KR102670728B1 - 슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 식별 방법은, 표면에 슬래그가 부유하고 있는 용융물이 장입된 용기를 촬영하여 유채색을 포함하는 촬영 이미지(I_s)를 획득하는 과정, 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재하고자 하는 대상체인 슬래그가 포함된 관심영역(A_i)을 추출하여 추출된 관심영역(A_i)이 표시된 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하는 과정, 유채색을 포함하는 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 관심영역(A_i)에 포함된 복수의 픽셀 중 식별 기준 명도 이하의 명도를 가지는 픽셀의 색을 무채색인 제1색으로 변환하여 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정 및 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 제1색으로 표시된 픽셀을 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예들에 의하면, 용기 내부의 슬래그를 배재하는 조업 중에 슬래그에 대한 식별 정확성을 향상시킬 수 있다. 이에, 용기 내부에서 슬래그의 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있으며, 이에 따라 용기 내부의 슬래그를 효과적으로 배재시킬 수 있다. 또한, 용기 내부에 잔류하고 있는 슬래그의 량을 정량적으로 파악할 수 있어, 슬래그 배재 완료 시점을 보다 정확하게 예측할 수 있다.

Description

슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치{Method for identify of slag, method for slag skimming and apparatus for skimming slag}

본 발명은 슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치에 관한 것으로, 슬래그에 대한 식별 정확성을 향상시킬 수 있는 슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치에 관한 것이다.

전로 정련이 종료되면, 전로 내부의 용강을 래들로 출강시킨다. 이때, 용강 상부에 부유하고 있던 슬래그가 용강과 함께 래들로 출강된다. 슬래그는 강재의 품질을 저하시킨다. 이에, 래들로 용강이 출강되면, 용강을 주조 장치로 이동시키기 전에 슬래그를 배재한다.

한편, 래들 내부의 슬래그를 효과적으로 배재시키기 위해서는, 배재기의 위치 조절이 중요하다. 즉, 배재기가 래들 내부에서 용강이 아닌 슬래그와 접촉되도록 상기 배재기의 수평 방향 위치를 조절할 필요가 있다.

배재기의 위치를 조절하기 위해서는, 래들 내부에서 슬래그의 위치를 파악해야 한다. 이를 위해, 작업자가 육안으로 래들 내부를 확인하여 슬래그의 위치를 파악하고 있다. 그러나, 이러한 방법은 슬래그 위치 및 배재기 위치 조절에 대한 정확도가 떨어지고, 작업자가 위험에 노출되는 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 카메라를 이용하여 래들 내부를 촬영하고, 촬영된 이미지를 이용하여 래들 내부에서의 슬래그 위치를 파악하는 기술이 적용되었다. 용강과 슬래그는 그 온도가 다르며, 이에 방사율이 다르다. 따라서, 방사율의 차이에 따라 색상 및 채도 중 적어도 하나가 다른 이미지가 획득된다.

그런데, 용강과 슬래그는 온도가 다르기는 하지만, 그 차이가 크지 않아, 이미지 상에서 유사한 색상 및 채도로 표시될 수 있다. 따라서, 이미지 상에서 슬래그를 식별하기가 어렵다. 특히, 스테인리스 강재용 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그는 온도가 높아 액상 상태로 존재한다. 그리고, 액상 상태의 슬래그는 온도가 높아 방사율이 크며, 그 방사율은 용강의 방사율과 차이가 작다. 따라서 스테인리스 강재용 용강이 장입된 래들을 촬영한 이미지의 경우, 용강과 액상 슬래그를 식별하기가 더욱 어렵다.

또한, 용강의 표면 상에서 슬래그의 위치는 래들의 경동 각도, 래들 내부에 장입되어 있는 용강량, 래들의 사용 횟수에 따른 래들의 내부 체적, 잔류 슬래그의 량에 따라 다를 수 있다. 따라서, 용강의 표면 상에서 슬래그의 위치를 특정 위치로 고정하여 식별할 수도 없다.

한국등록특허 10-1412550

본 발명은 용기 내부의 슬래그를 배재하는 조업 중에 슬래그에 대한 식별 정확성을 향상시킬 수 있는 슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치를 제공한다.

본 발명은 용기 내부에서 슬래그의 위치가 변하더라도 슬래그를 용이하게 식별할 수 있는 슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치를 제공한다.

본 발명은 액상으로 존재하는 고온의 슬래그에 대한 식별 정확성을 향상시킬 수 있는 슬래그의 식별 방법, 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치를 제공한다.

본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 식별 방법은, 표면에 슬래그가 부유하고 있는 용융물이 장입된 용기를 촬영하여 유채색을 포함하는 촬영 이미지(I_s)를 획득하는 과정; 상기 촬영 이미지(I_s) 상에서, 배재하고자 하는 대상체인 슬래그가 포함된 관심영역(A_i)을 추출하여, 추출된 관심영역(A_i)이 표시된 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하는 과정; 유채색을 포함하는 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 관심영역(A_i)에 포함된 복수의 픽셀 중, 식별 기준 명도 이하의 명도를 가지는 픽셀의 색을 무채색인 제1색으로 변환하여, 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정; 및 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 상기 제1색으로 표시된 픽셀을 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 관심영역(A_i)을 추출하는 과정은, 상기 촬영 이미지(I_s) 상에서 상기 용기 내벽면의 내측 영역과, 그 외의 영역을 구분하는 과정; 및 구분된 상기 용기 내벽면의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 설정하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 촬영 이미지(I_s) 상에서 상기 용기 내벽면의 내측 영역과, 그 외의 영역을 구분하는 과정 및 용기 내벽면의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 설정하는 과정은, 인공지능에 의한 세그멘테이션(segmentation) 기법을 이용하여 실시할 수 있다.

상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정은, 상기 촬영 이미지(I_s)에 포함된 복수의 픽셀 각각에, 각 픽셀이 가지는 명도에 따라 제1식별값을 부여하는 과정; 및 상기 촬영 이미지(I_s)의 복수의 픽셀 각각의 색을, 각각에 부여된 제1식별값에 따라 무채색 계열의 색 중 어느 하나로 변환하여 그레이 스케일(gray scale) 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를 생성하는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정은, 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)을 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 관심 영역(A_i)을 설정하는 과정; 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀들에 대한 제1식별값을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출하는 과정; 및 상기 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)를 상기 제1색 및 상기 제1색과 구분되는 다른 무채색인 제2색을 포함하는 2 종류의 무채색으로 나타나는 이미지로 변환시켜 제2변환 이미지(I_c2)를 생성하는 과정;을 포함하고, 상기 식별 기준값(V_ds)을 상기 식별 기준 명도로 사용할 수 있다.

상기 식별 기준값(V_ds)을 산출하는데 있어서, 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀들에 대한 제1식별값의 평균(PV_t-mean); 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들의 제1식별값들 중 최대값(PV_Ai-max); 및 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들의 제1식별값들의 평균(PV_Ai-mean);을 이용하여 산출할 수 있다.

상기 식별 기준값(V_ds)을 산출하는데 있어서, 아래 수식을 이용하여 산출할 수 있다.

[수식]

(C : 상수)

상기 제2변환 이미지(I_c2)를 생성하는 과정은, 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 복수의 픽셀 각각에 있어서, 제1식별값이 상기 식별 기준값(V_ds) 이하인 픽셀에 제1값의 제2식별값을 부여하고, 제1식별값이 상기 식별 기준값(V_ds)을 초과하는 픽셀에 상기 제1값과 다른 제2식별값인 제2값을 부여하는 과정; 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 복수의 픽셀 각각에 있어서, 부여된 제2식별값이 제1값인 픽셀을 상기 제1색으로 표시하고, 부여된 제2식별값이 제2값인 픽셀을 상기 제2색으로 표시하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)를 변환시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정은, 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)에 포함된 복수의 픽셀 중, 상기 제2변환 이미지(I_c2) 상에서 제1색으로 표식된 픽셀과 동일한 위치에 있는 픽셀의 색을 제1색으로 변환시키는 과정;을 포함할 수 있다.

상기 제1색은 흑색(black)이고, 상기 제2색은 백색(white)이며, 상기 제2변환 이미지(I_c2)는 복수의 픽셀이 흑색 또는 백색으로 표시된 흑백이미지이고, 상기 대상체 식별 이미지(I_d)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들 중, 상기 제2변환 이미지(I_c2)의 관심영역(A_i)에서 흑색으로 표시된 픽셀과 동일한 위치에 있는 픽셀이 흑색으로 표시되며, 상기 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정은, 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 중 흑색으로 표시된 픽셀을 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 배재 방법은, 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 슬래그를 식별하는 과정; 식별된 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그로 배재기가 위치될 수 있도록, 상기 배재기의 위치를 조절하는 과정; 및 상기 배재기를 상기 용기의 외측 방향으로 이동시켜 슬래그를 상기 용기 밖으로 배출시키는 과정;을 포함할 수 있다.

식별된 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그를 이용하여, 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 과정을 포함하고, 상기 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 과정은, 상기 배재기의 위치를 조절하는 과정 전에 실시될 수 있다.

상기 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 과정은, 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 슬래그로 식별된 픽셀들의 면적(B_c)을 합산하는 과정; 및 합산된 상기 면적(B_c)이 미리 설정된 기준 면적(B_s) 이하인 경우 슬래그 배재가 완료된 것으로 판단하는 과정;을 포함하며, 상기 판단 과정에서 슬래그 배재가 완료된 것으로 판단되면, 경동되어 있는 용기를 직립시키는 과정을 포함할 수 있다.

상기 용융물은 용강을 포함하고, 상기 용기는 래들을 포함할 수 있다.

상기 용강은 스테인리스 제조용 용강일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치는,

표면에 슬래그가 부유하고 있는 용융물이 장입된 용기 내부로 이동할 수 있는 배재부; 상기 용기가 안착될 수 있고, 상기 용기를 기울일 수 있도록 설치된 경동부; 방사율에 따른 이미지를 획득할 수 있도록, 상기 용기의 외부에 설치된 촬영부; 상기 촬영부에서 획득된 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재 대상체인 슬래그가 포함되는 관심영역(A_i)을 추출하고, 상기 관심영역(A_i)에 포함된 복수의 픽셀 중 식별 기준 명도 이하의 명도를 가지는 픽셀의 색을 무채색 계열의 어느 하나의 색으로 변환시켜 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 식별부; 및 상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 상기 배재부 및 경동기 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부;를 포함할 수 있다.

상기 촬영부에서 획득된 촬영 이미지(I_s)는 유채색을 포함하며, 상기 식별부는, 상기 촬영 이미지(I_s) 상에서 상기 용기 내벽면의 내측 영역을 상기 배재부를 이용하여 배재시키고자 하는 슬래그가 위치된 관심영역(A_i)으로 추출하고, 추출된 관심영역(A_i)을 상기 촬영 이미지(I_s)에 표시하여 유채색을 포함하는 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하는 추출부; 및 상기 촬영 이미지(I_s)에 포함된 복수의 픽셀 각각을, 각 픽셀이 가지는 명도에 따라 무채색 계열의 색 중 어느 하나의 색으로 변환하여, 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지를 생성하는 제1변환부;를 포함하고, 상기 제1변환부는 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)을 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 관심영역(A_i)을 설정할 수 있다.

