KR20090121612A - 골판지 품질 불량 자동 검사 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 골판지 불량 자동검출방법에 관한 것으로, 특히 골판지의 생산시에 영상인식기법을 이용하여 생산되는 골판지의 불량 여부를 자동으로 검출하는 골판지 불량 자동검출방법 및 그 장치에 관한 것이다. 본 발명은 생산되는 골판지를 촬영하는 단계; 촬영된 영상을 캡쳐하여 정지영상을 형성하는 단계; 정지영상을 구성하는 각 픽셀들로부터 원지부분과 바탕부분을 구분하는 스레스홀드값을 결정하는 단계; 스레스홀드값과 각 픽셀들의 값에 따라 영상을 이진화하는 단계; 이진화된 영상으로부터 원지내의 특정부분에 해당하는 값을 검출하고 이 값의 길이를 판단하여 골판지의 불량여부를 판단하는 단계를 포함한다.

Description

골판지 품질 불량 자동 검사 방법 및 장치{method and apparatus for automatic detecting quality defects for corrugated board}

본 발명은 골판지 품질 불량 자동 검사 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 골판지의 표면, 접착 등의 불량 유무를 영상인식기법을 이용하여 검사하기 위한 골판지 품질 불량 자동 검사 방법 및 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 골판지를 만들기 위하여 사용되는 생산라인은 빠르게 회전하는 컨베이어 벨트를 통하여 골판지가 이송된다. 골판지의 생산중에 골판지는 원지가 풀릴 때 좌우가 맞지 않아 골심지가 보이는 가미불량, 표면에 이물질이 같은 것이 부착되어 발생하는 불량 및 원지와 골심지들 간의 접착불량과 같은 불량이 발생되게 된다.

골판지의 생상중에 불량 부분이 존재하면 제품의 신뢰성이 저하되는 현상이 발생된다. 골판지의 불량 여부를 판단하기 위하여 종래에는 사람에 눈에 의존하여 골판지를 검사하였다. 그러나, 사람에 의한 방식은 골판지의 불량 여부를 정확히 체크할 수 없으며, 고속으로 생산되는 공정상에서 불량을 사람의 눈으로 검사한다는 것은 사실상 불가능하다.

그리고 생산된 이후 골판지의 가미불량, 표면이물질 부착과 같은 것은 눈으로 검사가 가능하지만 접착불량과 같은 표면에 들어나지 않는 불량은 정확한 검사가 불가능하다. 이와 같은 단점을 보완하고 보다 품질이 좋은 골판지를 생산하고, 생산비를 절감하기위해 빠르게 불량을 검사할 필요가 있다.

예를 들어, 골판지 생산시 골심지와 라이너지가 접착이 이루어지지 않으면, 골판지의 원단을 가공할 때 라이너지와 골심지가 분리되는 현상이 발생하게 된다. 또한 박스로 만들어졌을 때 압축강도가 떨어지는 원인이 된다.

이러한 접착불량은 표면에 잘 나타나지 않기 때문에 사람의 눈으로 검사가 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 영상인식기법을 이용하여 자동으로 골판지의 불량을 검출할 수 있는 골판지 불량 자동검출방법 및 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

생산되는 골판지를 촬영하는 단계;

촬영된 영상을 캡쳐하여 정지영상을 형성하는 단계;

정지영상을 구성하는 각 픽셀들로부터 골판지부분과 바탕부분을 구분하는 스레스홀드값을 결정하는 단계;

스레스홀드값과 각 픽셀들의 값에 따라 영상을 이진화하는 단계;

이진화된 영상으로부터 골판지내의 특정부분에 해당하는 값을 검출하고 이 값에 따라 불량의 길이를 판단하여 골판지의 불량여부를 판단하는 단계를 포함한다.

또한, 본 발명에 따른 골판지 불량 자동 검출 장치는

골판지의 상태를 촬영하기 위한 CCD 카메라;

상기 카메라에서 촬영된 영상에서 정지영상을 캡쳐하기 위한 그래버;

상기 래버에서 출력된 정지영상을 수신하여 상기 정지영상을 구성하는 각 픽셀들로부터 골판지와 바탕을 구분하는 스레스홀드값을 결정하여 상기 스레스홀드값과 각 픽셀들의 값에 따라 상기 영상을 이진화하고 상기 이진화된 영상으로부터 원지에 해당하는 값을 검출하고 이 값의 연속적으로 검출되는 값에 따라서 불량의 길이를 판단하여 골판지의 불량여부를 판단하는 영상신호처리장치를 포함한다.

