KR20170088135A - 3d 객체 내 태그 생성 및 인식 방법 - Google Patents

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Abstract

3D 객체 내 태그 생성 및 인식 방법이 제공된다. 본 발명의 실시예에 따른 태그 인식 방법은, 3D 출력물 내부에 3D 출력물과 함께 인쇄된 태그를 검출하고, 검출된 태그에 수록된 정보를 파악한다. 이에 의해, 3D 출력물에 삽입하는 태그를 다양한 타입으로 운용할 수 있으며, 태그의 위치와 종류를 미리 알고 있지 않아도 빠른 속도로 이를 자동으로 인지하여 정보를 인식할 수 있다.

Description

3D 객체 내 태그 생성 및 인식 방법{Method for Authoring and Recogniing a Tag inside a 3D Object}
본 발명은 태그 인식 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 3D 출력물에 대한 정보를 태그에 수록하고, 정보를 읽어들이기 위해 태그를 인식하는 방법 및 시스템에 관한 것이다.
1980년대 최초 개발된 3D 프린터(3D Printer)는 현재 가정에서의 사용을 위한 보급형 모델까지 출시되고 있을 만큼, 그 활용과 범위가 가파른 증가 추세를 보이고 있다.
이에, 3D 프린터를 활용한 다양한 조형물들이 등장하게 되었다. 인간의 손에 의해 창작된 조형물 외에도, 3D 프린터를 통해 제작된 이 조형물 역시 창작적인 요소를 갖기 때문에 저작물로서의 보호가 필요하다.
복제를 방지하는 것이 저작물 보호의 궁극적 수단이겠지만, 이에 앞서 진품의 저작물을 판별할 수 있도록 하는 수단이 전제되어야 한다. 그리고, 이 수단은 악의로 훼손될 수 없어야 한다.
진품 인증에 IT 기술이 접목된 사례가 있다. 바코드나 RFID 태그를 진품에 부착하는 것인데, 위변조가 용이하다는 점에서, 신뢰성 확보가 어렵다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 3D 프린터로 3D 출력물을 인쇄할 때 3D 출력물의 내부에 3D 출력물 정보가 수록된 태그를 함께 인쇄하고, 이 태그를 인식하여 3D 출력물 정보를 제공하는 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른, 태그 인식 방법은, 3D 출력물 내부에 상기 3D 출력물과 함께 인쇄된 태그를 검출하는 단계; 및 검출된 태그에 수록된 정보를 파악하는 단계;를 포함한다.
그리고, 상기 인식 단계는, 상기 3D 출력물을 1차 스캔하여, 상기 태그가 위치한 영역을 탐색하는 단계; 및 탐색된 영역을 2차 스캔하여, 상기 태그의 형상을 복원하는 단계;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 파악 단계는, 상기 태그의 형상을 픽셀 단위로 분할하는 단계; 및 분할된 픽섹 데이터들을 결합하여 태그 정보를 생성하는 단계;를 포함할 수 있다.
그리고, 상기 생성 단계는, 상기 태그의 타입을 기초로 상기 픽섹 데이터들을 결합하고, 상기 태그의 타입은, 1D 타입, 2D 타입 및 3D 타입을 포함할 수 있다.
또한, 상기 태그는, 위치 검출 영역, 메타 데이터 영역 및 데이터 영역을 포함하고, 상기 태그의 타입은, 상기 위치 검출 영역의 검출 결과 또는 상기 메타 데이터 영역에 수록된 타입 정보를 참조로 파악될 수 있다.
그리고, 상기 태그는, 위치 검출 영역 및 데이터 영역을 포함하고, 상기 탐색 단계는, 상기 위치 검출 영역의 검출 결과로부터 상기 태그가 위치한 영역을 탐색할 수 있다.
또한, 상기 정보는, 상기 3D 출력물에 대한 정보일 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른, 태그 인식 장치는, 3D 출력물 내부에 상기 3D 출력물과 함께 인쇄된 태그에 전자파를 송신하는 송신부; 상기 태그에서 반사된 전자파를 수신하는 센서; 상기 센서에 의한 수신 결과를 합성하여 상기 태그를 검출하는 영상화부; 및 검출된 태그에 수록된 정보를 파악하는 프로세서;를 포함한다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 프린터로 3D 출력물을 인쇄할 때 3D 출력물의 내부에 정보가 수록된 태그를 함께 인쇄하므로, 정보 위조/변조가 실질적으로 불가능해진다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 출력물의 내부에 인쇄된 태그에 수록된 정보는 3D 출력물을 변형하거나 파괴하지 않고서도 인식이 가능하다.
