KR102638903B1 - Apparatus and method for vision analyzing surface fine abrasive particle of abrasive tool - Google Patents
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Abstract
본 발명은 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 분석하기 위한 연마 공구의 표면 영역에 대한 그레이레벨 영상을 획득하여 잡음을 제거하고, 적응 문턱치를 이용해서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하여 이진 영상으로 변환하고, 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 연마 입자 크기 분포 히스토그램을 산출하는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a vision analysis device and method for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool. In particular, the gray level image of the surface area of the polishing tool for analysis is acquired, noise is removed, and abrasive particle objects are identified using an adaptive threshold. Apparatus and method for vision analysis of fine abrasive particles on the surface of an abrasive tool, which separates from the background image and converts it into a binary image, labels the abrasive particle objects, and calculates the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and abrasive particle size distribution histogram. will be.
Description
본 발명은 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 분석하기 위한 연마 공구의 표면 영역에 대한 그레이레벨 영상을 획득하여 잡음을 제거하고, 적응 문턱치를 이용해서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하여 이진 영상으로 변환하고, 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 연마 입자 크기 분포 히스토그램을 산출하는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a vision analysis device and method for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool. In particular, the gray level image of the surface area of the polishing tool for analysis is acquired, noise is removed, and abrasive particle objects are identified using an adaptive threshold. Apparatus and method for vision analysis of fine abrasive particles on the surface of an abrasive tool, which separates from the background image and converts it into a binary image, labels the abrasive particle objects, and calculates the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and abrasive particle size distribution histogram. will be.
통상, 디스플레이 유리 연마를 위해 사용하는 폴리싱 휠(Polishing wheel)과 같은 연마 공구의 제조과정에서 첨가되는 마이크로미터 단위의 미세 연마 입자의 분포나 밀도는 연마 공구의 매우 중요한 품질관리 지표이다. Typically, the distribution or density of micrometer-scale fine abrasive particles added during the manufacturing process of a polishing tool such as a polishing wheel used to polish display glass is a very important quality control indicator of the polishing tool.
종래에는 현미경을 이용하여 연마 공구의 표면 입자 분포 상태를 관찰하는 단순한 방법을 사용하였으므로, 정량화하기 힘들다는 문제점이 있다. 따라서, 정량적이고 객관적인 품질 신뢰성 지표를 용이하게 제시하기 위해 비전 기반으로 단위 면적당 연마 입자의 분포비 및 밀도를 자동 측정하는 방법이 필요하게 되었다. Conventionally, a simple method of observing the surface particle distribution of a polishing tool using a microscope was used, so there was a problem in that it was difficult to quantify. Therefore, in order to easily present quantitative and objective quality reliability indicators, a vision-based method of automatically measuring the distribution ratio and density of abrasive particles per unit area has become necessary.
따라서 본 발명은 상기와 같은 점을 고려하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 연마 공구의 제조과정에서 첨가되는 미세 연마 입자의 분포 및 밀도를 정량적이고 객관적으로 자동 분석할 수 있는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법을 제공하는 데에 있다.Therefore, the present invention was made in consideration of the above points, and the purpose of the present invention is to provide a surface microprocessor of a polishing tool that can quantitatively and objectively automatically analyze the distribution and density of fine abrasive particles added during the manufacturing process of the polishing tool. The object is to provide an abrasive particle vision analysis device and method.
상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치는 연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득하도록 구성된 영상 획득부; 상기 그레이레벨 영상을 필터링하여 상기 그레이레벨 영상으로부터 불필요한 요소를 제거하도록 구성된 영상 전 처리부; 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하도록 구성된 적응 문턱치 산출부; 상기 적응 문턱치를 이용해 상기 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하도록 구성된 입자 객체 분리부; 상기 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하도록 구성된 이진 영상 변환부; 상기 이진 영상에서 상기 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하도록 구성된 입자 라벨링 처리부; 상기 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하도록 구성된 연마 입자 분포비 산출부; 번호 마킹된 상기 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하도록 구성된 연마 입자 밀도 산출부; 및 상기 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하도록 구성된 연마 입자 히스토그램 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit configured to acquire a gray level image by photographing an area corresponding to the surface area of the polishing tool; an image pre-processing unit configured to filter the gray level image to remove unnecessary elements from the gray level image; an adaptive threshold calculation unit configured to calculate an adaptive threshold for separating abrasive grain objects from a gray level image from which unnecessary elements have been removed; a particle object separation unit configured to separate an abrasive particle object from a background image in the gray level image from which the unnecessary elements have been removed using the adaptive threshold; a binary image conversion unit configured to convert the gray level image from which the abrasive grain object is separated into a binary image; a particle labeling processing unit configured to label the abrasive particle object in the binary image and mark the number of the abrasive particle object; an abrasive particle distribution ratio calculation unit configured to calculate an abrasive particle distribution ratio by counting the total number of pixels and the number of pixels of abrasive particles from which objects are separated in the binary image; an abrasive particle density calculation unit configured to calculate an abrasive particle density by counting the number of number-marked abrasive particle objects; and an abrasive particle histogram calculation unit configured to represent the size distribution of number-marked abrasive particle objects used in calculating the abrasive particle density as a histogram.
