각각 추출하고, 추출된 RGB 성분을 각 성분 별로 전체 합성하여 컬러 영상으로 복원할 수 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치는, 한 대의 기기만으로 다양한 이미지 데이터를 획득할 수 있으므로, 이미지 데이터 획득 시간이 크게 단축되고 작품의 손상을 방지하고 비용을 절감할 수 있으며, 다종의 이미지 데이터를 합성하여 최종 이미지의 퀄리티를 크게 향상시킬 수 있는 장점을 가진다.

또한 본 발명은 카메라 어셈블리의 다축 모션이 가능하기 때문에 미술품의 3D 이미지 획득도 가능하며, 특히 유화 등의 경우 물감의 높낮이를 측정하는 것도 가능하다.

이에 따라 본 발명은 미술관 및 박물관의 전시품 데이터베이스 구축에 사용이 가능하며, 미술품의 밑그림 등도 촬영 가능하므로 미술품 감별 업종에서 위작 감별 등의 목적으로도 사용 가능하다는 장점이 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치의 모습을 나타낸 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 도면;
도 3은 빛의 각 영역 별로 광량에 따른 파장 그래프를 나타낸 도면;
도 4는 자외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 추출하는 과정을 나타낸 도면;
도 5는 가시광선 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 추출하는 과정을 나타낸 도면; 및
도 6은 근적외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 추출하는 과정을 나타낸 도면이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치의 모습을 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 도면이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치는 거치유닛(100)과, 이미지 추출유닛(200)과, 진동흡수유닛(300)을 포함한다.

거치유닛(100)은 미술품(10)이 거치되는 대상 거치부(130)와, 대상 거치부(130)에 빛을 조사하는 조명부(120)와, 대상 거치부(130) 및 조명부(120)가 장착되도록 대상 거치부(130) 및 조명부(120)를 감싸는 형태의 메인프레임(110)을 포함한다.

이때 대상 거치부는 광 투과성을 가지도록 형성될 수 있으며, 예컨대 유리 등과 같은 재료가 적용될 수 있다.

그리고 조명부(120)는 근적외 영역 또는 자외 영역의 조명을 조사하도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 후술할 카메라 어셈블리(250)를 통해 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지를 얻을 수 있어 제한적인 미술품의 내부 데이터도 획득이 가능하게 된다.

또한 본 실시예에서 조명부(120)는 대상 거치부(130)의 직하부에 구비되되, 대상 거치부(130)에 대응되는 면적으로 형성되며, 복수 개의 광원이 면 상에 배열된 형태를 가진다.

이에 따라 조명부(120)는 대상 거치부(130) 전체 면적에 고른 광량을 유지할 수 있다.

더불어 조명부(120)는 대상 거치부(130)의 직하부 외에도, 카메라 어셈블리(250)의 인접부에 더 구비될 수 있다.

이미지 추출유닛(200)는 대상 거치부(130)에 거치된 미술품(10)에 대한 소정 범위 파장의 빛에 대한 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라(252a, 252b)를 포함하는 카메라 어셈블리(250)와, 카메라 어셈블리(250)를 복수 개의 자유도로 이동시키는 이송 어셈블리를 포함한다.

이때 카메라 어셈블리(250)는, 가시광선 영역의 이미지를 획득하는 VIS 카메라(252a) 및 근적외 영역의 이미지를 획득하는 NIR 카메라(252b) 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 카메라 세트(252)를 가질 수 있으며, 이와 더불어 자외 영역의 이미지를 획득하는 UV 카메라를 더 포함할 수도 있다.

또는 카메라 어셈블리(250)는 VIS 카메라(252a)에 장착되어, 상기 VIS 카메라가 자외 영역의 이미지를 획득하도록 하는 자외선 투과 필터를 포함하여 자외 영역의 이미지를 획득하도록 할 수도 있다.

또한 VIS 카메라(252a)를 통해 가시광선 영역의 이미지를 얻고자 할 경우에는, 자외 영역 및 적외 영역을 차단할 수 있는 UV/IR 필터가 장착될 수 있다.

