KR20150069325A - 홀로그래피 기반 텍스처 자동 인식 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 텍스처 자동 인식 장치는 동기 제어 신호 및 패턴 제어 신호에 따라 생성된 광 변조 패턴을 피사체로 조사하는 광 조사부, 상기 피사체를 촬영하여 영상 입력 신호를 생성하는 광 복합 센서, 상기 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 텍스처 인식부, 그리고 상기 동기 제어 신호 및 상기 패턴 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하되, 상기 텍스처 인식부는 상기 피사체의 2D 텍스처의 인식 여부에 따라 처리 결과를 상기 제어부에 전송하고, 상기 제어부는 상기 처리 결과에 따라 상기 광 변조 패턴을 변경하기 위한 상기 패턴 제어 신호 및 상기 동기 제어 신호를 생성하고, 상기 동기 제어 신호는 상기 광 조사부, 상기 광 복합 센서 및 상기 텍스처 인식부의 동작을 동기하도록 생성된다.
Description
본 발명은 인식 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 홀로그래피를 기반으로 한 텍스처 자동 인식 장치 및 방법에 관한 것이다.
최근 영상미디어 기술의 발전에 따라 대용량의 멀티미디어 데이터가 급증하고 있다. 그로 인해 효과적으로 이미지 또는 비디오 영상을 색인, 분류 또는 검색하는 기술이 폭넓게 이용되고 있다. MPEG7은 멀티미디어 검색을 위한 표준으로 점차적으로 활용되고 있다. 특히, 모바일 환경에서는 영상 검색을 위해 MPEG7 CDVS(Compact Descriptor Visual Search) 표준도 새롭게 활용되고 있다. 이러한 영상 검색을 위해 영상을 대표하는 특징 표현자가 필요하다. 대상 물체의 색상, 모양, 텍스처(Texture), 움직임 등은 영상 검색을 위한 특징 표현자로 사용되고 있다. 이 중 텍스처(Texture)는 대상 물체의 특징을 보여주는 중요한 요소 중 하나이다.
본 발명의 목적은 피사체의 2D 텍스처를 인식하고, 홀로그래피를 기반으로 3D 텍스처 정보를 획득하는 텍스처 자동 인식 장치 및 방법을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텍스처 자동 인식 장치는 동기 제어 신호 및 패턴 제어 신호에 따라 생성된 광 변조 패턴을 피사체로 조사하는 광 조사부, 상기 피사체를 촬영하여 영상 입력 신호를 생성하는 광 복합 센서, 상기 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 텍스처 인식부, 그리고 상기 동기 제어 신호 및 상기 패턴 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하되, 상기 텍스처 인식부는 상기 피사체의 2D 텍스처의 인식 여부에 따라 처리 결과를 상기 제어부에 전송하고, 상기 제어부는 상기 처리 결과에 따라 상기 광 변조 패턴을 변경하기 위한 상기 패턴 제어 신호 및 상기 동기 제어 신호를 생성하고, 상기 동기 제어 신호는 상기 광 조사부, 상기 광 복합 센서 및 상기 텍스처 인식부의 동작을 동기하도록 생성된다.
또한, 상기 텍스처 인식부는, 상기 광 복합 센서로부터 상기 영상 입력 신호를 수신하는 텍스처 입력부, 상기 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 텍스처 처리부, 그리고 상기 피사체의 2D 텍스처를 분류하여 저장하는 텍스처 분류부를 포함하되, 상기 영상 입력 신호는 2D 피사체 영상, 상기 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상, 피사체 물체광 및 참조 패턴 영상을 포함한다.
또한, 상기 텍스처 처리부는 상기 2D 피사체 영상과 상기 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식한다.
또한, 상기 텍스처 처리부는 상기 피사체 물체광과 상기 참조 패턴 영상을 이용한 홀로그래피 연산을 통해 상기 피사체의 3D 홀로그램을 생성한다.
또한, 상기 텍스처 처리부는 상기 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 이용하여 상기 피사체의 3D 텍스처를 생성한다.
또한, 상기 텍스처 분류부는 용이한 검색을 위해 상기 피사체의 3D 텍스처를 분류하여 저장한다.
또한, 상기 텍스처 입력부는 상기 영상 입력 신호를 디지털화하여 상기 텍스트 처리부에 전송한다.
또한, 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하지 못하는 경우, 상기 텍스처 처리부는 상기 광 변조 패턴을 변경하기 위한 상기 처리 결과를 상기 제어부에 전송한다.
또한, 상기 광 조사부는, 상기 동기 제어 신호에 따라 레이저 광 신호를 출력하는 레이저 출사부, 상기 레이저 광 신호를 제 1 및 제 2 분광 신호로 분할하는 광 분할부, 상기 패턴 제어 신호에 따라 상기 제 1 분광 신호의 주파수 또는 위상을 변경하여 제 1 변조 신호를 생성하는 주파수/위상 변조기, 상기 제 1 변조 신호를 상기 패턴 제어 신호에 따라 능동 필터링하여 제 1 필터 신호를 생성하는 제 1 광학 회절 소자, 상기 제 2 분광 신호를 상기 패턴 제어 신호에 따라 능동 필터링하여 제 2 필터 신호를 생성하는 제 2 광학 회절 소자, 그리고 상기 제 1 및 제 2 필터 신호를 이용하여 상기 광 변조 패턴을 생성하는 광 스캐너를 포함한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 광학 회절 소자는 상기 동기 제어 신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 필터 신호를 동시에 상기 광 스캐너로 전송한다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 광학 회절 소자는 상기 능동 필터링을 통해 상기 제 1 변조 신호 및 상기 제 2 분광 신호를 분산시키거나 상기 제 1 변조 신호 및 상기 제 2 분광 신호의 형상 또는 세기를 변경한다.