상기 식별부는, 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀들에 대한 명도의 평균, 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀들의 명도 중 최대 명도, 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀들에 대한 명도 평균을 이용하여 상기 식별 기준 명도를 산출하는 산출부; 상기 제1변환 이미지에 포함된 복수의 픽셀 각각을, 각 픽셀이 가지는 명도가 상기 식별 기준 명도 이하인지 여부에 따라 흑색(black) 및 백색(white) 중 어느 하나의 색으로 변환하여 흑백 이미지인 제2변환 이미지를 생성하는 제2변환부; 및 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)에 포함된 복수의 픽셀 중, 상기 제2변환 이미지(I_c2) 상에서 흑색으로 표식된 픽셀과 동일한 위치에 있는 픽셀의 색을 흑색으로 변환시켜 상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 식별 이미지 생성부;를 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 배재 대상체인 슬래그로 식별된 픽셀을 이용하여 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 판단기; 상기 판단기에서 슬래그의 배재가 완료되지 않은 것으로 판단되는 경우, 위치가 조절되도록 상기 배재부의 동작을 제어하는 제1제어기; 및 상기 판단기에서 슬래그의 배재가 완료된 것으로 판단되는 경우, 상기 용기가 직립되도록 상기 경동부의 동작을 제어하는 제2제어기;를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 용기 내부의 슬래그를 배재하는 조업 중에 슬래그에 대한 식별 정확성을 향상시킬 수 있다. 즉, 용기 내부로 장입된 용융물의 장입량, 용기 내부의 체적, 용기의 경동 각도 및 용기 내부의 슬래그 잔류량에 따라, 용융물 표면에서 슬래그의 위치가 변하더라도 슬래그를 용이하게 식별할 수 있고, 식별 정확성을 향상시킬 수 있다. 또한, 슬래그가 방사율이 높은 상태 또는 액상 상태이더라도, 슬래그를 용이하게 식별할 수 있고, 식별 정확성을 향상시킬 수 있다.

따라서, 용기 내부에서 슬래그의 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있다. 또한 이에 따라 용기 내부에서 슬래그와 접촉할 수 있도록 배재기의 위치를 조절하는 것이 용이하다. 이로 인해, 용기 내부의 슬래그를 효과적으로 배재시킬 수 있다.

그리고, 용기 내부에 잔류하고 있는 슬래그의 량을 파악할 수 있어, 슬래그 배재 완료 시점을 보다 정확하게 예측할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치를 이용하여 제1용기 내부의 슬래그를 제2용기로 배재하고 있는 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 요부와, 경동된 제1용기의 내부를 도시한 도면이다.
도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 경동된 래들의 상측에서 바라본 상면도이다.
도 4의 (a) 및 도 5의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 촬영부에서 획득된 촬영 이미지(I_s)의 예시이다.
도 4의 (b) 및 도 5의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 추출부를 이용하여 촬영 이미지(I_s) 상에 관심영역(A_i)을 추출하여 나타낸 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 예시이다.
도 4의 (c) 및 도 5의 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 제1변환부를 이용하여 촬영 이미지(I_s)를 그레이 스케일(gray scale) 이미지로 변환한 제1변환 이미지(I_c1)의 예시이다.
도 4의 (d) 및 도 5의 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 산출부 및 제2변환부를 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를 흑백 이미지로 변환한 제2변환 이미지(I_c2)의 예시이다.
도 4의 (e) 및 도 5의 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 식별 이미지 생성부를 이용하여 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)의 예시이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 배재 방법을 도시한 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 본 발명의 실시예를 설명하기 위하여 도면은 과장될 수 있고, 도면상의 동일한 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.

본 발명은 용융물의 상부에 부유하고 있으며 배재 대상체인 슬래그(slag)를 식별할 수 있는 슬래그의 식별 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 용융물의 상부에 부유하고 있는 슬래그를 배재하는 슬래그의 배재 방법 및 슬래그 배재 장치에 관한 것이다.

용융물은 주편(slab) 또는 강재(steel)를 제조하기 위한 용강일 수 있다. 보다 구체적인 예로 용융물은 스테인리스 강재(stainless steel)를 제조하기 위한 용강일 수 있고, 전로 정련이 종료된 용강일 수 있다.

스테인리스 강재 제조를 위한 용강을 마련하는 방법에 대해 예를 들어 설명하면 아래와 같다. 먼저, 고로로부터 출선된 용선을 HMPS(Hot Metal pre-treatment Station)으로 이송하고, 상기 HMPS에서 탈규, 탈린 및 탈류 처리한다. 다음으로, 탈규, 탈린 및 탈류가 종료된 용선을 전로로 장입하여 정련을 실시한다. 즉, 랜스를 이용하여 전로 내부로 산소를 취입하여, 전로 내 용선에 함유되어 있는 탄소(C)의 성분 함량을 낮추는 전로 정련을 실시한다. 이에, 탈탄이 종료된 용선 또는 탄소(C)의 성분 함량이 조정된 용선 즉, 용강이 제조된다. 그리고 용강의 상부에는 전로 정련시에 발생된 반응 부산물을 포함하는 슬래그(slag)가 부유될 수 있다.

전로 정련이 종료되면 용강을 상기 전로의 외부에 위치된 다른 용기 예컨대 래들(Ladle)로 출강시킨다. 즉, 전로를 경동시켜 용강을 래들로 출강 또는 배출시킨다. 이때, 용강 상부에 부유하고 있는 슬래그가 용강과 함께 래들로 출강 또는 배출된다.

한편, 슬래그는 강재의 품질을 저하시킨다. 이에, 용강이 래들로 출강되면, 용강을 주조 장치로 이동시키기 전에 용강으로부터 슬래그를 제거 즉, 배재한다.

래들로 출강된 스테인리스 강재 제조용 용강의 온도는 1600℃ 내지 1700℃일 수 있다. 그리고, 출강된 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그는 대기에 노출될 수 있다. 이에, 슬래그는 용강에 비해 그 온도가 낮을 수 있다. 보다 구체적으로, 슬래그의 온도는 용강에 비해 25℃ 내지 50℃ 낮을 수 있다. 이때, 스테인리스 강재 제조용 용강의 온도는 상술한 바와 같이 1600℃ 내지 1700℃로 높다. 이에 상기 용강 상부에 있는 슬래그는 그 온도가 높아 액상 상태로 존재할 수 있다. 즉, 스테인리스 강재 제조용 용강 상부에 부유하고 있는 슬래그는 다른 강재를 제조하기 위한 용강 상부에 부유하고 있는 슬래그에 비해 그 온도가 높다. 예를 들어 설명하면, 탄소강 제조용 용강이며, 전로 정련이 종료되어 래들로 출강된 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그는 그 온도가 1300℃ 내지 1350℃로서, 그 온도가 낮아 고상 또는 고체 입자 상태일 수 있다. 그러나, 스테인리스 제조용 용강이며 전로 정련이 종료되어 래들로 출강된 용강의 온도는 1600℃ 내지 1700℃로서 그 온도가 높고, 이에 상기 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그의 온도도 높다. 이에, 슬래그는 액상 상태일 수 있다.

실시예에 따른 슬래그 배재 장치를 이용하여 배재하고자 하는 대상체는, 전로 정련이 종료된 스테인리스 제조용 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그일 수 있다. 즉, 배재하고자 하는 대상체는 스테인리스 제조용 용강이며 전로 정련이 종료된 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그일 수 있다.

또한, 슬래그 배재 장치를 이용하여 배재하고자 하는 대상체는, 그 온도가 1600℃ 내지 1700℃인 용강의 상부에 부유하고 있는 고온의 슬래그, 또는 액상 상태의 슬래그일 수 있다.

물론, 배재하고자 하는 대상체는 상술한 예와 같이 스테인리스 제조용 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그에 한정되지 않으며, 다양한 강재 제조용 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그일 수 있다. 예를 들어, 탄소강 제조용 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그일 수 있다.

또한, 배재하고자 하는 대상체는 상술한 예와 같이 전로 정련이 종료된 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그에 한정되지 않으며, 다양한 정련 조업 단계에서 발생된 슬래그일 수 있다. 예를 들어, 전로 정련 외에 다른 정련 예컨대 KR(Kanvara Reactor) 정련, RH(Rheinstahl Huttenwerke) 정련 등에서 발생된 슬래그일 수 있다.

그리고, 배재하고자 하는 대상체는 액상 상태의 슬래그에 한정되지 않으며, 고상 또는 고체 입자 상태의 슬래그일 수도 있다.

이하에서는 슬래그가 부유하고 있는 용융물로 용강을 예를 들어 설명한다. 그리고 용강은 스테인리스 제조용 용강이며, 전로 정련이 종료된 용강인 것을 예를 들어 설명한다. 이에, 슬래그는, 스테인리스 제조용 용강이며 전로 정련이 종료된 용강의 상부에 부유하고 있는 슬래그일 수 있다.

또한, 이하에서는 설명의 편의를 위하여 용융물과 용강을 동일한 도면부호 'M'으로 지칭하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치를 이용하여 제1용기 내부의 슬래그를 제2용기로 배재하고 있는 상태를 도시한 도면이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 요부와, 경동된 제1용기의 내부를 도시한 도면이다. 여기서, 도 2에서는 경동된 제1용기 내부에 장입되어 있는 용강 및 슬래그의 상태를 보여주기 위하여, 제1용기가 안착되어 있는 경동부를 점선으로 표시하여 도시하였다.

실시예에 따른 슬래그 배재 장치에 대한 설명에 앞서, 먼저 도 1 및 도 2를 참조하여 제1 및 제2용기에 대해 먼저 설명한다.

제1용기(1000)는 전로로부터 출강된 용융물(M) 즉, 용강(M)이 수용될 수 있는 용기일 수 있다. 이러한 제1용기(1000)는 용강(M)이 수용될 수 있는 내부공간을 가지며, 상측에 개구(1100a)가 마련된 바디(1100), 경동부(4600) 상에 안착될 수 있도록 바디(1100)에 설치된 리프팅 러그(1200) 및 바디(1100)와 리프팅 러그(1200)를 연결하는 경동축(1300)을 포함할 수 있다.

바디(1100)는 고온의 용강(M) 및 슬래그(S)에 대한 내열성을 가지도록 내화물을 포함하는 재료로 마련될 수 있다. 보다 구체적으로 바디(1100)는, 금속 또는 합금으로 마련된 철피 및 내화물을 포함하는 재료로 마련된 벽돌을 철피의 내측면에 축조하여 형성한 연와를 포함할 수 있다.

도 2를 참조하면, 바디(1100)는 내부공간을 가지는 몸체(1111) 및 몸체(1111)의 내부공간과 연통되도록 몸체(1111)로부터 측 방향으로 연장 형성된 배출부재(1112)를 포함할 수 있다.

배출부재(1112)는 몸체(1111) 내부에 있는 장입물 예컨대 슬래그(S) 또는 용강(M)을 외부로 배출시킬 수 있도록 통로를 제공하는 수단일 수 있다. 이러한 배출부재(1112)는 몸체(1111) 상부의 외측면으로부터 상기 몸체(1111)의 폭(또는 직경) 방향으로 연장되게 형성될 수 있다. 또한, 배출부재(1112)는 몸체(1111)의 폭 방향 뿐만 아니라 몸체(1111)의 상측 방향으로도 연장 형성될 수 있다.

바디(1100)가 상술한 바와 같이 몸체(1111) 및 몸체(1111)로부터 측 방향으로 연장된 배출부재(1112)를 포함하므로, 바디(1100)의 상측에 마련된 개구(1100a)는 몸체(1111)의 상측 개구(이하, 메인 개구(1111a))와 배출부재(1112)의 상측 개구(이하, 배출구(1112a))를 포함하는 것으로 설명될 수 있다. 여기서, 몸체(1111)의 메인 개구(1111a)는 주로 바디(1100)의 내부로 용강(M) 및 슬래그(S)가 장입되는 통로로 사용될 수 있다. 그리고, 배출부재(1112)의 배출구(1112a)는 주로 바디(1100) 내부의 장입물을 배출시키는 통로로 사용될 수 있다.

리프팅 러그(1200)는 바디(1100)의 측부로부터 외측으로 돌출되게 마련될 수 있다. 또한, 리프팅 러그(1200)는 한 쌍으로 마련될 수 있고, 한 쌍의 리프팅 러그(1200)는 상호 마주보게 바디(1100)의 양 측부에 설치될 수 있다. 그리고 제1용기(1000)의 경동은 바디(1100)와 한 쌍의 리프팅 러그(1200) 사이를 연결하는 경동축(1300)을 중심으로 이루어질 수 있다.