상기 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치는 상기 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 히스토그램을 디스플레이하도록 구성된 결과 표시부를 더 포함할 수 있다.The device for vision analysis of surface fine abrasive particles of a polishing tool according to the above embodiment may further include a result display unit configured to display the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and histogram.
상기 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치에 있어서, 상기 적응 문턱치는 다음 [수학식 1]을 이용해 산출될 수 있다. In the vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to the above embodiment, the adaptive threshold value can be calculated using the following [Equation 1].
[수학식 1][Equation 1]
[여기서, 는 적응 문턱치를 나타내고, α는 가중치를 나타내고, M, N은 영상의 행과 열의 크기를 나타내고, 는 (n,m) 좌표의 화소 값을 나타내고, 는 영상의 표준편차를 나타냄][here, represents the adaptation threshold, α represents the weight, M, N represent the size of the rows and columns of the image, represents the pixel value of (n,m) coordinates, represents the standard deviation of the image]
상기 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치에 있어서, 상기 연마 입자 분포비는 다음의 [수학식 2]을 이용하여 산출될 수 있다. In the vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to the above embodiment, the abrasive particle distribution ratio can be calculated using the following [Equation 2].
[수학식 2][Equation 2]
상기 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치에 있어서, 상기 연마 입자 밀도는 다음의 [수학식 3]을 이용하여 산출될 수 있다. In the vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to the above embodiment, the abrasive particle density can be calculated using the following [Equation 3].
[수학식 3][Equation 3]
[여기서, 는 라벨링 된 각각의 연마 입자 객체의 크기를 나타내고, β는 연마 입자 제거 문턱치를 나타내고, β가 "0"이면 연마 입자 제거없이 분석하는 경우임][here, represents the size of each labeled abrasive particle object, β represents the abrasive particle removal threshold, and if β is "0", it is the case of analysis without abrasive particle removal]
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 방법은 영상 획득부가 연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득하는 단계; 영상 전 처리부가 상기 그레이레벨 영상을 필터링하여 상기 그레이레벨 영상으로부터 불필요한 요소를 제거하는 단계; 적응 문턱치 산출부가 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하는 단계; 입자 객체 분리부가 상기 적응 문턱치를 이용해 상기 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하는 단계; 이진 영상 변환부가 상기 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하는 단계; 입자 라벨링 처리부가 상기 이진 영상에서 상기 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하는 단계; 연마 입자 분포비 산출부가 상기 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하는 단계; 연마 입자 밀도 산출부가 번호 마킹된 상기 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하는 단계; 연마 입자 히스토그램 산출부가 상기 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하는 단계; 및 결과 표시부에 의해 상기 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 히스토그램이 디스플레이되는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, a vision analysis method for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to another embodiment of the present invention includes the steps of an image acquisition unit acquiring a gray level image by photographing an area corresponding to the surface area of the polishing tool; an image pre-processing unit filtering the gray level image to remove unnecessary elements from the gray level image; A step where an adaptive threshold calculation unit calculates an adaptive threshold for separating abrasive grain objects from a gray level image from which unnecessary elements have been removed; A particle object separation unit separating an abrasive particle object from a background image in the gray level image from which unnecessary elements have been removed using the adaptive threshold; A binary image conversion unit converting the gray level image from which the abrasive particle object is separated into a binary image; A particle labeling processing unit labeling the abrasive particle object in the binary image to mark the number of the abrasive particle object; A step of an abrasive particle distribution ratio calculating unit calculating an abrasive particle distribution ratio by counting the total number of pixels and the number of pixels of abrasive particles from which objects are separated in the binary image; Calculating an abrasive particle density by counting the number of number-marked abrasive particle objects in an abrasive particle density calculation unit; A step of an abrasive particle histogram calculating unit expressing the distribution of the sizes of the number-marked abrasive particle objects used in calculating the abrasive particle density as a histogram; and displaying the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and histogram by a result display unit.
