KR20180096503A - Method for indicating and recognizing graphics in textbook for education using dot pattern recognition technology - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a graphic display and recognition method of an educational textbook using a dot pattern recognition technique. According to the present invention, the graphic display and recognition method of an educational textbook using a dot pattern recognition technique is a method of displaying and recognizing a graphic by printing, in a graphic region of an educational textbook, a specific pattern which is difficult to be recognized by naked eyes, recognizing the specific pattern by an optical recognition pen depending on contact of the optical recognition pen, and outputting a voice or a music corresponding to the corresponding graphic. A unit graphic region of the educational textbook comprises a content part and a header part. The content part is divided into a plurality of virtual sections, wherein at least one dot pattern having content related information is formed in each section. The header part is composed of one section or two sections having the same size as that of each unit section of the plurality of virtual sections of the content part. A framing dot pattern having information on a data frame structure and direction is formed in the one section or the two sections of the header part. The framing dot pattern is composed of two closest dot patterns in the entire frame structure comprising the content part and the header part, wherein the two closest dot patterns are found by using a framing dot pattern searching algorithm. The present invention is able to easily grasp a structure and the direction of a data frame.

Description

도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법{Method for indicating and recognizing graphics in textbook for education using dot pattern recognition technology}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a dot pattern recognition technique,

본 발명은 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 이미지 처리 기술을 기반으로 한 도트 패턴 인식기술을 이용하여 고속의 영상 전처리 과정을 수행함으로써, 디지털 패턴의 인식 정확도를 높일 수 있는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a graphic display and recognition method of teaching materials, and more particularly, to a method and apparatus for enhancing recognition accuracy of a digital pattern by performing a high-speed image preprocessing process using a dot pattern recognition technique based on an image processing technique The present invention relates to a graphic display and recognition method of a teaching material using a dot pattern recognition technology.

오늘날, 어학 학습기 분야에는 광학코드 식별펜에 의해 전자적 방식으로 어학을 학습할 수 있도록 하는 다양한 어학 교육(학습) 부재가 선보이고 있다. 이와 같은 어학 교육(학습) 부재의 하나로 교육용 펜학습기를 들 수 있다. 교육용 펜학습기(801)(도 12 참조)는 보이스펜, 리딩(reading) 펜, 혹은 재능 펜으로 지칭되는 교육 보조기구로서, 종이에 잉크를 흘려 글자(문자)를 쓰거나 그림을 그리는 일반적인 펜이 아니며, 펜의 단부에 광학 렌즈가 설치되어 있어서 지면에 인쇄된 이미지를 광학적으로 판독할 수 있다. 이와 같은 교육용 펜학습기는 주로 아동의 외국어 혹은 자국어 교육용으로 사용되고 있다. 이러한 펜학습기는 펜의 단부에 설치된 소형 카메라의 렌즈 부분을 교재의 지면에 접촉시키면, 접촉면의 배경에 삽입된 도트 패턴(dot pattern)에 따라 대응하는 음성이나 음악이 흘러나오도록 설계되어 있다. 이와 같은 펜학습기는 특수 제작된 교재와 함께 사용되며, 교재에는 육안으로는 식별이 어려운 특정 패턴이 인쇄되어 있다. 따라서 펜학습기에 설치된 광학 인식 렌즈가 그와 같은 특정 패턴을 인식하고, 그에 따라 대응하는 음원 코드와 음원 데이터가 검색되어 음성이나 음악이 출력된다.Today, there are various language teaching (learning) facilities in the language learning machine field that enable students to learn the language electronically by the optical code identification pen. One of such lack of language learning (learning) is the pen learning machine for education. Educational pen learning machine 801 (refer to FIG. 12) is an educational aids called a voice pen, a reading pen, or a talented pen. It is not a general pen for writing letters or drawing pictures on paper, , And an optical lens is provided at an end of the pen, whereby an image printed on the paper can be optically read. Such a pen-learning machine for education is mainly used for a child's foreign language or native language education. Such a pen learning machine is designed such that corresponding voice or music flows according to a dot pattern inserted in the background of the contact surface when the lens portion of the small camera provided at the end portion of the pen is brought into contact with the ground surface of the teaching material. Such a pen learner is used in conjunction with a specially prepared textbook, and the text has a specific pattern printed on it that is hard to be identified by the naked eye. Therefore, the optical recognition lens installed in the pen learning device recognizes such a specific pattern, and corresponding sound source code and sound source data are searched for, thereby outputting voice or music.