상술한 바와 같은 제1용기(1000)는 제철 기술 분야에서 용선, 용강 및 용탕 중 적어도 하나가 수용되는 래들(ladle)일 수 있다. 이에, 슬래그 배재 장치(4000)를 이용하여 배재하고자 하는 슬래그가 수용되어 있는 제1용기(1000)가 래들인 것으로 설명될 수 있다. 이하에서는 제1용기(1000)를 '래들'로 예를 들어 설명한다. 또한, 설명의 편의를 위하여 제1용기와 래들을 동일한 도면부호 '1000'로 지칭하여 설명한다.

또한, 래들(1000)의 하측에 위치되어 배재되는 슬래그(S)를 받아 수용하는 제2용기(2000)로 포트를 예를 들어 설명한다. 이때, 설명의 편의를 위하여 제2용기와 포트를 동일한 도면부호 '2000'로 지칭하여 설명한다.

이하, 실시예에 따른 슬래그 배재 장치에 대해 설명한다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 슬래그 배재 장치(4000)는 래들(1000) 내부로 삽입되어 슬래그(S)를 외부로 배출시키는 배재기(4100a)를 구비하는 배재부(4100), 래들(1000)을 경동시키는 경동부(4600), 래들(1000)의 내부를 촬영하는 촬영부(4200) 및 배재 대상체인 슬래그(S)를 식별할 수 있도록, 촬영부(4200)에서 획득된 이미지를 이용하여 배재 대상체가 구별되게 표시되는 이미지(이하, 대상체 식별 이미지(I_d))를 생성하는 식별부(4300)를 포함할 수 있다.

또한, 슬래그 배재 장치(4000)는 식별부(4300)에서 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 배재부(4100) 및 경동부(4600) 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부(4400)를 포함할 수 있다. 그리고, 슬래그 배재 장치(4000)는 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)를 화면 상에 표시하는 표시부(4500)를 더 포함할 수 있다.

배재부(4100)는 슬래그(S)와 접촉 가능하도록 래들(1000) 내부로 삽입될 수 있는 배재기(4100a) 및 배재부(4100)를 이동시키는 이동기(4100b)를 포함할 수 있다.

배재기(4100a)는 소정의 면적을 가지는 판(plate) 형상일 수 있다. 그리고 배재기(4100a)는 이동기(4100b)에 연결된 상부에 비해 상기 이동기(4100b)와 반대쪽 하부의 면적이 넓은 판(plate) 형상일 수 있다.

도 1을 참조하면, 이동기(4100b)는 그 연장방향의 끝단인 일단에 배재기(4100a)가 연결된 본체(4110b) 및 본체(4110b)를 래들(1000)이 위치된 방향 또는 상기 래들(1000)과 반대 방향으로 수평 이동시키는 주행부재(4120b)를 포함할 수 있다.

본체(4110b)는 일단에 배재기(4100a)가 연결된 암(arm)(4111b), 암(4111b)의 하부를 지지하도록 설치된 지지대(4112b), 암(4111b)과 지지대(4112b) 사이를 연결하도록 설치되어 암(4111b)의 높이를 조절하는 승하강체(4113b), 회전 가능하도록 지지대(4112b)의 하부에 설치된 회전체(4114b)를 포함할 수 있다.

암(4111b)은 일 방향으로 연장된 형상일 수 있고, 래들(1000)을 향하는 일단에는 배재기(4100a)가 연결되고, 상기 일단의 반대쪽 끝단인 타단에는 승하강체(4113b)가 연결될 수 있다.

승하강체(4113b)는 상하 방향으로 운동할 수 있는 수단으로서, 암(4111b)과 지지대(4112b) 사이를 연결하도록 설치될 수 있다. 이러한 승하강체(4113b)는 예를 들어 유압 실린더 또는 공압 실린더를 포함하는 수단일 수 있다. 예컨대, 승하강체(4113b)는 유압 도는 공압으로 승하강 구동력을 제공하는 구동원(41), 암(4111b)의 타단과 구동원(41) 사이를 연결하도록 설치되어 구동원(41)의 동작에 의해 상승(또는 신장)하거나, 하강(또는 수축)하는 구동체(42)를 포함할 수 있다.

이와 같은 승하강체(4113b)의 동작에 의해 배재기(4100a)의 높이를 조절할 수 있다. 즉, 승하강체(4113b)의 동작에 의해 암(4111b)이 지지대(4112b)에 연결된 연결부위를 중심으로 승하강하며, 이에 따라 배재기(4100a)가 승하강한다. 다른 말로 설명하면, 승하강체(4113b)의 동작에 의해 암(4111b)은 그 일단 및 타단의 높이가 변하도록 승하강한다. 이에 상기 암(4111b)의 일단의 연결된 배재기(4100a)가 상승 또는 하강한다. 예를 들어, 구동원(41)의 동작에 의해 구동체(42)가 상승하면, 도 1과 같이 암(4111b)은 그 타단의 높이가 상승하고 일단의 높이가 낮아지도록 동작한다. 이에 암(4111b)의 일단에 연결된 배재기(4100a)가 하강한다. 반대로, 구동원(41)의 동작에 의해 구동체(42)가 하강하면, 암(4111b)은 그 타단의 높이가 하강하고 일단의 높이가 높아지도록 동작한다. 이에 암(4111b)의 일단에 연결된 배재기(4100a)가 상승한다. 이러한 방법으로 배재기(4100a)의 높이를 조절할 수 있다.

회전체(4114b)는 그 폭 방향 중심을 축으로 하여 회전할 수 있도록, 지지대(4112b)의 하부에 설치될 수 있다. 그리고 회전체(4114b)가 회전하면 이에 연결된 지지대(4112b), 승하강체(4113b), 암(4111b) 및 배재기(4100a)가 회전할 수 있다. 이때, 본체(4110b)의 암(4111b)은 그 타단을 중심으로 회전할 수 있다. 즉, 암(4111b)은 회전체(4114b)의 폭 방향 중심을 축으로 하여 회전할 수 있다. 이러한 회전에 의해 암(4111b)은 그 일단의 수평 방향 위치가 변경 또는 조절될 수 있다. 그리고 이러한 암(4111b)의 회전은, 래들(1000)의 폭 방향으로 암(4111b)의 일단의 위치가 변경되는 것으로 설명될 수 있다. 또한, 암(4111b)의 일단에 배재기(4100a)가 연결되어 있으므로, 암(4111b)의 회전에 의해 배재기(4100a)가 수평 방향으로 이동할 수 있다. 즉, 암(4111b)의 회전에 의해 배재기(4100a)가 수평 이동하며, 이에 래들(1000)의 폭 방향으로 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절할 수 있다.

주행부재(4120b)는 본체(4110b)를 래들(1000)이 위치된 전방 또는 상기 래들(1000)과 반대쪽인 후방으로 수평 이동시킨다. 이러한 주행부재(4120b)는 예를 들어 본체(4110b)의 회전체(4114b)가 탑재되어 활주할 수 있는 레일(rail)을 포함하는 수단일 수 있다. 이러한 주행부재(4120b)가 동작하면 상기 주행부재(4120b) 상부에 탑재된 본체(4110b) 및 상기 본체(4110b)의 암(4111b)에 연결된 배재기(4100a)가 래들(1000)과 가까워지도록 전방으로 수평 이동하거나, 래들(1000)과 멀어지도록 후방으로 수평 이동할 수 있다.

경동부(4600)는 래들(1000)을 기울이는 수단이다. 이러한 경동부(4600)는 예를 들어, 래들(1000)의 리프팅 러그(1200)가 안착될 수 있는 안착대(4610) 및 안착대(4610) 상에 안착된 래들(1000)을 경동시키는 경동기(4620)를 포함할 수 있다.

안착대(4610)는 상하방향으로 연장된 형상일 수 있고, 한 쌍으로 마련될 수 있다. 한 쌍의 안착대(4610)는 래들(1000)에 마련된 한 쌍의 리프팅 러그(1200)가 나열된 방향으로 나열되게 배치될 수 있다. 그리고, 래들(1000)이 안착대(4610) 상에 안착 또는 거치되는데 있어서, 래들(1000)의 한 쌍의 리프팅 러그(1200)가 한 쌍의 안착대(4610) 각각의 상부에 거치되도록 안착될 수 있다.

경동기(4620)는 래들(1000)과 안착대(4610) 사이를 연결하면서 경동축(1300)을 중심으로 회전할 수 있도록 설치된 경동암(4621) 및 경동암(4621)에 회전력을 제공하는 경동 구동원(4622)을 포함할 수 있다.

경동암(4621)은 그 일단이 안착대(4610)에 연결되도록 설치되며, 경동암(4621)은 안착대(4610)와 연결된 그 일단을 중심으로 회전될 수 있다. 즉, 경동암(4621)은 안착대(4610)에 연결되는데, 그 일단을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 상기 안착대(4610)에 설치될 수 있다.

경동 구동원(4622)은 예를 들어 로드(4622-1) 및 로드(4622-1)를 유압 또는 공압에 의해 전후진시키는 실린더 부재(4622-2)를 포함할 수 있다. 이러한 경동 구동원(4622)의 로드(4622-1)가 전진 또는 후진하는 동작에 의해, 상기 로드(4622-1)에 연결된 경동암(4621)을 회전시킬 수 있다. 그리고 로드(4622-1)의 전진 또는 후진 동작에 따른 경동암(4621)의 회전에 따라, 래들(1000)이 경동축(1300)을 중심으로 회전 즉, 경동될 있다. 이때, 로드(4622-1)의 전진 또는 후진에 따라 경동암 및 의 회전 방향이 조절될 수 있다. 이에 따라 래들(1000)의 경동 방향이 조절될 수 있다. 또한, 로드(4622-1)의 전진 이동량 또는 후진 이동량에 따라 경동암(2210)의 회전량이 조절될 수 있고, 이에 따라 래들(1000)의 경동 각도를 조절할 수 있다.

경동부(4600)는 상술한 예에 한정되지 않고, 래들(1000)을 기울일 수 있는 다양한 구성의 수단이 적용될 수 있다.

도 3의 (a) 및 도 3의 (b)는 경동된 래들의 상측에서 바라본 상면도이다. 여기서 도 3의 (a)와 도 3의 (b)는 용강의 탕면 상에서 슬래그의 위치가 다름을 설명하기 위한 도면이다.

한편, 용강(M)의 상부 표면 즉, 탕면에 부유하고 있는 슬래그(S) 위치는 래들(1000)의 경동 각도, 래들(1000) 내부에 장입되어 있는 용강량, 사용 횟수에 따른 래들(1000)의 내부 체적, 잔류 슬래그의 량에 따라 다를 수 있다.

또한, 용강(M)의 탕면에 슬래그(S)가 부유하는데 있어서, 슬래그(S)가 용강 상부 표면 전체를 커버할 수도 있지만, 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)와 같이 용강(M) 탕면의 일부가 노출되도록 섬(island) 형태로 분포될 수도 있다.

그리고 이때 도 3의 (a)와 도 3의 (b)와 같이 용강(M) 탕면 상에서 슬래그의 위치가 다를 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이 래들(1000)의 경동 각도, 래들(1000) 내부에 장입되어 있는 용강(M)의 량, 래들(1000)의 내부 체적, 잔류 슬래그(S)의 량에 따라 탕면 상에서 슬래그(S)의 위치가 다를 수 있다.

또한, 슬래그 배재 조업을 종료할 때까지 래들(1000)의 경동 각도를 변화시키면서 배재를 실시한다. 즉, 배재가 개시된 후부터 시간 경과에 따라 경동 각도를 증가시키면서 배재를 실시할 수 있다. 따라서, 래들(1000)을 경동시켜 배재를 실시하는 동안에, 경동 각도의 변화 및 슬래그의 잔류량에 따라 예를 들어 도 3의 (a) 및 도 3의 (b)와 같이 탕면 상에서의 슬래그(S)의 변할 수 있다.