본 발명의 실시형태에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법에 의하면, 연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득하여 불필요한 요소를 제거하고, 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하며, 상기 적응 문턱치를 이용해 상기 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하고, 상기 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하고 상기 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하고, 상기 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하고, 번호 마킹된 상기 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하고, 상기 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하도록 구성됨으로써, 연마 공구의 제조과정에서 첨가되는 미세 연마 입자의 분포 및 밀도를 정량적이고 객관적으로 자동 분석할 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.According to the vision analysis device and method for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool according to an embodiment of the present invention, the area corresponding to the surface area of the polishing tool is photographed to obtain a gray level image to remove unnecessary elements, and the unnecessary elements are removed. Calculate an adaptive threshold for separating an abrasive particle object from a gray level image, separate an abrasive particle object from a background image in the gray level image from which unnecessary elements have been removed using the adaptive threshold, and use the adaptive threshold to separate the abrasive particle object from the background image, and use the adaptive threshold to separate the abrasive particle object from the background image. Convert the image to a binary image, label the abrasive grain object, mark the number of the abrasive grain object, and calculate the abrasive grain distribution ratio by counting the total number of pixels and the number of pixels of the abrasive grain from which the object is separated in the binary image. and calculating the abrasive particle density by counting the number of the number-marked abrasive particle objects, and expressing the distribution of the sizes of the number-marked abrasive particle objects used in calculating the abrasive particle density as a histogram, so that the abrasive tool It has the outstanding effect of being able to automatically and quantitatively and objectively analyze the distribution and density of fine abrasive particles added during the manufacturing process.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 도 1의 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치에 의해 이루어지는 미세 연마 입자의 분포 및 밀도 분석 개념도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 방법을 설명하기 위한 플로우챠트이다.
도 4는 도 1의 이진 영상 변환부에 의해 변환된 연마 입자 객체가 분리된 이진 영상을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 1의 연마 입자 히스토그램 산출부에 의해 표현된 연마 입자 객체의 크기 히스토그램에 대한 예시도이다.1 is a block diagram of a vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a conceptual diagram of distribution and density analysis of fine abrasive particles performed by a vision analysis device for surface fine abrasive particles of the polishing tool of FIG. 1.
Figure 3 is a flow chart for explaining a method of vision analysis of fine abrasive particles on the surface of a polishing tool according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a binary image in which an abrasive particle object converted by the binary image conversion unit of FIG. 1 is separated.
FIG. 5 is an exemplary diagram of a size histogram of an abrasive particle object expressed by the abrasive particle histogram calculator of FIG. 1 .
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치의 블록 구성도이고, 도 2는 도 1의 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치에 의해 이루어지는 미세 연마 입자의 분포 및 밀도 분석 개념도이다.Figure 1 is a block diagram of a vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool according to an embodiment of the present invention, and Figure 2 is a distribution of fine abrasive particles made by the vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool of Figure 1. and density analysis concept diagram.
본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치는, 도 1 및 2에 도시된 바와 같이, 영상 획득부(100), 영상 전 처리부(200), 적응 문턱치 산출부(300), 입자 객체 분리부(400), 이진 영상 변환부(500), 입자 라벨링 처리부(600), 연마 입자 분포비 산출부(700), 연마 입자 밀도 산출부(800), 연마 입자 히스토그램 산출부(900) 및 결과 표시부(1000)를 포함한다. As shown in Figures 1 and 2, the surface fine abrasive particle vision analysis device of a polishing tool according to an embodiment of the present invention includes an
영상 획득부(100)는 연마 공구의 표면적(예컨대, 2.4×2.8㎜)에 해당하는 영역을 촬영하여 예컨대 2048×2448 해상도의 그레이레벨 영상을 획득하는 역할을 한다. The
영상 전 처리부(200)는 영상 획득부(100)에서 획득된 그레이레벨 영상을 예컨대 3×3 메디안 필터를 이용하여 필터링하여 그레이레벨 영상으로부터 임펄스 잡음과 같은 불필요한 요소를 제거하는 역할을 한다.The image pre-processing
적응 문턱치 산출부(300)는 영상 전 처리부(200)에 의해 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하는 역할을 한다. 적응 문턱치는 고정 문턱치에 비해 조명의 변화로 인하여 영상의 속성이 가변되는 조건하에서도 통계적인 특성을 이용하여 보다 정확하게 연마 입자 객체를 분리할 수 있는 장점이 있다.The adaptive
적응 문턱치는 다음의 [수학식 1]을 이용해 산출될 수 있다. The adaptation threshold can be calculated using the following [Equation 1].