이상과 같은 펜학습기와 관련하여, IT 분야 및 인쇄 분야의 기술 발전으로, 가시 텍스트 정보 또는 그래픽 정보와 함께 그래픽 인디케이터를 함께 포함하는 기술이 다양한 분야(특히, 교육 또는 학습 교재 분야)에 적용되고 있다.With regard to the pen learning machine as described above, with the advancement of technology in the IT field and the printing field, a technique including a graphic indicator together with visible text information or graphic information has been applied to various fields (in particular, education or learning materials field) .

한편, 공개특허공보 제10-2010-0040826호(특허문헌 1)에는 "그래픽 인디케이터"가 개시되어 있는바, 이에 따른 그래픽 인디케이터(10)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 마이크로-유닛들(16)이 분포되어 있고, 복수의 제1 스테이트존들(18)로 구분되며, 상기 각각의 제1 스테이트존에는 하나의 제1 마이크로-유닛이 분포하고, 상기 각각의 제1 스테이트존은 복수의 가상 섹션들로 균등하게 구분되며, 상기 제1 마이크로-유닛은 상기 가상 섹션들 중 하나에 위치하여 여러 개의 구별되는 후보 스테이트들(candidate states)을 형성하는 컨텐츠부(12); 및 복수의 제2 마이크로-유닛들(16)이 분포되어 있고, 복수의 제2 스테이트존들(18)로 구분되며, 상기 각각의 제2 스테이트존에는 하나의 제2 마이크로-유닛이 분포하고, 적어도 하나 이상의 제2 마이크로-유닛(16')은 헤더 정보를 제공하도록 제2 스테이트존의 중심에 대해 두 개의 인접한 제2 스테이트존들의 중심의 연결선에 수직 방향으로 시프트되며, 나머지 제2 마이크로-유닛 각각은 제2 스테이트존의 중심에 배치되는 헤더부(14)를 포함하는 그래픽 인디케이터로서, 다른 컨텐츠부(12)를 갖는 두 개의 그래픽 인디케이터(10)는 각각의 다른 헤더부(14)들을 인식함으로써 서로 구별되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, a "graphic indicator" is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2010-0040826 (Patent Document 1), and the graphic indicator 10 according to the present invention includes, as shown in FIG. 1, - units (16) are distributed and divided into a plurality of first state zones (18), one first micro-unit is distributed in each said first state zone, and each of said first states The zone is equally divided into a plurality of virtual sections, the first micro-unit being located in one of the virtual sections to form a plurality of distinct candidate states; And a plurality of second micro-units (16) are distributed and divided into a plurality of second state zones (18), and one second micro-unit is distributed in each of the second state zones, The at least one second micro-unit 16 'is vertically shifted to the connecting line of the center of two adjacent second state zones with respect to the center of the second state zone to provide header information, Each of which is a graphical indicator comprising a header portion 14 disposed at the center of the second state zone and two graphic indicators 10 with different content portions 12 recognize each of the different header portions 14 And are distinguished from each other.