더불어 본 실시예에서 카메라 어셈블리(250)는 카메라 세트(252)를 고정시키기 위한 고정 플레이트(251)를 더 포함할 수 있다.

이송 어셈블리는 전술한 바와 같이 카메라 어셈블리(250)를 복수 개의 자유도로 이동시키도록 구비되며, 본 실시예의 경우 카메라 어셈블리(250)를 x축, y축, z축을 포함하는 3축으로 이송시키도록 구비된다.

구체적으로 본 실시예에서 이송 어셈블리는 x축 방향으로 길게 형성된 제1레일부(210)와, 제1레일부(210)의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되며, y축 방향으로 길게 형성된 제2레일부(220)와, 제2레일부(220)의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되며, z축 방향으로 길게 형성된 제3레일부(230)를 포함한다.

그리고 카메라 어셈블리(250)는 제3레일부(230)의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비된다.

이에 따라 본 발명은 카메라 어셈블리(250)가 x축, y축, z축 방향으로 자유롭게 이동이 가능하며, 매우 정밀한 촬영이 가능하게 된다. 특히 z축 방향으로의 모션이 가능하기 때문에 카메라의 초점을 맞추는데 용이하며, 판화 같은 3D 형태의 미술품에 대해서도 데이터 획득이 가능하다.

한편 진동흡수유닛(300)은 거치유닛(100)을 지지하도록 거치유닛(100)의 하부에 구비되며, 외부로부터 거치유닛(100) 측으로 전달되는 진동을 흡수하는 역할을 수행한다.

그리고 본 실시예에서 진동흡수유닛(300)은, 거치유닛(100)의 소정 위치마다 지지력을 제공하며, 진동을 흡수하는 복수 개의 진동흡수부(310)와, 복수 개의 진동흡수부(310)를 서로 연결하는 연결프레임부(320)를 포함한다.

그리고 각 진동흡수부(310)의 상하에는, 외부의 충격을 흡수하여 소산시키는 충격흡수모듈(312, 314)이 각각 구비될 수 있다.

한편 본 발명은 카메라(252a, 252b)를 통해 획득한 하나 이상의 이미지를 통해 컬러 영상으로 합성하는 영상합성부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

이하에서는, 이와 같은 영상합성부를 통한 컬러 영상의 합성 알고리즘에 대해 설명하도록 한다.

특히 이하 설명에 있어 카메라(252a, 252b)를 통해 획득한 이미지는 가시광선 영역의 이미지, 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지를 포함하는 것으로 하며, 이와 같은 이미지를 획득하는 과정에서는 자연광 광원을 이용하였으며, UV-VIS-NIR 투과 손실은 없고 투과율이 동일한 렌즈를 사용하는 것으로 가정하였다. 또한 각 이미지는 VIS 카메라, NIR 카메라, UV 카메라를 이용하여 피사체를 정면에 두고 촬영한 것으로 가정하였다.

먼저, 도 3에는 빛의 각 영역 별로 광량에 따른 파장을 나타낸 그래프가 도시된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 빛의 각 영역은 서로 다른 파장에서 광량이 증가하는 것으로 나타난다.

그리고 도 4는 자외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 추출하는 과정을 나타낸 도면이며, 도 5는 가시광선 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 추출하는 과정을 나타낸 도면이고, 도 6은 근적외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 추출하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 4 내지 도 6에는 빛의 각 영역의 RGB 성분을 그래프로 나타내고 있으며, 이로부터 추출된 RGB 성분을 수식으로 표현하였다.

이때 가시광선 영역의 카메라의 경우, 분리된 각 RGB 성분은 순수한 색 성분만을 가지고 있지는 않으며, 다른 색의 성분을어느 정도 포함하고 있으므로, 컬러의 정확한 분배 공식이 요구된다.