또한, 상기 레이저 출사부는 상기 패턴 제어 신호에 따라 상기 레이저 광 신호의 주파수 및 위상을 결정한다.
또한, 상기 제어부는, 상기 처리 결과에 따라 상기 광 변조 패턴을 변경하도록 상기 패턴 제어 신호를 생성하는 패턴 제어부, 그리고 상기 처리 결과에 따라 상기 광 조사부, 상기 광 복합 센서 및 상기 텍스처 인식부의 동작을 동기하도록 상기 동기 제어 신호를 생성하는 동기 제어부를 포함한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 텍스처 자동 인식 방법은 제 1 동기 제어 신호 및 제 1 패턴 제어 신호에 따라 제 1 광 변조 패턴을 생성하는 단계, 피사체에 상기 제 1 광 변조 패턴을 조사하는 단계, 광 복합 센서를 통해 상기 피사체를 촬영하여 제 1 영상 입력 신호를 수신하는 단계, 상기 제 1 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 단계, 상기 피사체의 2D 텍스처의 인식 여부에 따라 처리 결과를 생성하는 단계, 상기 처리 결과에 따라 제 2 동기 제어 신호 및 제 2 패턴 제어 신호를 생성하는 단계, 상기 제 2 동기 제어 신호 및 상기 제 2 패턴 제어 신호에 따라 상기 제 1 광 변조 패턴과 다른 제 2 광 변조 패턴을 생성하는 단계, 그리고 상기 피사체에 상기 제 2 광 변조 패턴을 조사하여 상기 광 복합 센서를 통해 제 2 영상 입력 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제 1 영상 입력 신호는 2D 피사체 영상, 상기 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 포함하고, 상기 피사체의 2D 텍스처는 상기 2D 피사체 영상과 상기 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 인식된다.
또한, 상기 제 2 동기 제어 신호 및 상기 제 2 패턴 제어 신호를 생성하는 단계에서, 상기 처리 결과는 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하지 못하는 경우에 대응한다.
이상과 같은 본 발명의 실시 예에 따르면, 주기적으로 조사되는 광 변조 패턴을 이용하여 피사체의 2D 텍스처를 인식하고, 홀로그래피를 기반으로 3D 텍스처 정보를 획득하는 텍스처 자동 인식 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 텍스처 자동 인식 장치를 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 광 조사부를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 제어부의 하나의 실시 예를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 1의 제어부의 다른 실시 예를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 1의 텍스처 인식부를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 1의 광 조사부에서 생성되는 광 변조 패턴을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1의 광 조사부에서 광 변조 패턴을 조사하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1의 광 조사부에서 광 변조 패턴을 생성하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 9는 도 1의 텍스처 자동 인식 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
도 2는 도 1의 광 조사부를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 3은 도 1의 제어부의 하나의 실시 예를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 1의 제어부의 다른 실시 예를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 5는 도 1의 텍스처 인식부를 자세히 보여주는 블록도이다.
도 6은 도 1의 광 조사부에서 생성되는 광 변조 패턴을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 도 1의 광 조사부에서 광 변조 패턴을 조사하는 방법을 보여주는 도면이다.
도 8은 도 1의 광 조사부에서 광 변조 패턴을 생성하는 방법을 보여주는 순서도이다.
도 9는 도 1의 텍스처 자동 인식 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다.
앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.
이하에서는, 텍스처 자동 인식 장치가 본 발명의 특징 및 기능을 설명하기 위한 전기 장치의 한 예로서 사용될 것이다. 하지만, 이 기술 분야에 정통한 사람은 여기에 기재된 내용에 따라 본 발명의 다른 이점들 및 성능을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명은 다른 실시 예들을 통해 구현되거나 적용될 수 있을 것이다. 게다가, 상세한 설명은 본 발명의 범위, 기술적 사상 그리고 다른 목적으로부터 상당히 벗어나지 않고, 관점 및 응용에 따라 수정되거나 변경될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 텍스처 자동 인식 장치를 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 텍스처 자동 인식 장치는 광 조사부(100), 제어부(200), 광 복합 센서(300) 및 텍스처 인식부(400)를 포함할 수 있다.
광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 광 조사부(100) 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하기 위해 다음의 과정을 수행할 수 있다. 광 조사부(100)는 단일의 주파수 및 위상을 가지는 레이저 광 신호를 생성할 수 있다. 레이저 광 신호의 주파수 및 위상은 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 결정될 수 있다. 레이저 광 신호의 생성 시점은 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 결정될 수 있다. 광 조사부(100)는 생성된 레이저 광 신호를 제 1 및 제 2 분광 신호로 분할할 수 있다. 제 1 및 제 2 분광 신호는 주파수 및 위상이 서로 같을 수 있다. 광 조사부(100)는 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하기 위해 제 1 분광 신호 또는 제 2 분광 신호의 주파수 또는 위상을 변화시킬 수 있다. 광 조사부(100)는 제 1 분광 신호 또는 제 2 분광 신호의 주파수 또는 위상을 변조하여 두 신호간의 간섭 파형이 생성되도록 한다. 제 1 분광 신호 또는 제 2 분광 신호의 주파수 또는 위상의 다양한 변화에 의해 광 조사부(100)는 다양한 패턴의 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 광 조사부(100)는 다양한 형태의 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 구현하기 위해 제 1 및 제 2 분광 신호를 능동 필터링하여 제 1 및 제 2 필터 신호를 생성할 수 있다. 광 조사부(100)는 제 1 및 제 2 필터 신호를 조합하여 다양한 형태의 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 생성된 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 피사체의 텍스처 정보를 획득하기 위해 피사체에 조사될 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시 예에서 레이저 광 신호를 제 1 및 제 2 분광 신호로 분할하지 않고, 광 조사부(100)는 서로 다른 주파수 또는 위상을 가지는 제 1 및 제 2 레이저 광 신호를 생성할 수 있다. 광 조사부(100)는 제 1 레이저 광 신호 또는 제 2 레이저 광 신호의 주파수 또는 위상을 변경한 후 능동 필터링을 수행하여 제 1 및 제 2 필터 신호를 생성할 수 있다. 이하에서는 하나의 레이저 광 신호를 이용하는 경우가 예시적으로 설명될 것이다.