이상과 같은 특허문헌 1의 경우, 종래의 디자인과 동일한 양의 데이터를 표시하면서도 더 작은 수의 도트(더 작은 도트 분포 밀도)를 가능하게 하여 더 나은 시각 효과를 얻게 하고, 그래픽 인디케이터 및 객체의 표면에 제공된 주요 텍스트 또는 패턴 사이의 혼동을 피하게 하는 장점이 있을지는 모르겠으나, 실제 유효 도트의 비율(9/16 = 0.56)이 낮고, 오버헤드(헤더부(14))가 큰 것에 비해 실제로 프레임(격자)의 범위와 방향을 파악하는데 많은 연산이 필요하다. 즉, 오버헤드의 도트들이 일직선상에 위치함을 파악하기 위해서는 각 도트의 무게 중심을 연결하는 직선을 구하고, 이들의 기울기가 오차 범위 내에 있는지를 계산하는 알고리즘이 필요하다. 또한, 오버헤드는 크지만 방향성을 나타내는 키(key) 도트 (16')는 단 한 개로 해당 도트에의 의존성이 크다는 문제점이 있다.In the case of Patent Document 1 as described above, a smaller number of dots (smaller dot distribution density) can be obtained while displaying the same amount of data as the conventional design, thereby obtaining a better visual effect, (9/16 = 0.56) is low and the overhead (header portion 14) is large, compared with the case where the overhead (header portion 14) is large, the actual frame (Lattice) and the direction and direction of a large number of operations are needed. That is, in order to understand that the overhead dots are located on a straight line, an algorithm is required to calculate straight lines connecting the centers of gravity of the respective dots and to calculate whether the slopes of the overhead dots are within the error ranges. In addition, there is a problem that the overhead is large, but the key dots 16 'indicating the directionality have only one dependency on the corresponding dots.

공개특허공보 제10-2010-0040826호(2010.04.21. 공개)Published Patent Application No. 10-2010-0040826 (published on April 21, 2010)

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 개선하기 위하여 창출된 것으로서, 이미지 처리 기술을 기반으로 한 도트 패턴 인식기술을 이용하여 고속의 영상 전처리 과정을 수행함으로써, 디지털 패턴 인식에 소요되는 시간을 획기적으로 단축하면서 디지털 패턴의 인식 정확도를 한층 높일 수 있는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to overcome the problems of the related art as described above, and it is an object of the present invention to provide a digital image processing method and a digital image processing method which can realize a high speed image preprocessing process using a dot pattern recognition technology based on an image processing technique, The present invention provides a graphic display and recognition method of a teaching material using a dot pattern recognition technology capable of further improving recognition accuracy of a digital pattern.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법은,According to another aspect of the present invention, there is provided a graphic display and recognition method of a teaching material using a dot pattern recognition technology,

교육용 교재의 그래픽 영역에 육안으로는 식별이 어려운 특정 패턴으로 인쇄되어, 광학 인식 펜의 접촉에 따라 광학 인식 펜에 의해 상기 특정 패턴이 인식됨으로써 해당 그래픽에 대응하는 음성 또는 음악을 출력하여 그래픽을 표시 및 인식하는 방법으로서, The specific pattern is recognized by the optical recognition pen in accordance with the contact of the optical recognition pen, so that the voice or music corresponding to the graphic is outputted and the graphic is displayed And a method for recognizing,

상기 교육용 교재의 단위 그래픽 영역은 컨텐츠부와 헤더부를 포함하고, 상기 컨텐츠부는 복수의 가상 섹션들로 분할되고, 각 섹션에는 컨텐츠 관련 정보를 갖는 적어도 하나의 도트 패턴이 형성되며, 상기 헤더부는 상기 컨텐츠부의 복수의 가상 섹션들의 각 단위 섹션과 동일한 크기의 한 개 또는 두 개의 섹션으로 구성되고, 상기 헤더부의 한 개 또는 두 개의 섹션에는 데이터 프레임 구조와 방향에 관한 정보를 갖는 프레이밍 도트 패턴(framing dot pattern)이 형성되며,Wherein the unit graphic area of the educational teaching material includes a content part and a header part, the content part is divided into a plurality of virtual sections, at least one dot pattern having content related information is formed in each section, A framing dot pattern having information about a data frame structure and a direction is formed in one or two sections of the header section, Is formed,

상기 프레이밍 도트 패턴은 상기 컨텐츠부와 헤더부를 포함하는 전체 프레임 구조 속에서 가장 가까운 2개의 도트 패턴으로 구성되고,Wherein the framing dot pattern is composed of two dot patterns which are closest in the entire frame structure including the content portion and the header portion,

상기 가장 가까운 2개의 도트 패턴은 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘을 이용하여 찾는 점에 그 특징이 있다.The nearest two dot patterns are found by using a framing dot pattern search algorithm.