[수학식 1][Equation 1]
[여기서, 는 적응 문턱치를 나타내고, α는 가중치를 나타내고, M, N은 영상의 행과 열의 크기를 나타내고, 는 (n,m) 좌표의 화소 값을 나타내고, 는 영상의 표준편차를 나타냄][here, represents the adaptation threshold, α represents the weight, M, N represent the size of the rows and columns of the image, represents the pixel value of (n,m) coordinates, represents the standard deviation of the image]
입자 객체 분리부(400)는 적응 문턱치 산출부(300)에 의해 산출된 적응 문턱치를 이용하여, 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에 있어서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하는 역할을 한다.The particle
이진 영상 변환부(500)는 입자 객체 분리부(400)에 의해 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하는 역할을 한다.The binary
도 4에는 이진 영상 변환부(500)에 의해 변환된 연마 입자 객체가 분리된 이진 영상이 도시되어 있다.FIG. 4 shows a binary image in which the abrasive particle object converted by the binary
입자 라벨링 처리부(600)는 이진 영상 변환부(500)에 의해 변환된 이진 영상에서 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하는 역할을 한다. The particle
연마 입자 분포비 산출부(700)는 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하는 역할을 한다. 이진 영상에서 배경 화소는 "0"으로 표현되고, 연마 입자 화소는 "1"로 표현된다.The abrasive particle distribution
연마 입자 분포비는 다음의 [수학식 2]을 이용하여 산출될 수 있다. The abrasive particle distribution ratio can be calculated using the following [Equation 2].
[수학식 2][Equation 2]
[여기서, M, N은 영상의 행과 열의 크기를 나타내고, 는 (n,m) 좌표의 화소 값을 나타냄][Here, M and N represent the sizes of the rows and columns of the image, represents the pixel value of (n,m) coordinates]
연마 입자 밀도 산출부(800)는 입자 라벨링 처리부(600)에 의해 번호 마킹된 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하는 역할을 한다.The abrasive particle
연마 입자 밀도는 다음의 [수학식 3]을 이용하여 산출될 수 있다.Abrasive particle density can be calculated using the following [Equation 3].
[수학식 3][Equation 3]
[여기서, 는 라벨링 된 각각의 연마 입자 객체의 크기를 나타내고, β는 연마 입자 제거 문턱치를 나타내고, β가 "0"이면 연마 입자 제거없이 분석하는 경우임][here, represents the size of each labeled abrasive particle object, β represents the abrasive particle removal threshold, and if β is "0", it is the case of analysis without abrasive particle removal]
연마 입자 히스토그램 산출부(900)는 연마 입자 밀도 산출부(800)에 의한 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기[]에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하는 역할을 한다.The abrasive particle
도 5에는 연마 입자 히스토그램 산출부(900)에 의해 표현된 연마 입자 객체의 크기 히스토그램에 대한 예시도가 도시되어 있으며, 번호 마킹된 연마 입자 객체가 존재하는 이진 영상에 포함된 입자 크기 분포가 구간별로 시각화되어 있음을 알 수 있다.Figure 5 shows an example of the size histogram of an abrasive particle object expressed by the abrasive particle
결과 표시부(1000)는 연마 입자 분포비 산출부(700), 연마 입자 밀도 산출부(800) 및 연마 입자 히스토그램 산출부(900)에 의해 산출된 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 히스토그램을 디스플레이하는 역할을 한다.The
이하, 상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치를 이용한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, a method for analyzing the vision of fine abrasive particles on the surface of a polishing tool using a vision analysis device for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool according to an embodiment of the present invention configured as described above will be described.
도 3은 본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 방법을 설명하기 위한 플로우챠트로서, 여기서 S는 스텝(step)을 나타낸다.Figure 3 is a flowchart for explaining a method of vision analysis of fine abrasive particles on the surface of a polishing tool according to an embodiment of the present invention, where S represents a step.