제어부(200)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)을 생성할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치의 최초 동작시에 제어부(200)는 광 변조 패턴(Pattern_mod)의 생성을 시작하도록 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)을 생성할 수 있다.
동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100), 광 복합 센서(300) 및 텍스처 인식부(400)에 전송될 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)이 조사될 때, 광 복합 센서(300)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 동작할 수 있다. 광 복합 센서(300)가 동작할 때, 텍스처 인식부(400)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 수신할 수 있다. 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 일정한 시간 간격으로 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 조사하거나 조사하지 않을 수 있다.
패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)는 광 조사부(100)에 전송될 수 있다. 광 조사부(100)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 광 조사부(100)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 레이저 광 신호의 주파수 및 위상을 결정할 수 있다. 광 조사부(100)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 1 분광 신호 또는 제 2 분광 신호의 주파수 또는 위상을 변화시킬 수 있다. 광 조사부(100)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 능동 필터링을 조절할 수 있다. 따라서, 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 다양하게 생성될 수 있다.
제어부(200)는 텍스처 인식부(400)로부터 처리 결과(Process Result)를 수신하여 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)을 생성할 수 있다. 예를 들면, 처리 결과(Process Result)는 두 가지 내용을 포함할 수 있다.
첫 번째로 처리 결과(Process Result)는 피사체에 조사된 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하다는 내용을 포함할 수 있다. 이 경우 제어부(200)는 광 변조 패턴(Pattern_mod)의 생성을 중단하도록 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다.
두 번째로 처리 결과(Process Result)는 피사체에 조사된 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 내용을 포함할 수 있다. 이 경우 제어부(200)는 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하도록 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다.
광 복합 센서(300)는 피사체를 촬영할 수 있다. 예를 들어, 광 복합 센서(300)는 이미지 센서, 광 수광 센서 등을 포함할 수 있다. 광 복합 센서(300)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 피사체를 촬영하여 텍스처 인식부(400)로 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 전송할 수 있다. 영상 입력 신호(Image Input Signal)는 2D 피사체 영상, 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상 및 3D 홀로그램을 생성하기 위한 피사체 물체광을 포함할 수 있다. 또한, 광 복합 센서(300)는 3D 홀로그램을 생성하기 위한 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 획득할 수 있다. 참조 패턴 영상(Sample_ref)은 피사체 물체광과 함께 피사체의 3D 홀로그램을 생성하기 위해 사용된다. 참조 패턴 영상(Sample_ref)은 광 조사부(100)에 의해 조사되는 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 광 분할하여 획득될 수 있다. 광 복합 센서(300)는 분할된 광 변조 패턴(Pattern_mod) 중 하나의 신호를 수신할 수 있다. 또한, 참조 패턴 영상(Sample_ref)은 광 복합 센서(300)에 의해 이전에 얻은 피사체 물체광을 활용할 수 있다.
텍스처 인식부(400)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 광 복합 센서(300)로부터 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 수신할 수 있다. 영상 입력 신호(Image Input Signal)는 2D 피사체 영상, 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상 및 3D 홀로그램을 생성하기 위한 피사체 물체광을 포함할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 2D 피사체 영상과 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 2D 피사체 영상 및 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상은 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 일정한 시간 간격에 따라 서로 교대로 수신될 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 광 복합 센서(300)를 통해 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 수신할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 참조 패턴 영상(Sample_ref)과 피사체 물체광을 이용하여 피사체의 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 2D 피사체 영상과 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 처리 결과(Process Result)를 출력할 수 있다. 처리 결과(Process Result)는 제어부(200)로 전송될 수 있다. 제어부(200)는 처리 결과(Process Result)에 따라 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다. 광 조사부(100)는 처리 결과(Process Result)에 따라 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사한 경우, 텍스처 인식부(400)는 2D 텍스처와 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 생성된 2D 텍스처와 3D 홀로그램을 저장할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 2D 텍스처와 3D 홀로그램을 이용하여 3D 텍스처를 맵핑할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 맵핑된 3D 텍스처를 검색에 용이하도록 분류하여 저장할 수 있다.
이상의 구성을 통해서 텍스처 자동 인식 장치는 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 생성된 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 피사체에 조사할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 조사한 후, 텍스처 자동 인식 장치는 2D 피사체 영상, 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상, 피사체 물체광 및 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 수신할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 2D 피사체 영상, 광 변조 패턴(Pattern-mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않은 경우, 텍스처 자동 인식 장치는 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하여 피사체에 조사할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사할 때까지 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 계속 변경할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사한 경우, 텍스처 자동 인식 장치는 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 이때 텍스처 자동 인식 장치는 피사체 물체광과 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 이용하여 피사체의 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 생성된 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 저장할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 이용하여 3D 텍스처를 맵핑할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 맵핑된 3D 텍스처를 분류하여 저장할 수 있다. 맵핑된 3D 텍스처는 피사체를 검색하는 데 용이하도록 사용될 수 있다. 따라서, 텍스처 자동 인식 장치는 2D 기반 텍스처 정보 및 3D 기반 텍스처 정보를 함께 텍스처 처리 및 분류에 활용할 수 있다.
도 2는 도 1의 광 조사부를 자세히 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 광 조사부(100)는 레이저 출사부(110), 광 분할부(120), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 광학 회절 소자(140), 제 2 광학 회절 소자(150) 및 광 스캐너(160)를 포함할 수 있다.