여기서, 상기 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘은,Here, the framing dot pattern search algorithm includes:

a) 임의의 영상 내에 n개의 도트가 존재할 때, n개의 모든 도트를 x좌표를 기준으로 정렬하는 단계와;a) arranging all n dots with respect to the x-coordinate when n dots are present in an arbitrary image;

b) 정렬된 모든 도트 중에서 n/2번째 도트를 기준으로 왼쪽과 오른쪽으로 영상을 분할하는 단계와;b) dividing the image into left and right based on the n / 2th dot among all aligned dots;

c) 양쪽 영역에서 최소 거리(dL, dR)를 가지는 도트 쌍(pL, pR)을 각각 구하는 단계와;c) obtaining a dot pair (pL, pR) having a minimum distance (dL, dR) in both regions;

d) δ= min{dL, dR}일 때, median(n/2번째 도트의 x좌표)을 기준으로 중간 영역 M을 정의하는 단계; d) defining an intermediate region M based on median (x-coordinate of n / 2-th dot) when? = min {dL, dR};

e) 상기 영역 M에서 최소 거리(dM)를 가지는 도트 쌍 min{dL, dR, dM}을 구하는 단계; 및e) obtaining a dot pair min {dL, dR, dM} having a minimum distance dM in the region M; And

f) min{dL, dR, dM}으로 최소 거리를 규정하며 이 거리를 가지는 도트 쌍(pL, pR, pM 중 하나)을 결정하는 단계를 포함한다.f) determining a minimum distance by min {dL, dR, dM} and determining the dot pair (one of pL, pR, pM) having this distance.

여기서, 바람직하게는 상기 단계 b)에서 왼쪽과 오른쪽으로 영상을 분할함에 있어서, 분할된 영상이 하나 또는 두 개의 도트를 가질 때까지 상기 단계 b) 내지 f)의 과정을 반복 수행한다.Preferably, in step b), the image is divided into left and right images, and the steps b) to f) are repeated until the divided image has one or two dots.

이와 같은 본 발명에 의하면, 데이터 프레임 구조와 방향을 나타내기 위한 프레임 패턴을 사용함에 있어서, 최소 거리를 가지는 도트 쌍(프레이밍 도트 패턴)을 사용함으로써 컨텐츠 영역의 유효 도트의 비율을 향상시키고, 적은 연산량으로도 데이터 프레임의 구조와 방향을 쉽게 파악할 수 있는 장점이 있다.According to the present invention, by using a frame pattern for indicating the data frame structure and direction, it is possible to improve the ratio of effective dots in the content area by using a dot pair (framing dot pattern) having a minimum distance, The structure and direction of the data frame can be easily grasped.

또한, 이미지 처리 기술을 기반으로 한 도트 패턴 인식기술을 이용하여 고속의 영상 전처리 과정을 수행함으로써, 디지털 패턴 인식에 소요되는 시간을 획기적으로 단축하면서 디지털 패턴의 인식 정확도를 한층 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, by performing a high-speed image preprocessing process using a dot pattern recognition technology based on an image processing technique, the time required for digital pattern recognition is drastically shortened, and the recognition accuracy of the digital pattern is further improved .