즉 본 실시예에서 영상합성부는, 가시광선 영역의 이미지, 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 각각 추출하고, 추출된 RGB 성분을 각 성분 별로 전체 합성하여, 회색조 영상으로부터 컬러 영상을 복원하는 과정을 거쳐 완성된 이미지를 획득한다.

그리고 이와 같은 과정에서는 이하의 수식 1이 적용될 수 있다.

<수식 1>

이와 같이 본 발명은 한 대의 기기만으로 다양한 이미지 데이터를 획득할 수 있으므로, 이미지 데이터 획득 시간이 크게 단축되고 작품의 손상을 방지하고 비용을 절감할 수 있으며, 다종의 이미지 데이터를 합성하여 최종 이미지의 퀄리티를 크게 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은 카메라 어셈블리(250)의 다축 모션이 가능하기 때문에 미술품의 3D 이미지 획득도 가능하며, 특히 유화 등의 경우 물감의 높낮이를 측정하는 것도 가능하다.

특히 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지는 가시광선 영역의 이미지에서 드러나지 않는 크랙, 덧칠 등과 같은 특징을 나타낼 수 있으므로, 보다 정밀하고 높은 품질의 컬러 영상을 데이터베이스화할 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

100: 거치유닛
110: 메인프레임
120: 조명부
130: 대상 거치부
200: 이미지 추출유닛
210: 제1레일
220: 제2레일
230: 제3레일
250: 카메라 어셈블리
251: 고정 플레이트
252: 카메라 세트
252a: VIS 카메라
252b: NIR 카메라
300: 진동흡수유닛
310: 진동흡수부
312, 314: 충격흡수모듈
320: 연결프레임부

Claims (6)

1. 미술품이 거치되는 대상 거치부를 포함하는 거치유닛; 및
   상기 대상 거치부에 거치된 미술품에 대한 소정 범위 파장의 빛에 대한 이미지를 획득하는 하나 이상의 카메라를 포함하는 카메라 어셈블리와, 상기 카메라 어셈블리를 복수 개의 자유도로 이동시키는 이송 어셈블리를 포함하는 이미지 추출유닛;
   을 포함하고,
   상기 대상 거치부는 광 투과성을 가지도록 형성되며,
   상기 거치유닛은 상기 대상 거치부에 빛을 조사하는 조명부를 더 포함하는,
   미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 조명부는 상기 카메라 어셈블리의 인접부 및 상기 대상 거치부의 직하부 중 적어도 어느 하나 이상에 구비되는,
   미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 카메라 어셈블리는,
   가시광선 영역의 이미지를 획득하는 VIS 카메라;
   근적외 영역의 이미지를 획득하는 NIR 카메라; 및
   자외 영역의 이미지를 획득하는 UV 카메라;
   중 적어도 어느 하나 이상을 포함하며,
   상기 카메라 어셈블리는,
   상기 VIS 카메라에 장착되어, 상기 VIS 카메라가 자외 영역의 이미지를 획득하도록 하는 자외선 투과 필터를 더 포함하는,
   미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 이송 어셈블리는,
   x축 방향으로 길게 형성된 제1레일부;
   상기 제1레일부의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되며, y축 방향으로 길게 형성된 제2레일부; 및
   상기 제2레일부의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되며, z축 방향으로 길게 형성된 제3레일부;
   를 포함하며,
   상기 카메라 어셈블리는,
   상기 제3레일부의 길이 방향을 따라 선형 이동 가능하게 구비되는,
   미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 카메라를 통해 획득한 하나 이상의 이미지를 통해 컬러 영상으로 합성하는 영상합성부를 더 포함하며,
   상기 카메라를 통해 획득한 이미지는 가시광선 영역의 이미지, 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지를 포함하고,
   상기 영상합성부는,
   가시광선 영역의 이미지, 근적외 영역의 이미지 및 자외 영역의 이미지로부터 RGB 성분을 각각 추출하고,
   추출된 RGB 성분을 각 성분 별로 전체 합성하여 컬러 영상으로 복원하는,
   미술품 데이터 획득용 복합 스캔장치.

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