레이저 출사부(110)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 레이저 광 신호(L0)를 출력할 수 있다. 레이저 출사부(110)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 레이저 광 신호(L0)의 주파수 및 위상을 결정할 수 있다. 예를 들어, 레이저 광 신호(L0)는 단일의 주파수 및 위상을 가지는 신호일 수 있다. 레이저 출사부(110)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 설정된 시점에 레이저 광 신호(L0)를 출력할 수 있다. 또한, 도면에 도시되지 않았지만 본 발명의 다른 실시 예에서, 레이저 출사부(110)는 서로 다른 주파수 또는 위상을 가지는 제 1 및 제 2 레이저 광 신호를 생성할 수 있다. 레이저 출사부(110)는 제 1 레이저 광 신호를 주파수/위상 변조기(130)로 전송할 수 있다. 레이저 출사부(110)는 제 2 레이저 광 신호를 제 2 광학 회절 소자(150)로 전송할 수 있다. 이하에서는 하나의 레이저 광 신호(L0)를 이용하는 경우가 예시적으로 설명될 것이다.
광 분할부(120)는 수신된 레이저 광 신호(L0)를 제 1 및 제 2 분광 신호(L01, L02)로 분할할 수 있다. 제 1 및 제 2 분광 신호(L01, L02)는 서로 같은 주파수 및 위상을 가질 수 있다. 제 1 분광 신호(L01)는 주파수/위상 변조기(130)로 전송될 수 있다. 제 2 분광 신호(L02)는 제 2 광학 회절 소자(150)로 전송될 수 있다.
주파수/위상 변조기(130)는 수신된 제 1 분광 신호(L01)의 주파수 또는 위상을 변화시켜 제 1 변조 신호(M01)를 생성할 수 있다. 주파수/위상 변조기(130)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 1 분광 신호(L01)의 주파수 또는 위상을 변화시킬 수 있다. 주파수/위상 변조기(130)는 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하기 위해 제 1 분광 신호(L01)의 주파수 또는 위상을 변화시킬 수 있다. 따라서, 제 1 변조 신호(M01)는 제 2 분광 신호(L02)와 주파수 또는 위상이 다르게 된다. 제 1 변조 신호(M01)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 광학 회절 소자(140)에 전송될 수 있다.
제 1 광학 회절 소자(140)는 제 1 변조 신호(M01)를 제 1 필터 신호(F01)로 변경할 수 있다. 예를 들면, 제 1 광학 회절 소자(140)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 1 변조 신호(M01)를 분산시켜 제 1 필터 신호(F01)로 변경할 수 있다. 제 1 광학 회절 소자(140)는 능동 필터링을 통해 제 1 변조 신호(M01)의 형상 또는 세기를 조절할 수 있다. 제 1 필터 신호(F01)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 광 스캐너(160)로 전송될 수 있다.
제 2 광학 회절 소자(150)는 제 2 분광 신호(L02)를 제 2 필터 신호(F02)로 변경할 수 있다. 예를 들면, 제 2 광학 회절 소자(150)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 2 분광 신호(L02)를 분산시켜 제 2 필터 신호(F02)로 변경할 수 있다. 제 2 광학 회절 소자(150)는 능동 필터링을 통해 제 2 분광 신호(L02)의 형상 또는 세기를 조절할 수 있다. 제 2 필터 신호(F02)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 광 스캐너(160)로 전송될 수 있다.
제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)는, 예를 들어, 액정형 광학 회절 소자일 수 있다. 하지만, 제 1 및 제 2 광학 회절 소자는 이에 국한되지 않는다. 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 동시에 광 스캐너(160)로 전송될 수 있다.
광 스캐너(160)는 동시에 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)를 수신할 수 있다. 광 스캐너(160)는 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)를 이용하여 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 광 스캐너(160)는 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)간 간섭을 이용하여 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 생성된 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 피사체에 조사될 수 있다.
도면에 도시되진 않았지만, 위에 언급된 각각의 신호는 반사 수단(예를 들면, 거울)을 통해 경로가 변경될 수 있다.
도 3은 도 1의 제어부의 하나의 실시 예를 자세히 보여주는 블록도이다. 도 3을 참조하면, 제어부(200a)는 패턴 제어부(210a) 및 동기 제어부(220a)를 포함할 수 있다. 제어부(200a)는 텍스처 자동 인식 장치의 최초 동작시에 설정된 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하기 위한 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다.
패턴 제어부(210a)는 텍스처 인식부(400)로부터 처리 결과(Process Result)를 수신할 수 있다. 패턴 제어부(210a)는 수신된 처리 결과(Process Result)에 따라 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하도록 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 처리 결과(Process Result)는 조사된 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 정보를 포함할 수 있다. 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)는 광 조사부(100)의 레이저 출사부(110), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)에 전송될 수 있다. 예를 들면, 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)는 레이저 출사부(110), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)에 제공될 주파수 및 위상의 정보를 포함할 수 있다. 패턴 제어부(210a)는 동기 제어부(220a)와 서로 정보를 교환할 수 있다. 패턴 제어부(210a)는 동기 제어부(220a)에 동기 제어 신호(Ctrl_sync)를 생성하기 위한 정보를 제공할 수 있다. 패턴 제어부(210a)는 동기 제어부(220a)에 처리 결과(Process Result)를 전송할 수 있다.
동기 제어부(220a)는 패턴 제어부(210a)에서 수신한 처리 결과(Process Result)에 따라 동기 제어 신호(Ctrl_sync)를 생성할 수 있다. 동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100), 광 복합 센서(300) 및 텍스처 인식부(400)에 전송될 수 있다. 동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100), 광 복합 센서(300) 및 텍스처 인식부(400)의 동작 시점에 대한 정보를 포함할 수 있다. 동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100) 내의 레이저 출사부(110), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)에 전송될 수 있다. 레이저 출사부(110)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 레이저 광 신호(L0)를 출력할 수 있다. 주파수/위상 변조기(130)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 변조 신호(M01)를 제 1 광학 회절 소자(140)로 전송할 수 있다. 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)를 동시에 광 스캐너(160)로 전송할 수 있다. 따라서, 광 스캐너(160)는 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)의 간섭을 이용하여 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 또한, 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 서로 다른 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 일정한 시간 간격으로 피사체에 조사할 수 있다. 동기 제어부(220a)는 패턴 제어부(210a)와 정보를 교환하여 처리 결과(Process Result)를 수신할 수 있다. 또한, 도면에 도시하진 않았지만 다른 실시 예에서 텍스처 인식부(400)로부터 바로 처리 결과(Process Result)를 수신할 수 있다.