본 발명에 따른 골판지 불량 자동 검출 방법 및 장치는 골판지의 영상을 캡쳐하여 이 영상을 디지털화하고 이진화하여 각 픽셀들의 값으로부터 불량의 길이를 측정하여 자동으로 골판지의 불량을 검출함으로써 보다 정확하게 불량여부를 판단할 수 있게 되어 작업을 정확하고 빠르게 처리할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 골판지 불량 자동검출방법 및 장치를 설명하면 다음과 같다.

도 1 는 본 발명에 따른 골판지 불량 자동검출장치의 구조를 보여주는 시스템 도이다.

본 발명에서 골판지 불량 자동 검출장치는 도 1에서 보는 바와 같이, 골판지(10)가 이송장치(12)상에서 이송될 때 골판지를 촬영하기 위하여 라인 CCD 카메라(30)가 형성되며, 라인 CCD 카메라(30)에 의하여 촬영되는 부분의 조명을 조절하기 위한 조명부(40)가 형성된다.

또한, 라인 CCD 카메라(30)에서 찍인 영상을 캡쳐하기 위한 프레임 그래버(도시 안됨)을 포함하며, 프레임 그래버로부터 전송된 영상을 분석하여 해당 골판지의 불량 여부를 결정하기 위한 영상신호처리장치(50)이 형성된다.

이와 같은 구성을 가지는 골판지불량 자동검출장치의 동작을 상세히 설명하면 일정한 시간간격으로 로울러와 컨베이어벨트로 이루어진 이송장치(12)에 의하여 이송되는 골판지(10)의 상부를 라인 CCD 카메라(30)가 촬영한다.

라인 CCD 카메라(30)에 의하여 포장지의 골판지부분이 촬영되면 촬영된 영상은 영상신호처리장치(50)에 전송된다. 영상신호처리장치(50)의 프레임 그래버는 영상을 프레임 단위로 캡쳐한다.

프레임 그래버(50)에 캡쳐된 영상신호 데이터는 8비트로 이루어져 있으므로 각 픽셀들은 2⁸개, 즉 256개의 값으로 표시된다. 따라서 영상데이터들의 각 픽셀들은 0 내지 255 사이의 값을 가지고, 0 은 검정색을 255 는 백색을 나타낸다.

그러나, 영상데이터는 판독시의 상태, 즉 골판지의 색깔 또는 조명의 밝기 정도에 따라서 부분의 픽셀값에 차이가 생긴다. 따라서, 골판지와 색깔을 구분할 수 있는 스레스홀드(threshold)값을 구해야한다. 이 값을 구하기 위하여는 전체 데이터들의 히스토그램을 작성하여 그 변환상태를 판단함으로써 결정할 수 있다. 히스토그램에 의하여 스레스홀드값을 구하는 이유는 영상 데이터를 이용하여 골판지와 바탕부분을 구분하기 위한 것이다.

도 2 에 도시된 것처럼 획득된 영상데이터에서 골판지부분은 밝게 바탕부분은 어둡게 나타난다. 따라서 골판지에 해당하는 픽셀들의 값이 바탕 부분의 픽셀들의 값보다 크다. 그러나, 골판지부분의 값들이라도 한 개의 값만을 가지는 것이 아니라 다양한 값을 가지며, 바탕부분 해당하는 픽셀들은 값 역시 다양한 값을 가진다. 그러므로, 골판지와 바탕 부분간의 값의 분포에 따라 골판지와 바탕부분간의 변화지점인 스레스홀드값을 사전에 결정하여야 하는 것이다.

스레스홀드값이 결정되면 이 결과에 따라 모든 픽셀의 값들을 스레스홀드값과 비교하여 스레스홀드값보다 큰 경우에는 1로, 작은 경우에는 0 으로 변환하여이진화된 값을 가지는 영상으로 변화시킨다.

도 3에서와 같이 스레스홀드값이 180으로 설정되면, 이 값을 기준으로 180 이하의 픽셀들의 값을 0으로 변환시키며, 180이상의 값들은 1로 변환시킨다. 이러한 변환과정에 따라서 특정 픽셀의 값이 1인 경우에는 바탕 부분 및 불량부분, 반대로 0 인 경우에는 골판지부분으로 판별할 수 있다.