아울러, 본 발명의 실시예들에 따르면, 3D 출력물에 삽입하는 태그를 다양한 타입으로 운용할 수 있으며, 태그의 위치와 종류를 미리 알고 있지 않아도 빠른 속도로 이를 자동으로 인지하여 정보를 인식할 수 있다.
도 1은 3D 프린터를 이용하여 3D 출력물을 인쇄하는 상황을 나타낸 이미지,
도 2는 3D 출력물의 내부에 태그가 인쇄되어 있음을 개념적으로 나타낸 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 인쇄 방법의 설명에 제공되는 흐름도,
도 4는 3D 출력물의 내부에 인쇄된 태그에 수록된 정보를 인식하는 태그 인식 장치를 도시한 도면,
도 5는 태그의 인식 방식의 설명에 제공되는 개념도,
도 6 내지 도 8은, 다양한 타입의 태그들을 예시한 도면들,
도 9 내지 도 11은, 다양한 타입의 태그들을 인식하는 방법의 설명에 제공되는 도면들, 그리고,
도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 태그 인식 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 3D 프린터를 이용하여 3D 출력물을 인쇄하는 상황을 나타낸 이미지이다. 본 발명의 실시예에 따른 3D 인쇄 방법에서는, 3D 프린터로 3D 출력물을 인쇄힐 때, 3D 출력물의 내부에 태그를 함께 인쇄한다.
도 2는 3D 프린터로 인쇄된 3D 출력물(100)의 내부에 태그(150)가 인쇄되어 있음을 개념적으로 나타낸 도면이다. 태그(150)에는 특정 정보가 수록되어 있다. 구체적으로, 태그(150)에는 메타 정보와 3D 출력물(100)에 대한 정보가 수록되는데, 여기에는, 재질, 용도, 사용법, 가격, 제작자, 제작 일시, 제작 장소, 저작권 정보, 진품 인증 코드 등이 포함된다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 3D 인쇄 방법의 설명에 제공되는 흐름도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 먼저, 인쇄하고자 하는 3D 구조물에 대한 3D 데이터를 획득하고(S210), 획득한 3D 데이터를 3D 프린터로 인쇄하는데 이용되는 3D 출력물 데이터로 변환한다(S220).
S210단계에서, 3D 출력물(100)에 대한 3D 데이터는 저장매체 또는 통신 연결된 다른 디바이스나 네트워크 등을 통해 획득한다.
다음, 3D 출력물(100)에 대한 정보가 수록된 태그(150)를 생성하고(S230), 3D 출력물(100)의 형상과 크기를 고려하여, S230단계에서 생성된 태그(150)를 삽입할 위치를 결정한다(S240).
이를 테면, 도 2에 도시된 3D 출력물(100)의 경우, 태그(150)가 목 부분에는 삽입 불가능하고 머리 부분에만 삽입 가능하다고 할 때, 태그(150)가 삽입되는 위치는 3D 출력물(100)의 머리 부분, 그 중에서도 머리의 중앙 부분으로 결정하는 것이다.
이후, 3D 출력물(100)을 인쇄하되, 3D 출력물(100)의 내부에는 태그(150)를 인쇄한다(S250). 즉, 도 1에 나타난 3D 출력물(100)의 인쇄 과정에서, 내부에는 태그(150)를 인쇄하는 것이다.
도 4는 3D 출력물(100)의 내부에 인쇄된 태그(150)에 수록된 정보를 인식하는 태그 인식 장치를 도시한 도면이다. 이해와 설명의 편의를 위해, 도 3에서는 3D 출력물(100)과 태그(150)를 도시하였는데, 이들은 실제가 아닌 개념으로 나타내었다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 태그 인식 장치는, 3D 출력물(100)을 파괴하지 않고 태그(150)의 형상을 센싱하고, 센싱된 태그(150)의 형상으로부터 그에 수록된 정보를 추출한다.
본 발명의 실시예에 따른 태그 인식 장치는, 도 4에 도시된 바와 같이, 프로세서(310), 신호 송신부(320), 수신 센서(330), 영상화부(340) 및 디스플레이(350)를 포함한다.
신호 송신부(320)는 3D 출력물(100)과 태그(150) 측으로 전자파를 송신하고, 수신 센서(330)는 태그(150)에서 반사된 전자파를 수신한다. 신호 송신부(320)에 의한 송신 동작과 수신 센서(330)에 의한 수신 동작은 프로세서(310)에 의해 제어된다.
신호 송신부(320)와 수신 센서(330)에 의해 송수신 되는 전자파로 반투과성을 갖는 테라헤르츠 신호를 이용할 수 있다. 이 신호는, 물질의 재질과 구성에 따라 다른 반사 및 흡수 특징이 있으므로, 도 5에 도시된 바와 같이 매질 변화 부분에서 일부는 반사되고 일부는 투과한다.