도 4는 도 1의 제어부의 다른 실시 예를 자세히 보여주는 블록도이다. 도 4를 참조하면, 동기 제어부(220b)는 패턴 제어부(210b)의 내부에 포함될 수 있다.
패턴 제어부(210b)는 텍스처 인식부(400)로부터 처리 결과(Process Result)를 수신할 수 있다. 패턴 제어부(210b)는 수신된 처리 결과(Process Result)에 따라 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하도록 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다. 예를 들면, 처리 결과(Process Result)는 조사된 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 정보를 포함할 수 있다. 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)는 광 조사부(100)의 레이저 출사부(110), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)에 전송될 수 있다. 예를 들면, 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)는 레이저 출사부(110), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)에 제공될 주파수 및 위상의 정보를 포함할 수 있다. 패턴 제어부(210b)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)를 생성하기 위해 동기 제어부(220a)를 제어할 수 있다.
동기 제어부(220b)는 패턴 제어부(210b)의 제어에 따라 동기 제어 신호(Ctrl_sync)를 생성할 수 있다. 동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100), 광 복합 센서(300) 및 텍스처 인식부(400)에 전송될 수 있다. 동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100), 광 복합 센서(300) 및 텍스처 인식부(400)의 동작 시점에 대한 정보를 포함할 수 있다. 동기 제어 신호(Ctrl_sync)는 광 조사부(100) 내의 레이저 출사부(110), 주파수/위상 변조기(130), 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)에 전송될 수 있다. 레이저 출사부(110)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 레이저 광 신호(L0)를 출력할 수 있다. 주파수/위상 변조기(130)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 변조 신호(M01)를 제 1 광학 회절 소자(140)로 전송할 수 있다. 제 1 및 제 2 광학 회절 소자(140, 150)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)를 동시에 광 스캐너(160)로 전송할 수 있다. 따라서, 광 스캐너(160)는 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)의 간섭을 이용하여 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 또한, 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 서로 다른 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 일정한 시간 간격으로 피사체에 조사할 수 있다.
도 5는 도 1의 텍스처 인식부를 자세히 보여주는 블록도이다. 도 5를 참조하면, 텍스처 인식부(400)는 텍스처 입력부(410), 텍스처 처리부(420) 및 텍스처 분류부(430)를 포함할 수 있다.
텍스처 입력부(410)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 광 복합 센서(300)로부터 영상 입력 신호(Image Input Signal) 및 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 수신할 수 있다. 텍스처 입력부(410)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 피사체에 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 조사한 시점에 맞춰 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 수신할 수 있다. 텍스처 입력부(410)는 수신된 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 샘플당 설정된 비트로 디지털화한 입력 샘플 신호(Sample_in)로 변환할 수 있다. 입력 샘플 신호(Sample_in)는 2D 피사체 영상, 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상, 3D 홀로그램을 생성하기 위한 피사체 물체광 및 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 포함할 수 있다. 입력 샘플 신호(Sample_in)는 텍스처 처리부(420)에 전송될 수 있다.
텍스처 처리부(420)는 텍스처 입력부(410)로부터 입력 샘플 신호(Sample_in)를 수신할 수 있다. 입력 샘플 신호(Sample_in)는 2D 피사체 영상 및 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 포함할 수 있다. 텍스처 처리부(420)는 2D 피사체 영상과 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 2D 피사체 영상 및 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상은 일정한 시간 간격에 따라 서로 교대로 수신될 수 있다. 이에 대한 설명은 도 7에서 자세히 하기로 한다. 또한, 입력 샘플 신호(Sample_in)는 3D 홀로그램을 생성하기 위한 피사체 물체광 및 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 포함할 수 있다. 텍스처 처리부(420)는 피사체 물체광과 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 이용하여 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 피사체의 3D 홀로그램은 피사체 물체광과 참조 패턴 영상(Sample_ref)을 이용한 홀로그래피 연산을 통해 생성될 수 있다. 참조 패턴 영상(Sample_ref)은 광 조사부(100)에 의해 조사되는 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 광 분할하여 획득될 수 있다. 또한, 참조 패턴 영상(Sample_ref)은 광 복합 센서(300) 내의 광 수광 센서를 통해 이전에 얻은 피사체 물체광을 활용할 수 있다. 텍스처 처리부(420)는 생성된 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 포함하는 출력 영상(Image_out)을 텍스처 분류부(430)로 전송할 수 있다.
또한, 텍스처 처리부(420)는 2D 피사체 영상과 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 처리 결과(Process Result)를 출력할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사한 경우, 텍스처 처리부(420)는 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 즉, 텍스처 처리부(420)는 출력 영상(Image_out)을 텍스처 분류부(430)로 전송할 수 있다. 텍스처 처리부(420)는 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하다는 내용의 처리 결과(Process Result)를 생성할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않은 경우, 텍스처 처리부(420)는 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 내용의 처리 결과(Process Result)를 생성할 수 있다. 처리 결과(Process Result)는 제어부(200)로 전송될 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하다는 내용의 처리 결과(Process Result)를 수신하는 경우, 제어부(200)는 광 변조 패턴(Pattern_mod)의 생성을 중단하도록 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 내용의 처리 결과(Process Result)를 수신하는 경우, 제어부(200)는 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하기 위한 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다.