먼저, 영상 획득부(100)가 분석하기 위한 연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득한다(S10).First, the
다음, 영상 전 처리부(200)가 스텝(S10)에서 획득된 그레이레벨 영상을 필터링하여 그레이레벨 영상으로부터 불필요한 요소를 제거한다(S20).Next, the image pre-processing
다음, 적응 문턱치 산출부(300)가 스텝(S20)에서 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출한다(S30).Next, the adaptive
다음, 입자 객체 분리부(400)가 스텝(S30)에서 산출된 적응 문턱치를 이용해 스텝(S20)에서 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리한다(S40).Next, the particle
다음, 이진 영상 변환부(500)가 스텝(S40)에서 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환한다(S50).Next, the
다음, 입자 라벨링 처리부(600)가 스텝(S50)에서 변환된 이진 영상에서 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹한다(S60).Next, the particle
다음, 연마 입자 분포비 산출부(700)가 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출한다(S70).Next, the abrasive particle distribution
다음, 연마 입자 밀도 산출부(800)가 스텝(S60)에서 번호 마킹된 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출한다(S80).Next, the abrasive particle
다음, 연마 입자 히스토그램 산출부(900)가 스텝(S80)에서 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현한다(S90).Next, the abrasive particle
다음, 결과 표시부(1000)를 통해 스텝(S70), 스텝(S80) 및 스텝(S90)에서 산출된 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 히스토그램이 디스플레이된다(S100).Next, the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and histogram calculated in steps S70, S80, and S90 are displayed through the result display unit 1000 (S100).
본 발명의 실시예에 의한 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치 및 방법에 의하면, 연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득하여 불필요한 요소를 제거하고, 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하며, 상기 적응 문턱치를 이용해 상기 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하고, 상기 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하고 상기 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하고, 상기 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하고, 번호 마킹된 상기 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하고, 상기 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하도록 구성됨으로써, 연마 공구의 제조과정에서 첨가되는 미세 연마 입자의 분포 및 밀도를 정량적이고 객관적으로 자동 분석할 수 있다.According to the vision analysis device and method for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool according to an embodiment of the present invention, the area corresponding to the surface area of the polishing tool is photographed to obtain a gray level image to remove unnecessary elements, and the unnecessary elements are removed. Calculate an adaptive threshold for separating an abrasive particle object from a gray level image, separate an abrasive particle object from a background image in the gray level image from which unnecessary elements have been removed using the adaptive threshold, and use the adaptive threshold to separate the abrasive particle object from the background image, and use the adaptive threshold to separate the abrasive particle object from the background image. Convert the image to a binary image, label the abrasive grain object, mark the number of the abrasive grain object, and calculate the abrasive grain distribution ratio by counting the total number of pixels and the number of pixels of the abrasive grain from which the object is separated in the binary image. and calculating the abrasive particle density by counting the number of the number-marked abrasive particle objects, and expressing the distribution of the sizes of the number-marked abrasive particle objects used in calculating the abrasive particle density as a histogram, so that the abrasive tool The distribution and density of fine abrasive particles added during the manufacturing process can be automatically and quantitatively analyzed.
도면과 명세서에는 최적의 실시예가 개시되었으며, 특정한 용어들이 사용되었으나 이는 단지 본 발명의 실시형태를 설명하기 위한 목적으로 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.In the drawings and specification, optimal embodiments are disclosed, and specific terms are used, but these are used only for the purpose of describing embodiments of the present invention, and are used to limit the meaning or limit the scope of the present invention described in the patent claims. It didn't happen. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and other equivalent embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
100: 영상 획득부
200: 영상 전 처리부
300: 적응 문턱치 산출부
400: 입자 객체 분리부
500: 이진 영상 변환부
600: 입자 라벨링 처리부
700: 연마 입자 분포비 산출부
800: 연마 입자 밀도 산출부
900: 연마 입자 히스토그램 산출부
1000: 결과 표시부100: Image acquisition unit
200: Image pre-processing unit
300: Adaptation threshold calculation unit
400: particle object separation unit
500: Binary image conversion unit
600: Particle labeling processing unit
700: Abrasive particle distribution ratio calculation unit
800: Abrasive particle density calculation unit
900: Abrasive particle histogram calculation unit
1000: Result display
Claims (6)
연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득하도록 구성된 영상 획득부;
상기 그레이레벨 영상을 필터링하여 상기 그레이레벨 영상으로부터 불필요한 요소를 제거하도록 구성된 영상 전 처리부;
불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하도록 구성된 적응 문턱치 산출부;
상기 적응 문턱치를 이용해 상기 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하도록 구성된 입자 객체 분리부;
상기 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하도록 구성된 이진 영상 변환부;
상기 이진 영상에서 상기 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하도록 구성된 입자 라벨링 처리부;
상기 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하도록 구성된 연마 입자 분포비 산출부;
번호 마킹된 상기 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하도록 구성된 연마 입자 밀도 산출부; 및
상기 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하도록 구성된 연마 입자 히스토그램 산출부;를 포함하며,
상기 적응 문턱치는 고정 문턱치에 비해 조명의 변화로 인하여 영상의 속성이 가변되는 조건하에서도 통계적인 특성을 이용하여 보다 정확하게 연마 입자 객체를 분리할 수 있게 하며,
상기 적응 문턱치는 다음 [수학식 1]을 이용해 산출되는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치.