이에 따라, 신호 송신부(320)와 수신 센서(330)를 이용하여 태그(150)에 대한 단층 촬영이 수행된다고 볼 수 있다. 테라헤르츠 신호는 예시적으로 언급한 것이다. 테라헤르츠 신호 이외의 반투과성을 갖는 다른 전자파로 대체하는 것이 가능하다.
영상화부(340)는 수신 센서(330)에 의한 수신결과를 합성하여, 태그(150)의 형상을 복원하고, 복원된 형상을 픽셀 단위로 분할한다.
프로세서(310)는 영상화부(340)에 의해 복원된 후 분할된 픽셀 데이터들을 결합하여 태그(150)에 수록되어있는 정보를 추출하고, 추출된 정보를 디스플레이(350)에 표시한다.
태그(150)에는 3D 출력물(100)에 대한 정보가 수록되어 있으므로, 디스플레이(350)에 표시되는 정보는 3D 출력물(100)에 대한 정보가 된다.
이하에서, 태그(150)의 또 다른 다양한 타입들에 대해, 도 6 내지 도 8을 참조하여 상세히 설명한다.
도 6은 1D 타입의 태그를 예시한 도면이다. 1D 태그는 도 6에 도시된 바와 같이 정면에서 깊이 방향(z축 방향)으로만 매질/패턴의 변화를 통해 정보를 수록한다.
도 7은 2D 타입의 태그를 예시한 도면이다. 2D 태그는 도 7에 도시된 바와 같이 정면에서 가로 방향(x축 방향)과 세로 방향(y축 방향)으로만 매질/패턴의 변화를 통해 정보를 수록한다.
도 8은 3D 타입의 태그를 예시한 도면이다. 3D 태그는 도 8에 도시된 바와 같이 정면에서 가로 방향(x축 방향), 세로 방향(y축 방향) 및 깊이 방향(z축 방향)으로 매질/패턴의 변화를 통해 정보를 수록한다. 3D 태그는 1D 타입의 태그를 2D 타입으로 배열한 타입에 해당한다.
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 타입을 불문하고, 태그에는, 위치 검출 영역(151), 메타 데이터 영역(152) 및 데이터 영역(153)을 포함한다.
위치 검출 영역(151)은, 태그(150)의 위치를 파악하는데 사용되는 영역으로, 태그(150)의 시작 지점과 끝 지점을 나타내기 위한 영역이다.
메타 데이터 영역(152)은 태그 자체에 대한 정보(태그 타입, 태그 길이 등)인 메타 정보가 수록되는 영역이다. 3D 태그의 경우, 메타 데이터 영역(152)은 최초의 레이어에만 수록된다. 즉, 3D 태그에서 최초의 레이어를 제외한 다른 레이어들에는 메타 데이터 영역(152)이 마련되지 않는다.
데이터 영역(153)은 3D 출력물(100)에 대한 정보가 수록되며, 여기에는, 재질, 용도, 사용법, 가격, 제작자, 제작 일시, 제작 장소, 저작권 정보, 진품 인증 코드 등이 포함됨은 전술한 바 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 1D 타입의 태그는 한 지점에서만 테라헤르츠 신호를 송수신하여, 수록된 정보를 파악할 수 있다.
하지만, 도 10과 도 11에 도시된 바와 같이, 2D 타입의 태그와 3D 타입의 태그의 경우, 태그의 정면을 xy 스캔하면서 테라헤르츠 신호를 송수신하여야 한다. 2D 타입의 태그는 한 지점에서 하나의 비트만이 검출/인식되지만, 3D 타입의 태그는 한 지점에서 깊이에 따라 시간차를 두고 다수의 비트들이 검출/인식된다는 점에서 차이가 있다.
이하에서는, 도 9 내지 도 11에 도시된 태그들을 인식하는 과정에 대해, 도 12를 참조하여 상세히 설명한다. 도 12는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 자동 태그 인식 방법의 설명에 제공되는 도면이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 먼저, 태그 인식 장치의 프로세서(310)가 신호 송신부(320)로 3D 출력물(100)을 초기 스캔하여, 태그(150)가 위치한 영역을 탐색한다(S410).
S410단계에서 태그(150)의 위치 탐색은, 위치 검출 영역(151)을 검출/인식함으로써 가능하다.
다음, 프로세서(310)는 신호 송신부(320)로 S410단계에서 탐색된 태그 영역을 세부적으로/조밀하게 스캔하면서 전자파를 송신하고, 이에 수신 센서(330)는 태그(150)에서 반사되는 전자파를 수신한다(S420).