텍스처 분류부(430)는 텍스처 처리부(420)로부터 출력 영상(Image_out)을 수신할 수 있다. 출력 영상(Image_out)은 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 포함할 수 있다. 텍스처 분류부(430)는 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 저장할 수 있다. 텍스처 분류부(430)는 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 이용하여 3D 텍스처를 맵핑할 수 있다. 텍스처 분류부(430)는 맵핑된 3D 텍스처를 검색에 용이하도록 분류하여 저장할 수 있다.
도 6은 도 1의 광 조사부에서 생성되는 광 변조 패턴을 예시적으로 보여주는 도면이다. 도 6을 참조하면, 광 조사부(100)는 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다.
예를 들면, 제 1 광 변조 패턴(Pattern_mod #1)은 동심원 모양의 패턴들을 포함할 수 있다. 광 조사부(100)는 텍스처 인식부(400)의 처리 결과(Process Result)에 의해 일정한 시간 간격에 따라 변경된 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 조사할 수 있다. 광 조사부(100)는 제 1 광 변조 패턴(Pattern_mod #1) 중 일정한 시간 간격에 따라 다양한 타입들(Type 1, Type 2, Type 3, ...)의 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 조사할 수 있다. 광 조사부(100)는 제 1 광 변조 패턴(Pattern_mod #1)의 모든 타입들을 조사한 후 제 2 광 변조 패턴(Pattern_mod #2)을 조사할 수 있다. 제 2 광 변조 패턴(Pattern_mod #2)은 정현파 모양의 패턴들을 포함할 수 있다. 제 2 광 변조 패턴(Pattern_mod #2)도 다양한 타입들(Type 1, Type 2, Type 3, ...)의 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함할 수 있다. 광 조사부(100)는 제 2 광 변조 패턴(Pattern_mod #2)의 모든 타입들 조사한 후 제 3 광 변조 패턴(Pattern_mod #3)을 조사할 수 있다. 이와 같은 방식으로 광 조사부(100)는 제 n 광 변조 패턴(Pattern_mod #n)을 조사할 수 있다. 제 n 광 변조 패턴(Pattern_mod #n)은 격자 모양의 패턴들을 포함할 수 있다. 제 n 광 변조 패턴(Pattern_mod #n)도 다양한 타입들(Type 1, Type 2, Type 3, ...)의 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)의 모양은 위에서 설명한 모양들에 국한되지 않는다. 광 조사부(100)는 텍스처 인식부(400)의 처리 결과(Process Result)에 따라 피사체의 텍스처와 동일 또는 유사한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 찾을 때까지 계속 변경된 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다.
도 7은 도 1의 텍스처 인식부에서 영상 입력 신호를 획득하는 방법을 보여주는 도면이다. 도 7을 참조하면, 텍스처 인식부(400)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 정해진 시점에 영상 입력 신호(Image Input Signal)을 수신할 수 있다. 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 t=0, t=2, t=4 시점에 서로 다른 광 변조 패턴(Pattern_mod)들을 피사체에 조사할 수 있다. 따라서, 텍스처 인식부(400)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 t=0, t=2, t=4 시점에 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 수신할 수 있다. 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 t=1, t=3 시점에 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 조사하지 않을 수 있다. 따라서, 텍스처 인식부(400)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 t=1, t=3 시점에 2D 피사체 영상을 수신할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 서로 다른 시점에 수신된 2D 피사체 영상과 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 처리 결과(Process Result)를 생성할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사한 경우(예를 들면, t=4 시점), 텍스처 인식부(400)는 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 인식된 2D 텍스처를 저장할 수 있다. 이때 텍스처 인식부(400)는 광 변조 패턴(Pattern_mod)의 생성을 중단하도록 처리 결과(Process Result)를 출력할 수 있다. 2D 텍스처를 인식한 경우, 텍스처 인식부(400)는 피사체 물체광과 참조 패턴 영상을 이용하여 피사체의 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 3D 홀로그램을 저장할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 이용하여 3D 텍스처를 맵핑할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 맵핑된 3D 텍스처를 저장할 수 있다. 맵핑된 3D 텍스처는 피사체를 검색하는 데 용이하도록 사용될 수 있다. 따라서, 텍스처 자동 인식 장치는 2D 기반 텍스처 정보 및 3D 기반 텍스처 정보를 함께 텍스처 처리 및 분류에 활용할 수 있다.
도 8은 도 2의 광 조사부에서 광 변조 패턴을 생성하는 방법을 보여주는 순서도이다. 도 2 및 8을 참조하면, 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다.
S110 단계에서, 레이저 출사부(110)는 레이저 광 신호(L0)를 생성할 수 있다. 레이저 출사부(110)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 레이저 광 신호(L0)의 주파수 및 위상을 결정할 수 있다. 레이저 출사부(110)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 레이저 광 신호(L0)의 출력 시점을 결정할 수 있다.
S120 단계에서, 광 분할부(120)는 레이저 광 신호(L0)를 제 1 및 제 2 분광 신호(L01, L02)로 분할할 수 있다. 제 1 및 제 2 분광 신호(L01, L02)는 동일한 주파수 및 위상을 가질 수 있다. 제 1 분광 신호(L01)는 주파수/위상 변조기(130)로 전송될 수 있다. 제 2 분광 신호(L02)는 제 2 광학 회절 소자(150)로 전송될 수 있다.
S130 단계에서, 주파수/위상 변조기(130)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 1 분광 신호(L01)의 주파수 또는 위상을 변조하여 제 1 변조 신호(M01)를 생성할 수 있다. 주파수/위상 변조기(130)는 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성하기 위해 제 1 변조 신호(M01)의 주파수 또는 위상을 제 2 분광 신호(L02)와 다르게 만들 수 있다. 주파수/위상 변조기(130)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 변조 신호(M01)를 제 1 광학 회절 소자(140)로 전송할 수 있다.