래들(1000) 내부의 슬래그(S)를 효과적으로 배재시키기 위해서는, 배재기(4100a)의 위치가 중요하다. 즉, 배재기(4100a)가 래들(1000) 내부에서 용강(M)이 아닌 슬래그(S)와 접촉되도록 상기 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절할 필요가 있다. 래들(1000)의 수평 방향 위치는 이동기(4100b)의 주행부재(4120b) 및 회전체(4114b) 중 적어도 하나의 동작을 제어하여 조절할 수 있다. 그리고, 배재기(4100a)가 슬래그(S)와 접촉되도록 그 수평 방향 위치가 조절되면, 주행부재(4120b)를 이용하여 본체(4110b)를 배출부재(1112)쪽으로 후진 이동시킨다. 이에 배재기(4100a)와 접촉된 슬래그(S)가 배출부재(1112)쪽으로 이동 즉, 밀려나가게 되고 이후 배출부재(1112) 밖으로 배출된다.

이처럼, 배재기(4100a)가 슬래그(S)와 접촉될 수 있도록 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절하기 위해서는, 래들(1000) 내부에 있는 슬래그(S)의 위치를 파악해야 한다. 또한, 배재 조업 동안 슬래그(S)의 위치가 변하므로, 실시간으로 슬래그(S)의 위치를 파악하여 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절하는 것이 바람직하다.

실시예에서는 래들(1000) 내부에서 슬래그(S)의 위치를 파악하기 위하여 촬영부(4200)를 이용하여 래들(1000)의 내부를 촬영한다. 그리고, 식별부(4300)는 촬영부(4200)에서 촬영된 이미지(I_s)를 이용하여 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 즉, 식별부(4300)는 촬영부(4200)에서 촬영된 이미지(I_s)를 변환 또는 가공하여, 배재시키고자 하는 슬래그가 보다 명확하게 식별될 수 있는 이미지(I_d)를 생성한다.

또한, 제어부(4400)는 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여, 래들(1000) 내부에서의 슬래그(S)의 위치를 파악한다. 래들(1000) 내부에서의 슬래그(S)의 위치가 파악되면, 제어부(4400)는 이동기(4100b)의 동작을 제어하여 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절한다.

그리고, 제어부(4400)는 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 슬래그 배재 완료 여부를 판단할 수 있다. 또한, 제어부(4400)는 그 판단 결과에 따라 경동부(4600)의 동작을 제어할 수 있다.

촬영부(4200)에서 촬영된 이미지를 그대로 이용하여 슬래그(S)의 위치를 파악하거나, 슬래그 배재 완료 여부를 판단하지 않고, 이를 가공 또는 변환한 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하는 이유에 대해서는 이후에 다시 설명한다.

도 4의 (a) 및 도 5의 (a)는 본 발명의 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 촬영부에서 획득된 촬영 이미지(I_s)의 예시이다. 도 4의 (b) 및 도 5의 (b)는 본 발명의 실시예에 따른 추출부를 이용하여 촬영 이미지(I_s) 상에 관심영역(A_i)을 추출하여 나타낸 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 예시이다. 도 4의 (c) 및 도 5의 (c)는 본 발명의 실시예에 따른 제1변환부를 이용하여 촬영 이미지(I_s)를 그레이 스케일(gray scale) 이미지로 변환한 제1변환 이미지(I_c1)의 예시이다. 도 4의 (d) 및 도 5의 (d)는 본 발명의 실시예에 따른 산출부 및 제2변환부를 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를 흑백 이미지로 변환한 제2변환 이미지(I_c2)의 예시이다. 도 4의 (e) 및 도 5의 (e)는 본 발명의 실시예에 따른 식별 이미지 생성부를 이용하여 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)의 예시이다.

여기서, 도 5의 (a) 내지 (e)는 도 4의 (a) 내지 (e) 각각의 이미지 상에 픽셀을 도시하여 나타낸 것이다.

촬영부(4200)는 래들(1000)의 개구(1100a)를 통해 상기 래들(1000)의 내부를 촬영할 수 있도록, 도 1 및 도 2와 같이 래들(1000)의 상측에 설치될 수 있다. 이때, 촬영부(4200)는 경동 전 직립 상태의 래들(1000), 경동된 래들(1000), 각도가 변하도록 경동되고 있는 래들(1000)의 내부를 촬영할 수 있는 위치에 설치될 수 있다. 또한, 촬영부(4200)는 래들(1000)의 내부와 래들(1000)의 외부를 모두 촬영할 수 있는 위치에 설치될 수 있다.

그리고, 촬영부(4200)를 이동시킬 수도 있다. 즉, 촬영부(4200)에 별도의 이동기가 연결될 수 있고, 이동기를 동작시켜 촬영부(4200)의 위치를 조절할 수 있다. 이렇게 이동기를 이용하여 촬영부(4200)를 이동시킴으로써, 경동 전 직립 상태의 래들(1000), 경동된 래들(1000), 각도가 변하도록 경동되고 있는 래들(1000)의 내부를 촬영할 수 있다.

촬영부(4200)는 그 촬영 동작을 통해 영상 또는 이미지를 획득할 있다. 그리고 촬영부(4200)는 촬영된 영상으로부터 추출된 이미지 또는 촬영된 이미지를 식별부(4300)로 전달한다. 이하에서는 설명의 편의를 촬영부(4200)에서 획득되는 촬영물을 '이미지'로 통칭하여 설명한다.

촬영부(4200)에서 촬영한 이미지(이하, 촬영 이미지(I_s))는 래들(1000) 내부의 횡방향 이미지를 포함할 수 있다. 다른 말로 설명하면, 촬영부(4200)에서 촬영된 획득된 촬영 이미지(I_s)는 래들(1000) 내부의 횡방향에 대한 이미지일 수 있다. 그리고 슬래그(S)의 배재 조업을 위해 래들(1000)이 경동되고 있는 상태 또는 경동된 상태에서 래들(1000)의 내부를 촬영하므로, 촬영부(4200)에서 획득되는 촬영 이미지(I_s)는 경동된 상태의 래들(1000) 내부의 횡방향 이미지일 수 있다.

래들(1000)로 출강된 용강(M)과 슬래그(S)는 그 온도가 다르다. 즉, 용강(M)의 상부에 부유하고 있는 슬래그(S)는 외기에 노출되어 있어 용강(M)에 비해 그 온도가 낮다. 이에, 용강(M)과 슬래그(S)는 그 온도 차이에 따라 방사율에 차이가 날 수 있다. 또한, 용강(M) 및 슬래그(S)가 수용되어 있는 래들(1000), 래들(1000) 내부로 반입된 배재기(4100a) 및 배재기(4100a)에 연결된 이동기(4100b)는 그 온도에 따른 방사율을 가질 수 있다.

따라서, 촬영부(4200)에서 촬영된 이미지(I_s)는 촬영 영역의 위치별 온도에 의한 방사율이 반영된 컬러 이미지(color image)일 수 있다. 즉, 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)는 색상, 명도, 채도를 가지는 컬러 이미지(color image)일 수 있고, 촬영 영역의 위치별 방사율에 따라 색상, 명도, 채도가 상이한 이미지일 수 있다. 다른 말로 설명하면, 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)는 총천연색의 이미지일 수 있다. 예를 들어, 경동된 래들(1000)의 내부로 배재기(4100a)를 반입시킨 상태일 때, 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)는 도 4의 (a)와 같은 컬러 이미지 또는 유채색의 이미지 또는 총천연색의 이미지 일 수 있다.

한편, 슬래그(S)는 용강에 비해 그 온도가 낮으나, 상기 슬래그(S)는 용강(M) 탕면 상에 부유하고 있기 때문에 용강(M)과 온도 차이가 크지 않다. 예를 들어 슬래그(S)의 온도는 용강(M)에 비해 25 ℃ 내지 50℃ 낮을 수 있지만, 그 차이가 크지 않다. 이에, 용강(M)과 슬래그(S) 간의 방사율의 차이가 크지 않을 수 있다.

또한, 스테인리스 강재용 용강(M)의 상부에 부유하고 있는 슬래그(S)는 온도가 높아 액상 상태로 존재할 수 있다. 그리고, 액상 상태의 슬래그는 온도가 높아 방사율이 크며, 그 방사율은 용강(M)의 방사율과 차이가 작을 수 있다.

이에, 촬영부(4200)에서 래들(1000) 내부를 촬영하여 회득된 촬영 이미지(I_s)에서, 용강(M)과 슬래그(S)를 구별하는 것이 어려울 수 있다. 즉, 슬래그(S)의 높은 방사율로 인해 촬영 이미지(I_s) 상에서 색상 또는 채도의 차이를 이용하여 슬래그(S)를 식별하는 것이 어려울 수 있다.

그리고, 슬래그(S)가 고상이 아닌 액상 상태일 경우, 액상인 용강(M)과 식별하는 것이 더욱 어렵다. 또한, 슬래그(S)가 고상이라고 하더라도, 고상의 슬래그의 입자들이 일정한 또는 규칙적인 형상을 가지고 있지 않고, 다양한 형상을 가지고 있기 때문에, 형상 특징을 이용하여 슬래그를 식별하는 것도 어렵다.

또한, 도 3의 (a) 및 (b)에서 설명한 바와 같이, 용강(M)의 표면 상에서의 슬래그(S)의 위치는 래들(1000)의 경동 각도, 래들(1000)로 장입된 용강량, 래들(1000)의 내부 체적, 잔류 슬래그의 량에 따라 다를 수 있다. 따라서, 촬영 이미지(I_s) 상에서 슬래그(S)의 위치를 특정 위치로 고정하여 식별하는 것도 어렵다.

이처럼, 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(Is)만으로는 슬래그(S)를 식별하기 어렵다. 그리고, 이미지 상에서 슬래그의 식별이 용이하지 않거나 어려운 경우, 상기 이미지를 이용하여 배재기(4100a)의 위치를 조절하기 어렵다.

따라서, 실시예에서는 식별부(4300)를 이용하여 촬영부(4200)에서 촬영된 이미지(I_s)를 가공 또는 변환시켜, 슬래그(S)가 주위의 용강 또는 다른 구성들과 명확하게 구분되게 표시되는 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다.

이하, 식별부(4300)에 대해 설명한다.

식별부(4300)는 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)를 이용하여 배재 대상체인 슬래그(S)가 식별될 수 있는 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 도 2 및 도 4의 (a) 내지 (e)를 참조하면, 식별부(4300)는 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재 대상체인 슬래그(S)가 있는 관심영역(A_i)을 추출하고, 관심영역(A_i)이 표시된 이미지(이하, 관심영역 설정 이미지(I_Ai))를 생성하는 추출부(4310) 및 촬영 이미지(I_s)를 2 종류의 색으로 구현되는 또는 표시되는 이미지(변환 이미지(I_c))로 변환시키는 이미지 변환부(4320)를 포함한다.

또한, 식별부(4300)는 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 및 변환 이미지(I_c)를 이용하여 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 식별 이미지 생성부(4330)를 포함할 수 있다.

추출부(4310)는 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s) 상에 관심영역(A_i)을 추출하여 표시한다.

여기서 관심영역(A_i)이란, 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재 대상체인 슬래그(S)가 있는 영역일 수 있다. 보다 구체적인 설명을 위하여 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)를 예를 들어 설명한다. 경동된 래들(1000)로 배재기(4100a)가 반입된 상태에서 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)는 예를 들어 도 4의 (a)와 같을 수 있다. 도 4의 (a)를 참조하면, 촬영 이미지(I_s)에는 래들(1000), 래들(1000) 내부에 장입되어 있는 용강(M), 용강(M) 상부에 부유하고 있는 슬래그(S), 래들(1000)의 내부로 인입된 배재기(4100a), 배재기(4100a)에 연결된 이동기(4100b), 래들(1000)의 하측에 위치되어 배재되는 슬래그(S)를 받고 있는 포트(2000)가 포함될 수 있다.

여기서, 촬영 이미지(I_s)에 포함되어 있는 래들(1000), 용강(M), 배재기(4100a), 이동기(4100b), 포트(2000) 및 래들(1000) 밖의 주변 영역은 배재 대상체가 아니다.