[수학식 1]
[여기서, 는 적응 문턱치를 나타내고, α는 가중치를 나타내고, M, N은 영상의 행과 열의 크기를 나타내고, 는 (n,m) 좌표의 화소 값을 나타내고, 는 영상의 표준편차를 나타냄]
A vision analysis device for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool that can quantitatively analyze the distribution and density of fine abrasive particles added during the manufacturing process of the polishing tool,
an image acquisition unit configured to obtain a gray level image by photographing an area corresponding to the surface area of the polishing tool;
an image pre-processing unit configured to filter the gray level image to remove unnecessary elements from the gray level image;
an adaptive threshold calculation unit configured to calculate an adaptive threshold for separating abrasive grain objects from a gray level image from which unnecessary elements have been removed;
a particle object separation unit configured to separate an abrasive particle object from a background image in the gray level image from which the unnecessary elements have been removed using the adaptive threshold;
a binary image conversion unit configured to convert the gray level image from which the abrasive grain object is separated into a binary image;
a particle labeling processing unit configured to label the abrasive particle object in the binary image and mark the number of the abrasive particle object;
an abrasive particle distribution ratio calculation unit configured to calculate an abrasive particle distribution ratio by counting the total number of pixels and the number of pixels of abrasive particles from which objects are separated in the binary image;
an abrasive particle density calculation unit configured to calculate an abrasive particle density by counting the number of number-marked abrasive particle objects; and
It includes an abrasive particle histogram calculation unit configured to represent the size distribution of number-marked abrasive particle objects used when calculating the abrasive particle density as a histogram,
Compared to a fixed threshold, the adaptive threshold allows for more accurate separation of abrasive particle objects using statistical characteristics even under conditions where image properties vary due to changes in illumination,
The adaptive threshold value is calculated using the following [Equation 1], a vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool.
[Equation 1]
[here, represents the adaptation threshold, α represents the weight, M, N represent the size of the rows and columns of the image, represents the pixel value of (n,m) coordinates, represents the standard deviation of the image]
상기 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 히스토그램을 디스플레이하도록 구성된 결과 표시부를 더 포함하는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치.
According to claim 1,
A vision analysis device for surface fine abrasive particles of an abrasive tool, further comprising a result display unit configured to display the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and histogram.
상기 연마 입자 분포비는 다음의 [수학식 2]을 이용하여 산출되는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치.
[수학식 2]
According to claim 1,
A vision analysis device for surface fine abrasive particles of a polishing tool, wherein the abrasive particle distribution ratio is calculated using the following [Equation 2].
[Equation 2]
상기 연마 입자 밀도는 다음의 [수학식 3]을 이용하여 산출되는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 장치.
[수학식 3]
[여기서, 는 라벨링 된 각각의 연마 입자 객체의 크기를 나타내고, β는 연마 입자 제거 문턱치를 나타내고, β가 "0"이면 연마 입자 제거없이 분석하는 경우임]
According to claim 1,
The abrasive particle density is calculated using the following [Equation 3], a vision analysis device for fine abrasive particles on the surface of a polishing tool.