도 1은 종래 그래픽 인디케이터의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 전처리 과정으로서의 영상 처리(image process) 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법의 구현을 위해 그래픽 영역에 형성되는 프레임 패턴의 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 방법에 채용되는 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘의 실행에 의해 프레이밍 도트 패턴을 찾는 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 방법에 채용되는 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘의 실행 과정을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 방법에 채용되는 프레임 도트 패턴을 바탕으로 전체 프레임 구조를 파악하는 과정을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 영상 프레임 내부의 정보 도트를 디코딩(decoding)하는 과정을 나타낸 도면이다.
도 8은 도트 패턴 내부의 "standP"가 정사각형 형태로 배치되어 있는 것을 나타낸 도면이다.
도 9는 임의의 라인 포인트를 구한 후, 그 라인 포인트를 기준으로 90도 및 -90도 회전하여 다른 "standP"를 산출하는 과정을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 임의의 영상에서 전체 프레임에 대한 방위를 얻는 과정을 도식적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 도 10에서 얻어진 방위를 코드로 변환하여 전체 프레임에 대한 코드를 얻는 과정을 나타낸 도면이다.
도 12는 일반적인 교육용 펜학습기의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 13은 도트 패턴이 인쇄된 교육용 교재 및 그래픽 영역에 특수 인쇄된 도트 패턴을 나타낸 도면이다.
1 is a diagram illustrating an example of a conventional graphic indicator.
FIG. 2 is a view showing a process of an image process as a preprocessing process.
3 is a diagram illustrating an example of a frame pattern formed in a graphic area for realizing a graphic display and recognition method of an educational material using the dot pattern recognition technology according to the present invention.
4 is a flowchart showing a process of finding a framing dot pattern by executing a framing dot pattern search algorithm employed in the method of the present invention.
5 is a diagram schematically illustrating an execution process of a framing dot pattern search algorithm employed in the method of the present invention.
6 is a diagram schematically illustrating a process of grasping an entire frame structure based on a frame dot pattern employed in the method of the present invention.
7 is a diagram illustrating a process of decoding information dots in an image frame.
8 is a diagram showing that "standP" inside the dot pattern is arranged in a square shape.
9 is a diagram schematically illustrating a process of calculating an arbitrary line point and then calculating another "standP" by rotating 90 degrees and -90 degrees with respect to the line point.
10 is a diagram schematically illustrating a process of obtaining an azimuth with respect to an entire frame in an arbitrary image.
FIG. 11 is a diagram illustrating a process of converting the orientation obtained in FIG. 10 into a code to obtain a code for the entire frame.
12 is a diagram showing an example of a general education pen learning machine.
FIG. 13 is a diagram showing an educational text material to which a dot pattern is printed and a dot pattern that is specially printed on a graphic area.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정되어 해석되지 말아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms and the inventor can properly define the concept of the term to describe its invention in the best way Should be construed in accordance with the principles and meanings and concepts consistent with the technical idea of the present invention.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈", "장치" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise. Also, the terms " part, "" module, "and" device " Lt; / RTI >

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

여기서, 본 발명의 실시예에 대하여 본격적으로 설명하기에 앞서, 본 발명에 채용되는 도트 패턴 인식기술의 기반이 되는 영상 처리 기술에 대하여 먼저 설명해 보기로 한다.Before describing the embodiments of the present invention in full, the image processing technology that is the basis of the dot pattern recognition technology employed in the present invention will be described first.

디지털 영상을 이용한 패턴인식 방법의 인식 정확도는 디지털 영상에서 특징을 추출하기 전에, 다양한 불균일 및 왜곡 요소(조명 불균일, 색상차이, 기하학적 차이(이동, 회전, 크기의 차이), 광학적 또는 움직임에 의한 흐림 등)를 보정하는 전처리 과정을 통해 크게 향상될 수 있다.The recognition accuracy of a pattern recognition method using a digital image is based on various nonuniformity and distortion factors (illumination unevenness, color difference, geometric difference (movement, rotation, size difference), optical or motion blur Etc.) can be greatly improved by a preprocessing process.

도 2는 전처리 과정으로서의 영상 처리(image process) 과정을 나타낸 도면이다.FIG. 2 is a view showing a process of an image process as a preprocessing process.

도 2를 참조하면, 캡쳐(capture) 부분에서는 CMOS의 출력(원본 이미지)을 수신하여 버퍼에 저장하고, 로드(load) 부분에서는 버퍼에 저장된 이미지 데이터를 가져와 영상처리를 위한 데이터 구조에 저장한다. 그리고 이미지 프로세스 (image process) 부분에서는 영상처리 알고리즘을 적용하여 영상에서 도트에 대한 정보를 추출하고, 디코드(decode) 부분에서는 프레임 내부의 정보 도트를 읽어 해당 패턴에 대한 비트 스트림(bit stream)을 구한다.Referring to FIG. 2, in the capture portion, a CMOS output (original image) is received and stored in a buffer. In a load portion, image data stored in the buffer is fetched and stored in a data structure for image processing. In the image process part, image processing algorithm is applied to extract information on dots from an image. In a decoding part, a information bit in a frame is read to obtain a bit stream for the corresponding pattern .