한편, 배재기(4100a)는 래들(1000)의 몸체(1111) 내부에 있는 슬래그(S)를 당기거나 긁어 상기 몸체(1111)에 연결된 배출부재(1112)로 이동시키는 수단이다. 이에, 배재기(4100a)를 이용하여 배재시키고자 하는 대상체는, 래들(1000)의 몸체(1111) 내부에 있는 슬래그(S)이다. 즉, 이미 배출부재(1112)로 이동된 또는 배출부재(1112) 밖으로 배출되어 포트(2000)로 낙하되고 있는 슬래그(S) 및 포트(2000)로 장입된 슬래그(S)는 배재기(4100a)를 이용하여 배재시키고자 하는 대상체가 아니다.

정리하면, 촬영 이미지(I_s)에 포함된 슬래그 중, 래들(1000)의 몸체(1111) 내부에 있는 슬래그(S)가 배재기(4100a)를 이용하여 배재시키고자 하는 대상이다. 그리고 이미 래들(1000)의 배출부재(1112)로 이동된 슬래그(S), 이미 배출부재(1112) 밖으로 낙하되고 있는 슬래그(S), 포트(2000) 내부로 장입된 슬래그(S)는 배재기(4100a)를 이용하여 배재시키고자 하는 대상이 아니다.

추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재 대상체가 있는 영역을 관심영역(A_i)으로 추출하여 표시 또는 입력한다. 즉, 추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재 대상체와, 배재 대상체 외의 다른 구성(또는 객체)을 구별하고, 배재 대상체가 위치된 영역을 관심영역(A_i)으로 추출하여 표시한다. 이를 다른 말로 설명하면, 추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s) 상에서 래들(1000) 몸체(1111) 내벽면의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 추출한다. 여기서 몸체(1111) 내벽면의 내측 영역이란, 촬영 이미지(I_s) 상에서 몸체(1111)의 내측이며, 상기 몸체(1111)의 내벽면으로 둘러싸인 영역을 의미할 수 있다.

이하에서는 '래들(1000) 몸체(1111) 내벽면의 내측 영역'을 '래들(1000) 몸체(1111)의 내측 영역'으로 약하여 설명한다.

이처럼, 래들(1000) 몸체(1111)의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 추출하는 것은, 래들(1000)의 몸체(1111) 내부에 있는 슬래그(S)가 배재기(4100a)를 이용하여 배재시키고자 하는 대상체이기 때문이다.

추출부(4310)에서 촬영 이미지(I_s) 상에서 관심영역(A_i)을 추출하는 것은, 인공지능 또는 딥러닝에 의한 세그멘테이션(Segmentation) 기법을 이용하여 실시할 수 있다.

세그멘테이션(Segmentation) 기법은, 이미지 상에서 픽셀 단위로 관심 객체를 추출하는 방법이다. 즉, 이미지에서 객체가 있는 위치, 해당 객체의 모양, 어떤 픽셀이 어떤 객체에 속하는지 등을 알고 싶다고 할 때, 이미지를 분할해 이미지의 각 픽셀에 레이블을 부여하는 방법이다.

추출부(4310)는 세그멘테이션 기법을 이용하여, 촬영 이미지(I_s) 상에서 관심 객체인 래들(1000) 몸체(1111)의 내측 영역과, 그 외의 영역을 구분한다. 그리고 추출부(4310)는 도 4의 (b)와 같이 촬영 이미지(I_s) 상에서 래들(1000) 몸체(1111)의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 표시 또는 입력한다. 다시 말해, 추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s) 상에 관심영역(A_i)이 표시된 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성한다.

이를 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)를 참조하여 다시 설명하면, 추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s)에 포함된 픽셀(P) 단위로 래들(1000) 몸체(1111)의 내측 영역과, 그 외의 영역을 구분할 수 있다. 그리고, 추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s) 상에서 래들(1000) 몸체(1111)의 내측 영역에 있는 픽셀(P)들을 관심 객체로 추출하고, 관심 객체로 추출된 픽셀(P)이 위치된 영역을 관심영역(A_i)으로 표시 또는 입력한다. 이때, 촬영 이미지(I_s)는 유채색으로 구현되는 또는 표시되는 컬러 이미지(color image)이므로, 관심영역(A_i)이 표시된 또는 입력된 관심영역 설정 이미지(I_Ai)는 도 5의 (b)와 같이 유채색을 포함하는 컬러 이미지(color image)일 수 있다.

이처럼 추출부(4310)에서 상술한 바와 같이 세그멘테이션 기법을 이용하여 관심영역(A_i)을 추출하는 것은, 딥러닝에 의해 실시될 수 있다. 즉, 추출부(4310)는 사용자 또는 작업자가 촬영 이미지(I_s) 상에서 관심영역(A_i)을 추출하여 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하는 과정을 수십, 수백번 이상 실시한 데이터를 학습하여 구축한 딥러닝 모델을 이용할 수 있다.

그리고, 추출부(4310)에서 추출한 관심영역(A_i) 또는 추출부(4310)에서 생성한 관심영역 설정 이미지(I_Ai)는 후술되는 이미지 변환부(4320)로 전송되어 활용될 수 있다.

이미지 변환부(4320)는 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)를 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)로 변환하는 제1변환부(4321), 제1변환 이미지(I_c1)를 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출하는 산출부(4322) 및 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를 제1색 및 상기 제1색과 구분되는 제2색의 2가지의 색으로 변환하여 제2변환 이미지(I_c2)를 생성하는 제2변환부(4323)를 포함할 수 있다.

제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s)를 그레이 스케일 이미지로 변환하여 제1변환 이미지(I_c1)를 생성한다. 여기서 그레이 스케일 이미지란, 도 4의 (c)와 같이 색상이 없는 무채색의 이미지를 의미할 수 있다. 즉, 그레이 스케일 이미지 또는 무채색의 이미지는, 도 5의 (c)와 같이 그 이미지에 포함된 픽셀들이 백색(white), 흑색(black), 백색과 흑색 사이에 있는 회색 계열로 나타난 이미지이며, 유채색이 없는 이미지를 의미할 수 있다.

이때, 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s) 상의 픽셀(P) 별 밝기 즉, 명도에 따라 다른 계열의 무채색으로 나타나도록 변환시킨다. 즉, 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s) 상의 픽셀(P) 별 명도에 따라 백색(white), 흑색(black), 백색과 흑색 사이에 있는 회색 계열의 색 중 어느 하나의 색으로 나타나도록 변환한다. 이에 따라 도 4의 (c) 및 도 5의 (c) 같은 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1) 생성될 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면, 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s)에 포함된 각 픽셀(P)에 제1식별값을 부여한다. 여기서 제1식별값은 미리 설정된 범위 내의 수일 수 있다. 그리고 제1변환부(4321)는 각 픽셀(P) 별 명도에 따라서 미리 설정된 범위 내에서 어느 하나의 수로 제1식별값을 선택하고, 선택된 제1식별값을 부여한다. 여기서, 제1식별값은 유리수일 있고, 상기 미리 설정된 범위는 0 내지 255 일 수 있다. 이에, 제1식별값은 유리수인 0 내지 255일 수 있고, 픽셀(P) 별 명도에 따라서 0 내지 255 중 어느 하나의 수로 선택되어 부여될 수 있다. 즉, 서로 다른 명도를 가지는 픽셀(P)들은 0 내지 255의 범위에서 서로 다른 제1식별값이 부여될 수 있다. 이때, 명도가 낮을수록 0에 가까운 제1식별값이 부여되고, 명도가 높을수록 255에 가까운 제1식별값이 부여된다. 이에, 촬영 이미지(I_s)에는 그 픽셀 별로 0 내지 255 중 어느 하나의 제1식별값이 부여될 수 있다.

다음으로, 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s)의 각 픽셀(P) 별로 부여된 제1식별값을 이용하여 그레이 스케일 이미지 즉, 제1변환 이미지(I_c1)로 변환한다. 이때, 0의 제1식별값을 가지는 픽셀(P)은 흑색(black), 255의 제1식별값을 가지는 픽셀(P)은 백색(white), 0과 255 사이의 제1식별값을 가지는 픽셀(P)은 흑색과 백색 사이의 회색 계열로 나타나도록 변환될 수 있다. 그리고 0과 255 사이의 제1식별값을 가지는 픽셀(P)에 있어서, 0과 가까울수록 흑색(black)에 가까운 또는 명도가 낮은 회색으로 변환되고, 255와 가까울수록 백색(white)에 가까운 또는 명도가 높은 회색으로 변환된다.

이에 따라 예를 들어 도 4의 (a)와 같은 촬영 이미지(I_s)는 예를 들어 도 4의 (c)와 같은 그레이 스케일 이미지로 변환될 수 있다. 이를 이미지 상에 픽셀(P)을 표시하여 나타내어 설명하면, 도 5의 (a)와 같은 촬영 이미지(I_s)는 예를 들어 도 5의 (c)와 같은 그레이 스케일 이미지로 변환될 수 있다.

그리고, 제1변환부(4321)는 제1변환 이미지(I_c1) 상에 관심영역(A_i)을 표시할 수도 있다. 이때, 제1변환 이미지(I_c1) 상에서의 관심영역(A_i)은, 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상에서의 관심영역(A_i)과 동일한 위치 또는 픽셀에 표시된다.

산출부(4322)는 제1변환 이미지(I_c1)의 픽셀(P) 별로 부여된 제1식별값을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출한다. 상술한 바와 같이 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s)의 각 픽셀(P) 별 명도에 따라 0 내지 255의 제1식별값을 부여하여 제1변환 이미지(I_c1)를 생성한다. 이에, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 복수의 픽셀(P) 각각에는 0 내지 255 중 어느 하나의 제1식별값이 부여되어 있다. 다른 말로 설명하면 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)은 0 내지 255 중 어느 하나의 제1식별값을 가진다.

산출부(4322)는 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)들이 가지는 제1식별값을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출한다. 즉, 산출부(4322)는 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들 제1식별값과, 관심영역(A_i)에 있는 픽셀(P)들의 제1식별값을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출한다. 보다 구체적으로 설명하면 산출부(4322)는, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들의 제1식별값의 평균(PV_t-mean), 제1변환 이미지(I_c1) 상에서 관심영역(A_i)에 있는 픽셀(P)들의 제1식별값들 중 최대값(PV_Ai-max), 제1변환 이미지(I_c1) 상에서 관심영역(A_i)에 있는 픽셀(P)들의 제1식별값 평균(PV_Ai-mean)을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출한다(수식 1 참조).

[수식 1]

수식 1에 포함된 'C'는 상수로서 예를 들어 '0.65'일 수 있다. 여기서 상수 'C'는 '0.65'에 한정되지 않으며 배재 조업 환경 또는 조건에 따라 최적화된 값으로 변경될 수 있다.

이렇게 산출된 식별 기준값(V_ds)은 제2변환부(4323)에서 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는데 사용된다.

한편, 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)의 전체 밝기 또는 명도는 배재 조업을 실시하는 주위 환경의 밝기 또는 조도에 따라 달라질 있다. 즉, 촬영부(4200) 또는 래들(1000) 주위의 밝기 또는 조도에 따라 촬영부(4200)에서 획득된 촬영 이미지(I_s)의 픽셀(P) 별 명도가 다를 수 있다.

따라서, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들의 제1식별값들을 이용하여 산출한다. 즉, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들이 제1식별값의 평균(PV_t-mean)을 이용하여 산출한다. 여기서, 제1식별값은 촬영 이미지(I_s)에서의 명도에 따라 부여된 것이므로, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)의 명도를 이용하여 또는 반영하여 식별 기준값(V_ds)을 산출하는 것으로 설명될 수 있다. 즉, 배재 조업이 실시되는 주위 환경의 밝기 또는 조도를 반영하여 식별 기준값(V_ds)을 산출하는 것으로 설명될 수 있다.

이에, 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)는 촬영부(4200) 또는 래들(1000) 주위, 배재 조업이 실시되는 주위의 밝기 또는 조도가 반영되어 생성된 이미지일 수 있다.