S140 단계에서, 제 1 광학 회절 소자(140)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 1 변조 신호(M01)를 제 1 필터 신호(F01)로 변경할 수 있다. 제 1 광학 회절 소자(140)는 능동 필터링을 통해 제 1 변조 신호(M01)를 분산 시키거나 제 1 변조 신호(M01)의 형상 또는 세기를 변경할 수 있다. 능동 필터링을 통해 더욱 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 생성될 수 있다. 이렇게 변경된 제 1 필터 신호(F01)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 광 스캐너(160)로 전송될 수 있다.
S150 단계에서, 제 2 광학 회절 소자(150)는 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 2 분광 신호(L02)를 제 2 필터 신호(F02)로 변경할 수 있다. 제 2 광학 회절 소자(150)는 능동 필터링을 통해 제 2 분광 신호(L02)를 분산 시키거나 제 2 분광 신호(L02)의 형상 또는 세기를 변경할 수 있다. 능동 필터링을 통해 더욱 다양한 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 생성될 수 있다. 이렇게 변경된 제 2 필터 신호(F02)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 제 1 필터 신호(F01)와 동시에 광 스캐너(160)로 전송될 수 있다.
S160 단계에서, 광 스캐너(160)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 의해 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)를 동시에 수신할 수 있다. 광 스캐너(160)는 제 1 및 제 2 필터 신호(F01, F02)를 조합하여 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라서 다양하게 생성될 수 있다.
S170 단계에서, 광 스캐너(160)는 생성된 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 피사체에 조사할 수 있다. 광 변조 패턴(Pattern_mod)은 S130 내지 S150 단계를 통해 다양한 패턴으로 생성될 수 있다.
도 9는 도 1의 텍스처 자동 인식 장치의 동작 방법을 보여주는 순서도이다. 도 1 및 도 9를 참조하면, 텍스처 자동 인식 장치는 텍스처 인식부(400)의 처리 결과(Process Result)에 따라 새로운 광 변조 패턴(Pattern_mod)을 생성할 수 있다.
S210 단계에서, 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 제 1 광 변조 패턴을 피사체에 조사할 수 있다.
S220 단계에서, 광 복합 센서(300)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 피사체를 촬영할 수 있다. 광 복합 센서(300)는 피사체를 촬영하여 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 텍스처 인식부(400)로 전송할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync)에 따라 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 수신할 수 있다. 영상 입력 신호(Image Input Signal)는 2D 피사체 영상 및 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 포함할 수 있다.
S230 단계에서, 텍스처 인식부(400)는 영상 입력 신호(Image Input Signal)를 이용하여 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 영상 입력 신호(Image Input Signal)은 2D 피사체 영상 및 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 포함할 수 있다. 텍스처 인식부(400)는 2D 피사체 영상 및 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 제 1 광 변조 패턴과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사한 경우, 텍스처 인식부(400)는 피사체의 2D 텍스처를 인식할 수 있다. 제 1 광 변조 패턴과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않은 경우, 텍스처 인식부(400)는 제 1 광 변조 패턴과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 처리 결과(Process Result)를 출력할 수 있다.
S240 단계에서, 텍스처 인식부(400)는 S230 단계의 텍스처 인식 결과에 따라 처리 결과(Process Result)를 제어부(200)에 전송할 수 있다. 제어부(200)는 수신된 처리 결과(Process Result)에 따라 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다. 제 1 광 변조 패턴과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하지 않다는 처리 결과(Process Result)를 수신한 경우, 제어부(200)는 새로운 제 2 광 변조 패턴을 생성하기 위한 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 생성할 수 있다.
S250 단계에서, 광 조사부(100)는 S240 단계에서 생성된 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)를 수신할 수 있다. 광 조사부(100)는 동기 제어 신호(Ctrl_sync) 및 패턴 제어 신호(Ctrl_ptn)에 따라 새로운 제 2 광 변조 패턴을 생성할 수 있다.
S260 단계에서, 광 조사부(100)는 피사체에 제 2 광 변조 패턴을 조사할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 광 변조 패턴과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사하다고 판단될 때까지 S210 단계부터 S260 단계를 반복하여 수행할 수 있다. 광 변조 패턴과 피사체의 텍스처가 일치 또는 유사한 경우, 텍스처 자동 인식 장치는 인식된 2D 텍스처를 저장할 수 있다.
2D 텍스처를 인식한 경우, 텍스처 자동 인식 장치는 피사체 물체광과 참조 패턴 영상을 이용하여 피사체의 3D 홀로그램을 생성할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 생성된 3D 홀로그램을 저장할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 이용하여 3D 텍스처를 맵핑할 수 있다. 텍스처 자동 인식 장치는 맵핑된 3D 텍스처를 저장할 수 있다. 맵핑된 3D 텍스처는 피사체를 검색하는 데 용이하도록 사용될 수 있다. 따라서, 텍스처 자동 인식 장치는 2D 기반 텍스처 정보 및 3D 기반 텍스처 정보를 함께 텍스처 처리 및 분류에 활용할 수 있다.