도 2에서 이미지 프로세스 부분을 참조하면, 먼저, CMOS 출력 영상은 일반적으로 영상처리 알고리즘에서 사용하는 색공간이 아니므로 포맷 변환을 통해 영상처리용 입력 영상을 준비한다. 이진화(binarization) 부분에서는 조명 정규화, 히스토그램 스트레칭, 모폴로지 연산 등과 같은 전처리를 수행하여 입력 영상 내 왜곡 요소를 제거하고, 배경과 도트를 구분한다. 레이블링(labeling) 부분을 통해 영상 내 각 도트에 대한 정보를 파악하고, 프로세싱(processing) 부분을 통해 도 4에 제시된 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘을 실행한다.Referring to FIG. 2, first, since the CMOS output image is not a color space used in an image processing algorithm, an input image for image processing is prepared through format conversion. In the binarization section, pre-processing such as illumination normalization, histogram stretching, and morphology operations are performed to remove distortion components in the input image, and to distinguish backgrounds from dots. Information on each dot in the image is obtained through a labeling part, and the framing dot pattern search algorithm shown in FIG. 4 is executed through a processing part.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법의 구현을 위해 그래픽 영역에 형성되는 프레임 패턴의 예를 나타낸 도면이다.3 is a view showing an example of a frame pattern formed in a graphic area for realizing a graphic display and recognition method of an educational material using a dot pattern recognition technology according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법은, 도 13에 도시된 바와 같은 교육용 교재(901)의 그래픽 영역에 육안으로는 식별이 어려운 특정 패턴(903)(원래는 육안으로는 보이지 않으나 설명을 위해 보이는 것처럼 도시한 것임)으로 인쇄되어, 광학 인식 펜(교육용 펜학습기(801)(도 12 참조) 등)의 접촉에 따라 광학 인식 펜에 의해 상기 특정 패턴이 인식됨으로써 해당 그래픽에 대응하는 음성 또는 음악을 출력하여 그래픽을 표시 및 인식하는 방법으로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 교육용 교재의 단위 그래픽 영역(300)은 컨텐츠부(310)와 헤더부(320)를 포함하고, 상기 컨텐츠부(310)는 복수의 가상 섹션들로 분할되고, 각 섹션에는 컨텐츠 관련 정보를 갖는 적어도 하나의 도트 패턴(311)이 형성되며, 상기 헤더부(320)는 상기 컨텐츠부(310)의 복수의 가상 섹션들의 각 단위 섹션과 동일한 크기의 적어도 한 개의 섹션으로 구성되고, 상기 헤더부에는 데이터 프레임 구조와 방향에 관한 정보를 갖는 프레이밍 도트 패턴(framing dot pattern)이 형성된다.Referring to FIG. 3, a graphic display and recognition method of a teaching material using the dot pattern recognition technology according to the present invention is characterized in that, in the graphic area of the teaching material 901 shown in FIG. 13, Is printed by the optical recognition pen 903 (originally not visible to the naked eye, but shown as shown for the sake of explanation), and is printed by the optical recognition pen according to the contact of the optical recognition pen (education pen learning device 801 3, the unit graphic area 300 of the teaching material includes a content unit 310, a content area 310, and a content area 310. The content area 310 is a part of the unit graphic area 300, And a header unit 320. The content unit 310 is divided into a plurality of virtual sections and at least one dot pattern 311 having content related information is formed in each section , The header part 320 is composed of at least one section having the same size as each unit section of the plurality of virtual sections of the content part 310, and the header part includes a framing A framing dot pattern is formed.