제2변환부(4323)는 산출된 식별 기준값(V_ds)를 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를제1색 및 상기 제1색과 구별되는 제2색으로 나타나도록 변환한다. 즉, 제2변환부(4323)는 3개 이상의 복수개의 무채색을 포함하는 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를 2 종류 또는 2개의 컬러(color)로 나타나도록 변환하여 제2변환 이미지(I_c2)를 생성한다. 다른 말로 설명하면, 제2변환부(4323)는 3개 이상의 복수개의 무채색을 포함하는 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를, 2 종류의 색으로만 또는 2개의 컬러(color)로만 나타나도록 변환하여 제2변환 이미지(I_c2)를 생성한다. 즉, 제2변환부(4323)에서 생성된 제2변환 이미지(I_c2)는, 그 복수의 픽셀 각각이 2 종류의 색 또는 2개의 컬러(color) 중 어느 하나로만 표시되는 이미지일 수 있다.

여기서, 제1색 및 제2색은 촬영 이미지(I_s)에 포함되지 않은 색으로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어 제1색은 무채색일 수 있고, 제2색은 제1색과 다른 무채색일 수 있다. 보다 구체적인 예로, 제1색은 흑색(black)일 수 있고, 제2색은 백색(white)일 수 있다. 이에, 제2변환 이미지(I_c2)는 흑색(black)과 백색(white)의 2 종류의 색으로 구현된 또는 나타낸 흑백 이미지인 것으로 설명될 수 있다. 그리고, 제2변환부(4323)는 제1변환 이미지(I_c1)를 흑백 이미지로 변환시키는 수단인 것으로 설명될 수 있다.

제2변환부(4323)는 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)에 있어서 그 제1식별값이 식별 기준값(V_ds) 이하인지 여부에 따라 제1값 및 제2값 중 어느 하나의 제2식별값을 부여한다. 즉, 제2변환부(4323)는 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)에 있어서 그 제1식별값이 식별 기준값(V_ds) 이하인 픽셀(P)에 제1값을 부여하고, 그 제1식별값이 식별 기준값(V_ds)을 초과하는 픽셀(P)에 제2값을 부여한다. 예를 들어, 제1값은 '0', 제2값은 '1'일 수 있다. 이후, 제2변환부(4323)는 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)에 있어서 제1값(0)이 부여된 픽셀(P)이 흑색(black), 제2값(1)이 부여된 픽셀(P)이 백색(white)으로 나타나도록 흑백 이미지를 생성한다. 즉, 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를 흑백 이미지인 제2변환 이미지(I_c2)로 변환한다.

예를 들어 설명하면, 도 4 (c)의 제1변환 이미지(I_c1)를 제2변환부(4323)에서 변환한 제2변환 이미지(I_c2)는 도 4의 (d)와 같을 수 있다. 이를 이미지 상에 픽셀(P)을 표시하여 나타내어 설명하면, 도 5 (c)의 제1변환 이미지(I_c1)는 그 각 픽셀(P)이 도 5의 (d)와 같이 흑색(black)과 백색(white)으로 나타나도록 변환될 수 있다.

한편, 제2변환 이미지(I_c2)는 도 4의 (d) 및 도 5의 (d)와 같이 용강(M)을 제외한 다른 구성들에 대한 픽셀(P)들이 제1색 즉, 흑색(black)으로 표시될 수 있다. 즉, 제2변환 이미지(I_c2)에서 용강(M)으로 식별된 픽셀(P)을 제외하고, 나머지가 흑색(black)으로 표시될 수 있다. 보다 구체적으로는, 관심영역(A_i)에 있는 슬래그(S), 래들(1000), 래들(1000)의 외부, 배재기(4100a), 이동기(4100b), 포트(2000) 및 포트(2000) 내에 있는 슬래그(S)가 흑색(black)으로 표시될 수 있다.

이처럼, 제2변환부(4323)는 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를 제2변환 이미지(I_c2)로 변환한다. 여기서, 식별 기준값(V_ds)은 제1변환 이미지(I_c1)의 명도를 이용하여 산출된 값이고, 배재 대상체인 슬래그(S)를 식별하기 위해 산출된 값이므로, 상기 식별 기준값(V_ds)은 '식별 기준 명도'로 명명될 수 있다.

이에 따라, 식별 기준값(V_ds)인 식별 기준 명도는, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들에 대한 명도의 평균, 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀(P)들의 명도 중 최대 명도, 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀(P)들에 대한 명도 평균을 이용하여 산출되는 것으로 설명될 수 있다.

또한, 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들에 대한 명도의 평균이 제1식별값의 평균(PV_t-mean)이고, 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀(P)들의 명도 중 최대 명도가 제1식별값들 중 최대값(PV_Ai-max)이며, 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀(P)들에 대한 명도 평균이 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들의 제1식별값들의 평균(PV_Ai-mean)인 것으로 설명될 수 있다.

그리고, 제2변환부(4323)가 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를 제2변환 이미지(I_c2)로 변환하는 것은, 제1변환 이미지(I_c1)의 픽셀(P) 별 명도와 식별 기준 명도를 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)를 제2변환 이미지(I_c2)로 변환시키는 것으로 설명될 수 있다. 다른 말로 설명하면, 제2변환 이미지(I_c2)는 제1변환 이미지(I_c1)의 픽셀(P)들에 있어서, 식별 기준 명도 이하의 명도를 가지는 픽셀(P)을 제1색으로 변환하고, 식별 기준 명도를 초과하는 명도를 가지는 픽셀(P)을 제2색으로 변환시키는 것으로 설명될 수 있다.

상술한 바와 같은 제1 및 제2변환부(4321, 4323)는 cv2 라이브러리 프로그램을 포함하는 기기를 포함하는 수단일 수 있다.

식별 이미지 생성부(4330)는 배재기(4100a)를 이용하여 배재시키고자 하는 대상체가 다른 구성들과 구별되게 나타나는 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 즉, 식별 이미지 생성부(4330)는 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상에서 관심영역(A_i)에 있는 슬래그(S)가 제1색으로 표시되도록 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다.

보다 구체적으로 설명하면 식별 이미지 생성부(4330)는, 제2변환 이미지(I_c2)의 관심영역(A_i)에서 제1색으로 표시된 픽셀(P)과 동일한 위치에 있는 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상의 픽셀(P)을 제1색으로 변환하여 표시한다.

여기서, 제2변환 이미지(I_c2)의 제1색은 무채색 예컨대 흑색(black)이고, 관심영역 설정 이미지(I_Ai)는 유채색을 포함하는 이미지 즉, 컬러 이미지(color image)이다. 이에, 컬러 이미지인 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상에서 일부 영역이 흑색(black)으로 변환된다. 다른 말로 설명하면, 유채색의 이미지인 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 관심영역(Ai)에 포함된 복수의 픽셀들 중 적어도 일부가 무채색인 흑색(black)으로 변환된 대상체 식별 이미지(I_d)가 생성된다. 즉, 관심영역(Ai)에서 배재 대상체인 슬래그(S)에 해당하는 영역 또는 픽셀(P)이 흑색(black)으로 표시된 대상체 식별 이미지(I_d)가 생성된다. 이에, 대상체 식별 이미지(I_d)는 흑색(black)으로 표시된 픽셀(P) 및 상기 흑색의 픽셀(P)을 제외한 나머지 픽셀(P)은 유채색으로 표시되는 이미지일 수 있다.

예를 들어 설명하면, 식별 이미지 생성부(4330)가 도 4 (b)의 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 이용하여 생성한 대상체 식별 이미지(I_d)는 도 4의 (e)와 같을 수 있다. 이를 이미지 상에 픽셀(P)을 표시하여 나타내어 설명하면, 도 5 (b)의 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 이용하여 생성한 대상체 식별 이미지(I_d)는 도 5의 (e)와 같을 수 있다.

이처럼, 대상체 식별 이미지(I_d)는 도 4의 (e) 또는 도 5의 (e)와 같이, 관심영역(A_i)에서 슬래그(S)에 해당하는 픽셀(P)이 주위에 있는 다른 픽셀(P)들과 전혀 다른 색 예컨대 흑색으로 나타나도록 생성된다. 즉, 대상체 식별 이미지(I_d)는 흑색 및 상기 흑색과 다른 유채색으로 표시된다. 보다 구체적으로 설명하면, 대상체 식별 이미지(I_d)의 관심영역(A_i)은 흑색 및 상기 흑색과 다른 유채색으로 표시된다. 또한, 대상체 식별 이미지(I_d)에서 관심영역(A_i)외의 다른 영역이 흑색과 다른 유채색으로 표시된다. 또 다른 말로 설명하면, 대상체 식별 이미지(I_d)는 유채색 및 무채색인 흑색(black)을 포함하는 이미지일 있다.

이처럼, 대상체 식별 이미지(I_d)는 흑색 및 상기 흑색과 다른 유채색을 포함하는 이미지로 생성된다. 이에, 대상체 식별 이미지(I_d)에서 흑색으로 표시된 위치 또는 픽셀(P)을 슬래그로 식별할 수 있다. 따라서 이미지 상에서 슬래그(S)를 식별하는 정확도를 향상시킬 수 있다. 즉, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 배재 대상체인 슬래그에 대한 식별 시인성이 향상된다.

상술한 바와 같이, 식별 이미지 생성부(4330)는 제2변환 이미지(I_c2)의 관심영역(A_i)에서 제1색으로 표시된 픽셀(P)과 동일한 위치에 있는 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상의 픽셀(P)을 제1색으로 변환하여 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 이에, 식별 이미지 생성부(4330)는 관심 영역 설정 이미지(I_Ai)와 제2변환 이미지(I_c2)를 혼합시키거나, 관심 영역 설정 이미지(I_Ai)에 제2변환 이미지(I_c2)를 합쳐 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 것으로 설명될 수 있다. 즉, 식별 이미지 생성부(4330)는 유채색 또는 컬러 이미지인 관심 영역 설정 이미지(I_Ai)와 흑백 이미지인 제2변환 이미지(I_c2)를 혼합시키거나 합쳐 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 것으로 설명될 수 있다. 이에, 대상체 식별 이미지(I_d)는 유채색 또는 컬러 이미지인 관심 영역 설정 이미지(I_Ai)와 흑백 이미지인 제2변환 이미지(I_c2)가 혼합 또는 합쳐져 생성된 이미지인 것으로 설명될 수 있다.

제어부(4400)는 식별 이미지 생성부(4330)에서 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 배재부(4100) 및 경동부(4600) 중 적어도 하나의 동작을 제어한다. 도 2를 참조하면, 제어부(4400)는 대상체 식별 이미지(I_d)에서 제1색 예컨대 흑색으로 표시된 픽셀(P)들의 면적을 이용하여 슬래그의 배재 완료 여부를 판단하는 판단기(4410), 판단기(4410)에서의 판단 결과에 따라 배재부(4100)의 동작을 제어하는 제1제어기(4420a) 및 경동부(4600)의 동작을 제어하는 제2제어기(4420b)를 포함할 수 있다.

판단기(4410)는 래들(1000) 내부에 있는 슬래그(S)의 량을 정량적으로 판단하여, 배재 완료 여부를 판단한다. 이를 위해 판단기(4410)는 도 4의 (e) 또는 도 5의 (e)와 같은 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 흑색(black)으로 표시된 픽셀(P)들의 면적을 합산(B_c)한다. 이때, 대상체 식별 이미지(I_d)에 포함된 픽셀(P)들은 동일한 면적일 수 있다. 이에, 대상체 식별 이미지(I_d)에서 흑색(black)으로 표시된 픽셀(P)의 개수에 일 픽셀의 면적을 곱셈하면, 흑색으로 표시된 픽셀들의 합산 면적(B_c)이 산출된다.

여기서, 대상체 식별 이미지(I_d)에 흑색(black)으로 표시된 픽셀(P)들은 배재하고자 하는 대상체이므로, 흑색으로 표시된 픽셀(P)들의 합산 면적(B_c)은 '배재 대상체의 합산 면적(B_c)'으로 명명될 수 있다.