[Equation 3]
[here, represents the size of each labeled abrasive particle object, β represents the abrasive particle removal threshold, and if β is "0", it is the case of analysis without abrasive particle removal]
영상 획득부가 연마 공구의 표면적에 해당하는 영역을 촬영하여 그레이레벨 영상을 획득하는 단계;
영상 전 처리부가 상기 그레이레벨 영상을 필터링하여 상기 그레이레벨 영상으로부터 불필요한 요소를 제거하는 단계;
적응 문턱치 산출부가 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상으로부터 연마 입자 객체 분리를 위한 적응 문턱치를 산출하는 단계;
입자 객체 분리부가 상기 적응 문턱치를 이용해 상기 불필요한 요소가 제거된 그레이레벨 영상에서 연마 입자 객체를 배경 영상과 분리하는 단계;
이진 영상 변환부가 상기 연마 입자 객체가 분리된 그레이레벨 영상을 이진 영상으로 변환하는 단계;
입자 라벨링 처리부가 상기 이진 영상에서 상기 연마 입자 객체를 라벨링 처리하여 연마 입자 객체의 번호를 마킹하는 단계;
연마 입자 분포비 산출부가 상기 이진 영상에서 전체 화소수 및 객체가 분리된 연마 입자의 화소수를 계수하여 연마 입자 분포비를 산출하는 단계;
연마 입자 밀도 산출부가 번호 마킹된 상기 연마 입자 객체의 개수를 계수하여 연마 입자 밀도를 산출하는 단계;
연마 입자 히스토그램 산출부가 상기 연마 입자 밀도 산출 시 이용된 번호 마킹된 연마 입자 객체의 크기에 대한 분포를 히스토그램으로 표현하는 단계; 및
결과 표시부에 의해 상기 연마 입자 분포비, 연마 입자 밀도 및 히스토그램이 디스플레이되는 단계;를 포함하며,
상기 적응 문턱치는 고정 문턱치에 비해 조명의 변화로 인하여 영상의 속성이 가변되는 조건하에서도 통계적인 특성을 이용하여 보다 정확하게 연마 입자 객체를 분리할 수 있게 하며,
상기 적응 문턱치는 다음 [수학식 1]을 이용해 산출되는, 연마 공구의 표면 미세 연마 입자 비전 분석 방법.
[수학식 1]
[여기서, 는 적응 문턱치를 나타내고, α는 가중치를 나타내고, M, N은 영상의 행과 열의 크기를 나타내고, 는 (n,m) 좌표의 화소 값을 나타내고, 는 영상의 표준편차를 나타냄]
A method for analyzing the surface fine abrasive particles of a polishing tool using a vision analysis device for the surface fine abrasive particles of the polishing tool, which can quantitatively analyze the distribution and density of the fine abrasive particles added during the manufacturing process of the polishing tool, comprising:
A step of the image acquisition unit acquiring a gray level image by photographing an area corresponding to the surface area of the polishing tool;
an image pre-processing unit filtering the gray level image to remove unnecessary elements from the gray level image;
A step where an adaptive threshold calculation unit calculates an adaptive threshold for separating abrasive grain objects from a gray level image from which unnecessary elements have been removed;
A particle object separation unit separating an abrasive particle object from a background image in the gray level image from which unnecessary elements have been removed using the adaptive threshold;
A binary image conversion unit converting the gray level image from which the abrasive particle object is separated into a binary image;
A particle labeling processing unit labeling the abrasive particle object in the binary image to mark the number of the abrasive particle object;
A step of an abrasive particle distribution ratio calculating unit calculating an abrasive particle distribution ratio by counting the total number of pixels and the number of pixels of abrasive particles from which objects are separated in the binary image;
Calculating an abrasive particle density by counting the number of number-marked abrasive particle objects in an abrasive particle density calculation unit;
A step of an abrasive particle histogram calculating unit expressing the distribution of the sizes of number-marked abrasive particle objects used in calculating the abrasive particle density as a histogram; and
A step of displaying the abrasive particle distribution ratio, abrasive particle density, and histogram by a result display unit,
Compared to a fixed threshold, the adaptive threshold allows for more accurate separation of abrasive particle objects using statistical characteristics even under conditions where image properties vary due to changes in illumination,
The adaptive threshold value is calculated using the following [Equation 1], a method for analyzing surface fine abrasive particles of a polishing tool.
[Equation 1]
[here, represents the adaptation threshold, α represents the weight, M, N represent the size of the rows and columns of the image, represents the pixel value of (n,m) coordinates, represents the standard deviation of the image]
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