이상에서와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 광 조사부
110: 레이저 출사부 120: 광 분할부
130: 주파수/위상 변조기
140: 제 1 광학 회절 소자
150: 제 2 광학 회절 소자
160: 광 스캐너
200: 제어부
210: 패턴 제어부 220: 동기 제어부
300: 광 복합 센서
400: 텍스처 인식부 410: 텍스처 입력부
420: 텍스처 처리부 430: 텍스처 분류부
110: 레이저 출사부 120: 광 분할부
130: 주파수/위상 변조기
140: 제 1 광학 회절 소자
150: 제 2 광학 회절 소자
160: 광 스캐너
200: 제어부
210: 패턴 제어부 220: 동기 제어부
300: 광 복합 센서
400: 텍스처 인식부 410: 텍스처 입력부
420: 텍스처 처리부 430: 텍스처 분류부
Claims (16)
- 동기 제어 신호 및 패턴 제어 신호에 따라 생성된 광 변조 패턴을 피사체로 조사하는 광 조사부;
상기 피사체를 촬영하여 영상 입력 신호를 생성하는 광 복합 센서;
상기 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 텍스처 인식부; 그리고
상기 동기 제어 신호 및 상기 패턴 제어 신호를 생성하는 제어부를 포함하되,
상기 텍스처 인식부는 상기 피사체의 2D 텍스처의 인식 여부에 따라 처리 결과를 상기 제어부에 전송하고,
상기 제어부는 상기 처리 결과에 따라 상기 광 변조 패턴을 변경하기 위한 상기 패턴 제어 신호 및 상기 동기 제어 신호를 생성하고,
상기 동기 제어 신호는 상기 광 조사부, 상기 광 복합 센서 및 상기 텍스처 인식부의 동작을 동기하도록 생성되는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 텍스처 인식부는,
상기 광 복합 센서로부터 상기 영상 입력 신호를 수신하는 텍스처 입력부;
상기 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 텍스처 처리부; 그리고
상기 피사체의 2D 텍스처를 분류하여 저장하는 텍스처 분류부를 포함하되,
상기 영상 입력 신호는 2D 피사체 영상, 상기 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상, 피사체 물체광 및 참조 패턴 영상을 포함하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 텍스처 처리부는 상기 2D 피사체 영상과 상기 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 텍스처 처리부는 상기 피사체 물체광과 상기 참조 패턴 영상을 이용한 홀로그래피 연산을 통해 상기 피사체의 3D 홀로그램을 생성하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 4 항에 있어서,
상기 텍스처 처리부는 상기 피사체의 2D 텍스처 및 3D 홀로그램을 이용하여 상기 피사체의 3D 텍스처를 생성하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 텍스처 분류부는 용이한 검색을 위해 상기 피사체의 3D 텍스처를 분류하여 저장하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 텍스처 입력부는 상기 영상 입력 신호를 디지털화하여 상기 텍스처 처리부에 전송하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하지 못하는 경우, 상기 텍스처 처리부는 상기 광 변조 패턴을 변경하기 위한 상기 처리 결과를 상기 제어부에 전송하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 광 조사부는,
상기 동기 제어 신호에 따라 레이저 광 신호를 출력하는 레이저 출사부;
상기 레이저 광 신호를 제 1 및 제 2 분광 신호로 분할하는 광 분할부;
상기 패턴 제어 신호에 따라 상기 제 1 분광 신호의 주파수 또는 위상을 변경하여 제 1 변조 신호를 생성하는 주파수/위상 변조기;
상기 제 1 변조 신호를 상기 패턴 제어 신호에 따라 능동 필터링하여 제 1 필터 신호를 생성하는 제 1 광학 회절 소자;
상기 제 2 분광 신호를 상기 패턴 제어 신호에 따라 능동 필터링하여 제 2 필터 신호를 생성하는 제 2 광학 회절 소자; 그리고
상기 제 1 및 제 2 필터 신호를 이용하여 상기 광 변조 패턴을 생성하는 광 스캐너를 포함하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광학 회절 소자는 상기 동기 제어 신호에 따라 상기 제 1 및 제 2 필터 신호를 동시에 상기 광 스캐너로 전송하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 광학 회절 소자는 상기 능동 필터링을 통해 상기 제 1 변조 신호 및 상기 제 2 분광 신호를 분산시키거나 상기 제 1 변조 신호 및 상기 제 2 분광 신호의 형상 또는 세기를 변경하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 레이저 출사부는 상기 패턴 제어 신호에 따라 상기 레이저 광 신호의 주파수 및 위상을 결정하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 처리 결과에 따라 상기 광 변조 패턴을 변경하도록 상기 패턴 제어 신호를 생성하는 패턴 제어부; 그리고
상기 처리 결과에 따라 상기 광 조사부, 상기 광 복합 센서 및 상기 텍스처 인식부의 동작을 동기하도록 상기 동기 제어 신호를 생성하는 동기 제어부를 포함하는 텍스처 자동 인식 장치. - 제 1 동기 제어 신호 및 제 1 패턴 제어 신호에 따라 제 1 광 변조 패턴을 생성하는 단계;
피사체에 상기 제 1 광 변조 패턴을 조사하는 단계;
광 복합 센서를 통해 상기 피사체를 촬영하여 제 1 영상 입력 신호를 수신하는 단계;
상기 제 1 영상 입력 신호를 이용하여 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하는 단계;
상기 피사체의 2D 텍스처의 인식 여부에 따라 처리 결과를 생성하는 단계;
상기 처리 결과에 따라 제 2 동기 제어 신호 및 제 2 패턴 제어 신호를 생성하는 단계;
상기 제 2 동기 제어 신호 및 상기 제 2 패턴 제어 신호에 따라 상기 제 1 광 변조 패턴과 다른 제 2 광 변조 패턴을 생성하는 단계; 그리고
상기 피사체에 상기 제 2 광 변조 패턴을 조사하여 상기 광 복합 센서를 통해 제 2 영상 입력 신호를 수신하는 단계를 포함하는 텍스처 자동 인식 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 1 영상 입력 신호는 2D 피사체 영상, 상기 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 포함하고,
상기 피사체의 2D 텍스처는 상기 2D 피사체 영상과 상기 제 1 광 변조 패턴을 포함하는 2D 피사체 영상을 비교하여 인식되는 텍스처 자동 인식 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 제 2 동기 제어 신호 및 상기 제 2 패턴 제어 신호를 생성하는 단계에서, 상기 처리 결과는 상기 피사체의 2D 텍스처를 인식하지 못하는 경우에 대응하는 텍스처 자동 인식 방법.
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|---|---|---|---|
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