다음으로, 판단기(4410)는 산출된 배재 대상체의 합산 면적(B_c)을 미리 설정된 기준 면적(B_s)과 비교한다. 이때 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s) 이하인 경우, 슬래그(S)의 배재가 완료된 것으로 판단할 수 있다. 즉, 래들(1000) 내부에 잔류하는 슬래그가 목표량 이하가 되어, 더 이상 배재 조업을 실시할 필요가 없는 상태인 것으로 판단한다. 다른 말로 설명하면, 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s) 이하가 될 때 래들(1000)을 직립시켜 배재를 종료해야 하는 시점인 것으로 판단한다. 반대로 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s)을 초과하는 경우, 슬래그(S)의 배재가 더 필요한 것으로 판단한다. 즉, 래들(1000) 내부에 잔류하는 슬래그(S)가 목표량을 초과하는 상태로서 배재 조업을 더 실시해야 하는 것으로 판단한다.

또한, 실시간으로 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s)을 비교함으로써, 배재가 완료되는 시점 또는 래들을 직립시켜야 하는 시점을 예측할 수 있다.

제1 및 제2제어기(4420a, 4420b)는 판단기(4410)에서 판단 결과에 따라 경동부(4600) 및 배재부(4100)의 동작을 제어한다.

예를 들어 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s)을 초과하여 판단기(4410)에서 슬래그(S)의 배재가 더 필요한 것으로 판단되면, 제1제어기(4420a)는 배재기(4100a)가 래들(1000) 내부에 반입되어 있는 상태를 유지하도록 이동기(4100b)를 제어한다. 그리고 제2제어기(4420b)는 래들(1000)을 더 경동시키거나 경동상태를 유지하도록 경동부(4600)를 제어한다.

또한, 상술한 예시와 같이 판단기(4410)에서 슬래그(S)의 배재가 더 필요한 것으로 판단되면, 제1제어기(4420a)는 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절한다. 즉, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그의 위치로 배재기(4100a)가 위치될 수 있도록, 제1제어기(4420a)가 이동기(4100b)를 동작시켜 배재기(4100a)의 위치를 조절한다.

이때, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그의 위치로 배재기(4100a)가 위치될 수 있도록, 제1제어기(4420a)가 배재기(4100a)의 위치를 조절하는 방법은 특별히 한정되지 않는다.

배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s) 이하가 되면, 상기 판단기(4410)는 배재가 완료된 것으로 판단한다. 이에, 제1제어기(4420a)는 배재부(4100)의 이동기(4100b)를 동작시켜 배재기(4100a)를 래들(1000) 밖으로 반출시키고, 제2제어기(4420b)는 경동부(4600)를 동작시켜 래들(1000)을 직립시킨다.

상술한 바와 같은 제1 및 제2제어기(4420a, 4420b)는 PLC(Programmable Logic Controller)를 포함하는 수단일 수 있다.

상기에서는 제1제어기(4420a)가 이동기(4100b)의 동작을 제어하여, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그의 위치로 배재기(4100a)가 위치될 수 있도록 하는 것을 예를 들어 설명하였다. 하지만, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그의 위치로 배재기(4100a)를 이동시키는 것은 작업자에 의해 수행될 수도 있다.

예를 들어, 대상체 식별 이미지(I_d)가 표시부(4500)에 표시 또는 디스플레이 되면, 작업자가 표시부(4500)를 확인하여 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 흑색으로 표시된 픽셀(P)의 위치를 파악하여 슬래그의 위치를 파악한다. 그리고, 작업자가 이동기(4100b)의 동작을 제어하여, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 파악된 슬래그의 위치로 배재기(4100a)가 위치될 수 있도록 할 수 있다.

또한, 상기에서는 판단기(4410)에서 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 흑색(black)으로 표시된 영역 또는 픽셀(P)의 면적(B_c)을 산출하고, 이를 기준 면적(B_s)과 비교하여 배재 완료 여부를 판단하는 것으로 설명하였다. 하지만, 이에 한정되지 않고, 작업자가 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 흑색(black)으로 표시된 영역 또는 픽셀의 면적(B_c)을 산출하여 배재 완료 여부를 판단할 수 있다. 즉, 대상체 식별 이미지(I_d)가 표시부(4500)에 표시 또는 디스플레이 되면, 작업자는 표시부(4500)에 표시된 대상체 식별 이미지(I_d)상에서 흑색(black)으로 표시된 영역 또는 픽셀(P)의 면적을 산출할 수 있다. 그리고 산출된 면적, 즉 배재 대상체의 합산 면적(B_c)을 기준 면적(B_s)과 비교하여 배재 완료 여부를 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 배재 방법을 도시한 순서도이다.

이하, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 슬래그의 배재 방법을 설명한다.

먼저, 출강된 용강(M)이 수용된 래들(1000)을 경동부(4600)의 안착대(4610) 상에 안착시킨다. 그리고, 래들(1000)을 소정 각도로 경동시키고(S110), 래들(1000)의 내부로 배재기(4100a)를 반입시킨다(S120). 그리고, 배재기(4100a)가 래들(1000) 내부에서 슬래그(S)와 접촉될 수 있도록 또는 슬래그(S)를 향할 수 있도록 배재기(4100a)의 위치를 조절한다(S130). 이후, 배재기(4100a)를 이용하여 슬래그(S)를 래들(1000) 밖으로 밀어내어 상기 슬래그(S)를 배재시킨다(S140). 이때, 시간 경과에 따라 경동부(4600)를 이용하여 래들(1000)의 경동 각도를 증가시킨다.

이처럼 슬래그(S)를 배재하는 동안, 촬영부(4200)를 이용하여 래들(1000) 내부를 촬영하고, 식별부(4300)는 획득된 이미지 상에서 슬래그를 식별한다(S200).

보다 구체적으로 설명하면, 촬영부(4200)는 래들(1000) 내부를 촬영하여 촬영 이미지(I_s)를 획득한다(S210). 그리고, 추출부(4310)는 촬영 이미지(I_s) 상에서, 배재 대상체인 슬래그(S)가 포함되어 있는 영역인 관심영역(A_i)을 추출한다. 그리고, 촬영 이미지(I_s) 상에 관심영역(A_i)을 표시하여 예를 들어 도 4의 (b)와 같은 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 생성한다(S220).

또한, 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s)를 그레이 스케일로 변환하여 제1변환 이미지(I_c1)를 생성한다(S231). 즉, 제1변환부(4321)는 촬영 이미지(I_s)에 포함된 복수의 픽셀(P)을, 각 픽셀(P)이 가지는 명도에 따라 제1식별값을 부여한다. 그리고 제1변환부(4321)는 부여된 제1식별값에 따라 각 픽셀(P)을 흑색, 백색 및 흑색과 백색 사이의 회색 계열의 색으로 변환하여 표시한다. 이에, 예를 들어 도 4의 (c)와 같은 제1변환 이미지(I_c1)이 생성된다.

다음으로, 산출부(4310)는 제1변환 이미지(I_c1)를 이용하여 식별 기준값(V_ds) 산출한다(S232). 이때, 산출부(4310)는 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀(P)들의 제1식별값의 평균(PV_t-mean), 제1변환 이미지(I_c1) 상에서 관심영역(A_i)에 있는 픽셀(P)들의 제1식별값들 중 최대값(PV_Ai-max), 제1변환 이미지(I_c1) 상에서 관심영역(A_i)에 있는 픽셀(P)들의 제1식별값 평균(PV_Ai-mean)을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출한다(수식 1 참조).

이어서, 제2변환부(4323)는 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 제1변환 이미지(I_c1)를 제2변환 이미지(I_c2)로 변환한다(S233). 즉, 제2변환부(4323)는 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)에 있어서 그 제1식별값이 식별 기준값(V_ds) 이하인 픽셀(P)에 제1값인 '1'을 부여하고, 그 제1식별값이 식별 기준값(V_ds)을 초과하는 픽셀(P)에 제2값인 '2'을 부여한다. 이후, 제2변환부(4323)는 제1변환 이미지(I_c1)의 각 픽셀(P)에 있어서 제1값(0)이 부여된 픽셀(P)이 흑색(black), 제2값(1)이 부여된 픽셀(P)이 백색(white)으로 나타나도록 흑백 이미지를 생성한다. 즉, 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를 흑백 이미지인 제2변환 이미지(I_c2)로 변환한다.

다음으로, 식별 이미지 생성부(4330)는 배재 대상체가 구별되게 나타나는 이미지인 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 즉, 식별 이미지 생성부(4330)는 제2변환 이미지(I_c2)의 관심영역(A_i)에서 제1색으로 표시된 픽셀(P)과 동일한 위치에 있는 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상의 픽셀(P)을 제1색으로 변환하여 표시한다(S240). 이에 따라, 유채색의 이미지인 관심영역 설정 이미지(I_Ai) 상에서 일부 영역이 제1색 즉, 흑색(black)으로 변환된다. 즉, 도 4의 (b)와 같은 유채색의 이미지인 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 관심영역(Ai)에서 배재 대상체인 슬래그(S)에 해당하는 영역 또는 픽셀(P)이 흑색(black)으로 표시된 대상체 식별 이미지(I_d)가 생성된다. 생성된 대상체 식별 이미지(I_d)는 예를 들어 도 4의 (e)와 같을 수 있다.

이와 같은 방법으로 대상체 식별 이미지(I_d)가 생성되면, 이는 제어부(4400)의 판단기(4410)로 전송된다. 판단기(4410)는 래들(1000) 내부에 있는 슬래그(S)의 량을 정량적으로 판단하여, 배재 완료 여부를 판단한다. 이를 위해 판단기(4410)는 예를 들어 도 4의 (e)와 같은 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 흑색(black)으로 표시된 픽셀(P)들의 면적을 합산(B_c)한다. 그리고 판단기(4410)는 산출된 배재 대상체의 합산 면적(B_c)을 미리 설정된 기준 면적(B_s)과 비교한다(S300).

예를 들어, 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s) 이하인 경우(예), 슬래그(S)의 배재가 완료된 것으로 판단할 수 있다. 이러한 경우, 제2제어기(4420b)는 배재부(4100)의 이동기(4100b)를 동작시켜 배재기(4100a)를 래들(1000) 밖으로 반출시키고(S420), 제2제어기(4420b)는 경동부(4600)를 동작시켜 래들(1000)을 직립시킨다(S410).

반대로, 배재 대상체의 합산 면적(B_c)이 기준 면적(B_s)을 초과하는 경우(아니오), 판단기(4410)는 슬래그(S)의 배재가 더 필요한 것으로 판단한다. 이에, 제1제어기(4420a)는 배재기(4100a)가 래들(1000) 내부에 반입되어 있는 상태를 유지하도록 이동기(4100b)를 제어하고, 제2제어기(4420b)는 래들(1000)을 더 경동시키거나 경동상태를 유지하도록 경동부(4600)를 제어한다.

또한, 제1제어기(4420a)는 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 배재기(4100a)의 수평 방향 위치를 조절한다(S130). 즉, 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그의 위치로 배재기(4100a)가 위치될 수 있도록 제1제어기(4420a)가 이동기(4100b)의 동작을 제어하면 배재기(4100a)의 위치가 조절된다(S130). 즉, 배재기(4100a)가 래들(1000)의 몸체(1111) 내부에 있는 슬래그(S)와 접촉될 수 있도록, 제1제어기(4420a)가 이동기(4100b)를 동작시켜 배재기(4100a)의 위치를 조절한다(S130).

이와 같이 실시예들에 의하면, 세그멘테이션 기법을 이용하여 촬영 이미지(I_s) 상에 배재 대상체인 슬래그가 포함되어 있는 관심영역(A_i)을 추출한다. 이에, 래들(1000) 내 용강(M) 탕면 상에서 슬래그(S)의 위치가 고정되지 않고 변하더라도, 배재 대상체인 슬래그(S)를 용이하게 식별할 수 있다.