상기에서와 같은 과정을 거쳐서 픽셀들이 0 과 1의 값만을 가지는 이진화가 되면 도 3에 도시된 것처럼 흰색과 검은색 만으로 이루어지는 이진화 영상이 얻어 진다. 이진영상이 얻어지면 영상의 좌측상부부터 우측하부에 이르기까지 위에서 아래로 진행하고, 또한 왼쪽에서 오른쪽으로 스캔하면서 픽셀의 값을 검출하여 불량의 길이를 잰다.

먼저, 불량의 길이는 위에서 아래로 진행하면서 흰점이 있는가를 판단한다. 즉, 도 4a 내지 도 4d에서 보는 바와 같이 이진 영상의 픽셀들로 이루어지는 행렬에서 주어진 열에 대하여 행번호를 증가시키면서 픽셀의 값이 1인가를 확인한다. 이때 행번호를 증가시키면서 픽셀의 값이 1인 경우가 발견되면 더 이상의 행에 대하여는 고려하지 않고 다음(오른쪽) 열로 넘어가서 처음 행부터 순차적으로 증가시키면서 픽셀의 값을 체크한다. 주어진 열에서 1 의 값을 가지는 픽셀이 발견되면 다음 행의 값은 고려하지 않고 다음 열로 넘어간다.

이때, 처음에 나타나는 1의 값을 가지는 픽셀의 열의 번호를 실의 시작점으로 설정하고 다음 열의 제일 처음 행으로 이동한다. 계속적으로 각 열에서 1 의 값을 가지는 픽셀에 존재하는가의 여부를 체크한다. 만약 특정 열에서 1의 값이 더 이상 발견되지 않으면 검색이 끝난 것을 표시하는 것이므로 가장긴 선분인 대각선의 길이를 피타고라스 정리를 이용하여 구하면 이 길이가 불량의 길이(L)를 나타낸다. 이와 같이 얻어진 불량의 길이를 기준 길이와 비교한다. 그 비교값이 소정의 기준값보다 큰 경우에는 골판지불량으로 판정하고 그 결과를 사용자에게 알린다. 사용자는 불량으로 판정된 포장지를 제거하거나 재처리하도록 한다. 비교값이 기준값보다 작은 경우에는 골판지작업이 제대로 이루어진 것이므로 다음 열로 진행하여 앞서 기술된 과정을 다시 반복수행한다.

이상에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 당업자에 의해 그 개량이나 변형이 가능하다.

도 1 는 본 발명에 따른 골판지 불량 자동검출장치의 구조를 보여주는 시스템 도이다.

도 2는 도 1의 장치를 통해 획득된 골판지 영상 데이터를 나타내기 위한 도면이다.

도 3은 도2의 영상테이터를 이진화한 도면이다.

도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따라 골판지 불량을 판단하기 위한 순서를 도시하는 도면이다.

Claims (2)

1. 생산되는 골판지를 촬영하는 단계;

   촬영된 영상을 캡쳐하여 정지영상을 형성하는 단계;

   정지영상을 구성하는 각 픽셀들로부터 골판지부분과 바탕부분을 구분하는 스레스홀드값을 결정하는 단계;

   스레스홀드값과 각 픽셀들의 값에 따라 영상을 이진화하는 단계;

   이진화된 영상으로부터 골판지내의 특정부분에 해당하는 값을 검출하고 이 값에 따라 불량의 길이를 판단하여 골판지의 불량여부를 판단하는 단계를 포함하는 골판지 품질 불량 자동 검사 방법.
2. 골판지의 상태를 촬영하기 위한 CCD 카메라;

   상기 카메라에서 촬영된 영상에서 정지영상을 캡쳐하기 위한 그래버;

   상기 래버에서 출력된 정지영상을 수신하여 상기 정지영상을 구성하는 각 픽셀들로부터 골판지와 바탕을 구분하는 스레스홀드값을 결정하여 상기 스레스홀드값과 각 픽셀들의 값에 따라 상기 영상을 이진화하고 상기 이진화된 영상으로부터 원지에 해당하는 값을 검출하고 이 값의 연속적으로 검출되는 값에 따라서 불량의 길이를 판단하여 골판지의 불량여부를 판단하는 영상신호처리장치를 포함하는 골판지 품질 불량 자동 검사장치.

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