그러면, 영상화부(340)는 수신 센서(330)에 의한 수신결과를 합성하여, 태그(150)의 형상을 복원하고(S430), 프로세서(310)는 S430단계에서 복원된 형상으로부터 태그(150)의 타입을 파악한다(S440).
한편, 태그 타입은 위치 검출 영역(151)의 검출/인식 결과를 기초로 파악할 수 있다. 태그 타입 마다 위치 검출 영역(151)이 다르기 때문에 가능하다. 다른 한편으로, 태그 타입은 태그(150)의 메타 데이터 영역(152)에 수록된 태그 타입 정보를 참조하여 파악할 수도 있다.
다음, 영상화부(340)는 S430단계에서 복원된 태그(150)의 형상을 픽셀 단위로 분할하고(S450), 프로세서(310)는 S450단계에서 픽셀 단위로 분할된 데이터를 S440단계에서 파악된 해당 타입에 따라 결합하여 태그 정보를 생성한다(S460).
그리고, 프로세서(310)는 S460단계에서 생성된 태그 정보를 디스플레이(350)에 표시한다(S470). 태그(150)에는 3D 출력물(100)에 대한 정보가 수록되어 있으므로, S470단계에서는 3D 출력물(100)에 대한 정보가 표시된다.
지금까지, 3D 프린터를 이용하여 태그(150)가 삽입된 3D 출력물(100)을 인쇄하고, 인쇄된 3D 출력물(100)로부터 비파괴로 태그(150)를 인식하여, 그에 수록된 정보를 파악하는 기법에 대해 바람직한 실시예들을 들어 상세히 설명하였다.
본 발명의 실시예들에서, 3D 출력물(100)은 저작물, 문화재, 고문서일 수도 있고, 일반 상품일 수도 있음은 물론, 그 밖의 다른 물건일 수 있다. 즉, 3D 출력물(100)의 종류에 대한 제한은 없다.
또한, 3D 출력물(100)의 내에 인쇄되는 태그(150)의 형상과 종류에 대한 제한도 없다. 태그 인식 장치를 이용하여 전방향으로 인식할 수 있는 태그(150), 즉, 어느 방향에서 태그 인식 장치로 인식하더라도 동일한 결과가 나타나는 태그(150)를 이용할 수도 있다.
예를 들어, 구형으로 된 바코드로 태그(150)를 구현하는 것이다. 즉, 구형 패턴들이 결합된 코드로 태그(150)를 적용할 수 있다. 이 태그(150)는 태그(150)의 중심점이 포함된 2D 단면들이 모두 동일한 태그의 일종이다. 구형 패턴은 인쇄/비인쇄를 통해 생성될 수도 있고, 서로 다른 재질을 이용한 인쇄를 통해 생성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
100 : 3D 출력물 150 : 태그
310 : 프로세서 320 : 신호 송신부
330 : 수신 센서 340 : 영상화부
350 : 디스플레이

Claims (8)

  1. 3D 출력물 내부에 상기 3D 출력물과 함께 인쇄된 태그를 검출하는 단계; 및
    검출된 태그에 수록된 정보를 파악하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 인식 단계는,
    상기 3D 출력물을 1차 스캔하여, 상기 태그가 위치한 영역을 탐색하는 단계; 및
    탐색된 영역을 2차 스캔하여, 상기 태그의 형상을 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 파악 단계는,
    상기 태그의 형상을 픽셀 단위로 분할하는 단계; 및
    분할된 픽섹 데이터들을 결합하여 태그 정보를 생성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 생성 단계는,
    상기 태그의 타입을 기초로 상기 픽섹 데이터들을 결합하고,
    상기 태그의 타입은,
    1D 타입, 2D 타입 및 3D 타입을 포함하는 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 태그는,
    위치 검출 영역, 메타 데이터 영역 및 데이터 영역을 포함하고,
    상기 태그의 타입은,
    상기 위치 검출 영역의 검출 결과 또는 상기 메타 데이터 영역에 수록된 타입 정보를 참조로 파악되는 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 태그는,
    위치 검출 영역 및 데이터 영역을 포함하고,
    상기 탐색 단계는,
    상기 위치 검출 영역의 검출 결과로부터 상기 태그가 위치한 영역을 탐색하는 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 정보는,
    상기 3D 출력물에 대한 정보인 것을 특징으로 하는 태그 인식 방법.
  8. 3D 출력물 내부에 상기 3D 출력물과 함께 인쇄된 태그에 전자파를 송신하는 송신부;
    상기 태그에서 반사된 전자파를 수신하는 센서;
    상기 센서에 의한 수신 결과를 합성하여 상기 태그를 검출하는 영상화부; 및
    검출된 태그에 수록된 정보를 파악하는 프로세서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 태그 인식 장치.
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