또한, 흑백 이미지인 제2변환 이미지(I_c2)와 촬영부(4200)에서 획득된 컬러 이미지인 촬영 이미지(I_s) 또는 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 혼합 또는 합쳐 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 이에, 대상체 식별 이미지(I_d)는 흑색 및 상기 흑색과 다른 유채색으로 표시된다. 또한, 대상체 식별 이미지(I_d)의 관심영역(A_i)은 흑색 및 상기 흑색과 다른 유채색으로 표시된다. 이에, 대상체 식별 이미지(I_d)에서 흑색으로 표시된 위치 또는 픽셀(P)을 슬래그로 식별할 수 있다. 따라서 이미지 상에서 슬래그(S)에 대한 시인성 및 식별 정확도를 향상시킬 수 있다.

그리고, 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는데 있어서 촬영 이미지(I_s)가 가지는 전체 명도를 반영하여 생성한다. 즉, 래들(1000) 주변 또는 배재 조업이 실시되는 주위 환경의 밝기 또는 조도에 따라 변하는 촬영 이미지(I_s)의 전체 밝기 또는 명도를 반영하여 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성한다. 따라서, 래들(1000) 주변 또는 배재 조업이 실시되는 주위 환경의 밝기 또는 조도가 변하더라도, 배재 대상체인 슬래그가 다른 객체들과 명확하게 다른 색으로 나타나는 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성할 수 있다. 따라서 이미지 상에서 슬래그(S)에 대한 시인성 및 식별 정확도를 향상시킬 수 있다.

이에 따라, 래들(1000) 내부에서 슬래그(S)의 위치를 보다 정확하게 파악할 수 있다. 또한 이로부터 래들(1000) 내부에서 슬래그(S)와 접촉할 수 있도록 배재기(4100a)의 위치를 조절하는 것이 용이해진다. 따라서, 래들(1000) 내부의 슬래그(S)를 효과적으로 배재시킬 수 있다.

그리고, 래들(1000) 내부에 잔류하고 있는 슬래그의 량을 파악할 수 있어, 슬래그 배재 완료 시점을 보다 정확하게 예측할 수 있다.

1000: 제1용기(래들) 4100: 배재부
4100a: 배재기 4200: 촬영부

Claims (19)

1. 표면에 슬래그가 부유하고 있는 용융물이 장입된 용기를 촬영하여 유채색을 포함하는 촬영 이미지(I_s)를 획득하는 과정;
   상기 촬영 이미지(I_s) 상에서, 배재하고자 하는 대상체인 슬래그가 포함된 관심영역(A_i)을 추출하여, 추출된 관심영역(A_i)이 표시된 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하는 과정;
   유채색을 포함하는 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)의 관심영역(A_i)에 포함된 복수의 픽셀 중, 식별 기준 명도 이하의 명도를 가지는 픽셀의 색을 무채색인 제1색으로 변환하여, 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정; 및
   상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 상기 제1색으로 표시된 픽셀을 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정;을 포함하고,
   상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는데 있어서, 상기 제1색으로 표시된 픽셀을 제외한 나머지 픽셀이 유채색으로 표시된 이미지를 생성하며,
   상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정은,
   상기 촬영 이미지(I_s)에 포함된 복수의 픽셀 각각에, 각 픽셀이 가지는 명도에 따라 제1식별값을 부여하는 과정;
   상기 촬영 이미지(I_s)의 복수의 픽셀 각각의 색을, 각각에 부여된 제1식별값에 따라 무채색 계열의 색 중 어느 하나로 변환하여 그레이 스케일(gray scale) 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를 생성하는 과정;
   상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)을 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 관심 영역(A_i)을 설정하는 과정;
   상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀들에 대한 제1식별값을 이용하여 식별 기준값(V_ds)을 산출하는 과정; 및
   상기 식별 기준값(V_ds)을 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)를 상기 제1색 및 상기 제1색과 구분되는 다른 무채색인 제2색을 포함하는 2 종류의 무채색으로 나타나는 이미지로 변환시켜 제2변환 이미지(I_c2)를 생성하는 과정;을 포함하고,
   상기 식별 기준값(V_ds)을 상기 식별 기준 명도로 사용하며,
   상기 식별 기준값(V_ds)을 산출하는데 있어서,
   상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀들에 대한 제1식별값의 평균(PV_t-mean);
   상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들의 제1식별값들 중 최대값(PV_Ai-max); 및
   상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들의 제1식별값들의 평균(PV_Ai-mean);을 이용하여 산출하는 슬래그의 식별 방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 관심영역(A_i)을 추출하는 과정은,
   상기 촬영 이미지(I_s) 상에서 상기 용기 내벽면의 내측 영역과, 그 외의 영역을 구분하는 과정;
   구분된 상기 용기 내벽면의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 설정하는 과정;을 포함하는 슬래그의 식별 방법.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 촬영 이미지(I_s) 상에서 상기 용기 내벽면의 내측 영역과, 그 외의 영역을 구분하는 과정 및 용기 내벽면의 내측 영역을 관심영역(A_i)으로 설정하는 과정은, 인공지능에 의한 세그멘테이션(segmentation) 기법을 이용하여 실시하는 슬래그의 식별 방법.
4. 삭제
5. 삭제
6. 삭제
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 식별 기준값(V_ds)을 산출하는데 있어서, 아래 수식을 이용하여 산출하는 슬래그의 식별 방법.
   [수식]
   

   

   
   (C : 상수)
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제2변환 이미지(I_c2)를 생성하는 과정은,
   상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 복수의 픽셀 각각에 있어서, 제1식별값이 상기 식별 기준값(V_ds) 이하인 픽셀에 제1값의 제2식별값을 부여하고, 제1식별값이 상기 식별 기준값(V_ds)을 초과하는 픽셀에 상기 제1값과 다른 제2식별값인 제2값을 부여하는 과정;
   상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 복수의 픽셀 각각에 있어서, 부여된 제2식별값이 제1값인 픽셀을 상기 제1색으로 표시하고, 부여된 제2식별값이 제2값인 픽셀을 상기 제2색으로 표시하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)를 변환시키는 과정;을 포함하는 슬래그의 식별 방법.
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 과정은,
   상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)에 포함된 복수의 픽셀 중, 상기 제2변환 이미지(I_c2) 상에서 제1색으로 표식된 픽셀과 동일한 위치에 있는 픽셀의 색을 제1색으로 변환시키는 과정;을 포함하는 슬래그의 식별 방법.
10. 청구항 8 또는 청구항 9에 있어서,
    상기 제1색은 흑색(black)이고, 상기 제2색은 백색(white)이며,
    상기 제2변환 이미지(I_c2)는 복수의 픽셀이 흑색 또는 백색으로 표시된 흑백이미지이고,
    상기 대상체 식별 이미지(I_d)의 관심영역(A_i)에 있는 픽셀들 중, 상기 제2변환 이미지(I_c2)의 관심영역(A_i)에서 흑색으로 표시된 픽셀과 동일한 위치에 있는 픽셀이 흑색으로 표시되며,
    상기 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정은, 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 중 흑색으로 표시된 픽셀을 배재 대상체인 슬래그로 식별하는 과정을 포함하는 슬래그의 식별 방법.
11. 청구항 1 내지 청구항 3, 청구항 7 내지 청구항 9 중 어느 한 항의 슬래그의 식별 방법으로, 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 슬래그를 식별하는 과정;
    식별된 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그로 배재기가 위치될 수 있도록, 상기 배재기의 위치를 조절하는 과정; 및
    상기 배재기를 상기 용기의 외측 방향으로 이동시켜 슬래그를 상기 용기 밖으로 배출시키는 과정;을 포함하는 슬래그의 배재 방법.
12. 청구항 11에 있어서,
    식별된 상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서의 슬래그를 이용하여, 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 과정을 포함하고,
    상기 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 과정은, 상기 배재기의 위치를 조절하는 과정 전에 실시되는 슬래그의 배재 방법.
13. 청구항 12에 있어서,
    상기 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 과정은,
    상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 슬래그로 식별된 픽셀들의 면적(B_c)을 합산하는 과정; 및
    합산된 상기 면적(B_c)이 미리 설정된 기준 면적(B_s) 이하인 경우 슬래그 배재가 완료된 것으로 판단하는 과정;을 포함하며,
    상기 판단 과정에서 슬래그 배재가 완료된 것으로 판단되면, 경동되어 있는 용기를 직립시키는 과정을 포함하는 슬래그의 배재 방법.
14. 청구항 11에 있어서,
    상기 용융물은 용강을 포함하고, 상기 용기는 래들을 포함하는 슬래그의 배재 방법.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 용강은 스테인리스 제조용 용강인 슬래그의 배재 방법.
16. 표면에 슬래그가 부유하고 있는 용융물이 장입된 용기 내부로 이동할 수 있는 배재부;
    상기 용기가 안착될 수 있고, 상기 용기를 기울일 수 있도록 설치된 경동부;
    방사율에 따른 이미지이며 유채색을 포함하는 이미지를 획득할 수 있도록, 상기 용기의 외부에 설치된 촬영부;
    상기 촬영부에서 획득된 촬영 이미지(I_s) 상에서 배재 대상체인 슬래그가 포함되는 관심영역(A_i)을 추출하여 유채색을 포함하는 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하고, 상기 관심영역(A_i)에 포함된 복수의 픽셀 중 식별 기준 명도 이하의 명도를 가지는 픽셀의 색을 무채색 계열의 어느 하나의 색으로 변환시켜 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 식별부; 및
    상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 이용하여 상기 배재부 및 경동부 중 적어도 하나의 동작을 제어하는 제어부;를 포함하고,
    상기 식별부에서 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는데 있어서, 상기 무채색 계열의 어느 하나의 색으로 표시된 픽셀을 제외한 나머지 픽셀이 유채색으로 표시되도록 생성하고,
    상기 식별부는,
    상기 촬영 이미지(I_s) 상에서 상기 용기 내벽면의 내측 영역을 상기 배재부를 이용하여 배재시키고자 하는 슬래그가 위치된 관심영역(A_i)으로 추출하고, 추출된 관심영역(A_i)을 상기 촬영 이미지(I_s)에 표시하여 유채색을 포함하는 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 생성하는 추출부;
    상기 촬영 이미지(I_s)에 포함된 복수의 픽셀 각각을, 각 픽셀이 가지는 명도에 따라 무채색 계열의 색 중 어느 하나의 색으로 변환하여, 그레이 스케일 이미지인 제1변환 이미지(I_c1)를 생성하고, 상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)를 이용하여 상기 제1변환 이미지(I_c1)에 관심영역(A_i)을 설정하는 제1변환부;
    상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 전체 픽셀들에 대한 명도의 평균, 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀들의 명도 중 최대 명도, 상기 제1변환 이미지(I_c1)의 관심영역(A_i)에 포함된 픽셀들에 대한 명도 평균을 이용하여 상기 식별 기준 명도를 산출하는 산출부;
    상기 제1변환 이미지(I_c1)에 포함된 복수의 픽셀 각각을, 각 픽셀이 가지는 명도가 상기 식별 기준 명도 이하인지 여부에 따라 흑색(black) 및 백색(white) 중 어느 하나의 색으로 변환하여 흑백 이미지인 제2변환 이미지(I_c2)를 생성하는 제2변환부; 및
    상기 관심영역 설정 이미지(I_Ai)에 포함된 복수의 픽셀 중, 상기 제2변환 이미지(I_c2) 상에서 흑색으로 표식된 픽셀과 동일한 위치에 있는 픽셀의 색을 흑색으로 변환시켜 상기 대상체 식별 이미지(I_d)를 생성하는 식별 이미지 생성부;를 포함하는 슬래그 배재 장치.
17. 삭제
18. 삭제
19. 청구항 16에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 대상체 식별 이미지(I_d) 상에서 배재 대상체인 슬래그로 식별된 픽셀을 이용하여 슬래그 배재의 완료 여부를 판단하는 판단기;
    상기 판단기에서 슬래그의 배재가 완료되지 않은 것으로 판단되는 경우, 위치가 조절되도록 상기 배재부의 동작을 제어하는 제1제어기; 및
    상기 판단기에서 슬래그의 배재가 완료된 것으로 판단되는 경우, 상기 용기가 직립되도록 상기 경동부의 동작을 제어하는 제2제어기;를 포함하는 슬래그 배재 장치.

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