여기서, 상기 프레이밍 도트 패턴은 상기 컨텐츠부(310)와 헤더부(320)를 포함하는 전체 프레임 구조 속에서 가장 가까운 2개의 도트 패턴(321a)(321b)으로 구성된다.The framing dot pattern is composed of two dot patterns 321a and 321b closest to the entire frame structure including the content unit 310 and the header unit 320. [

그리고 본 발명의 방법에서는 이상과 같은 가장 가까운 2개의 도트 패턴 (321a)(321b)을 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘을 이용하여 찾는다.In the method of the present invention, the nearest two dot patterns 321a and 321b are searched using the framing dot pattern search algorithm.

도 4는 본 발명의 방법에 채용되는 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘의 실행에 의해 프레이밍 도트 패턴을 찾는 과정을 나타낸 흐름도이다.4 is a flowchart showing a process of finding a framing dot pattern by executing a framing dot pattern search algorithm employed in the method of the present invention.

도 4를 참조하면, 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘(일종의 소프트웨어 프로그램임)은 먼저 임의의 영상 내에 n개의 도트가 존재할 때, n개의 모든 도트를 x좌표를 기준으로 정렬한다(단계 S401). 그런 후, 도 5에 도시된 바와 같이, 정렬된 모든 도트 중에서 n/2번째 도트를 기준으로 왼쪽과 오른쪽으로 영상을 분할한다(단계 S402). 도 5에서 "median"은 n/2번째 도트의 x좌표, L은 왼쪽 영역, R은 오른쪽 영역을 각각 나타낸다.Referring to FIG. 4, when there are n dots in an arbitrary image, the framing dot pattern search algorithm (a kind of software program) aligns all n dots based on the x coordinate (step S401). Then, as shown in FIG. 5, the image is divided into left and right based on the n / 2th dot among all aligned dots (step S402). In Fig. 5, "median" represents the x coordinate of the n / 2 < th > dot, L represents the left region, and R represents the right region.

이렇게 하여 분할이 완료되면, 양쪽 영역에서 최소 거리(dL, dR)를 가지는 도트 쌍(pL, pR)을 각각 구한다(단계 S403). 여기서, 상기 도트 쌍(pL, pR)의 최소 거리(dL, dR)는 두 도트 간의 수직, 수평, 경사 방향과 상관없이 두 도트 간의 최소 거리를 의미한다. 여기서, 또한 이와 같이 최소 거리를 가지는 도트 쌍(pL, pR)을 구하는 이유는 전체 프레임 구조 속에서 프레이밍 도트 패턴을 찾기 위한 것이다.When the division is completed in this manner, the dot pairs pL and pR having the minimum distances dL and dR in both areas are obtained (step S403). Here, the minimum distances dL and dR of the pair of dots pL and pR mean the minimum distance between two dots irrespective of the vertical, horizontal and slant directions between the two dots. Here, the reason why the dot pair (pL, pR) having the minimum distance is obtained is to find the framing dot pattern in the entire frame structure.

이후, δ= min(dL, dR)일 때, median(n/2번째 도트의 x좌표)을 기준으로 중간 영역 M을 정의한다(단계 S404). 여기서, δ는 dL과 dR 중에서 작은 값을 가리킨다. 또한, 영역 M은 도 5에 도시된 바와 같이, x = [(median-δ),(median+δ)]인 직사각형 영역이다.Then, when? = Min (dL, dR), an intermediate region M is defined based on median (x coordinate of n / 2th dot) (step S404). Here, δ indicates a smaller value among dL and dR. Also, the region M is a rectangular region with x = [(median-delta), (median + delta)], as shown in Fig.

여기서, 상기 영역 L과 R을 나누는 기준점이 되는 n/2번째 도트는 dL과 dR을 구할 때, 포함되지 않는다. 최소거리를 가지는 도트 쌍에 기준점이 포함될 수 있기 때문에 이를 검사해야 한다. 또한, 최소거리를 가지는 도트 쌍에 기준점이 포함되기 위해서는 기준점에서 가장 가까운 도트까지의 거리가 dL과 dR보다 작아야 하기 때문에 δ을 가지고 영역 M을 정의하는 것이다.Here, the n / 2 < th > dot serving as a reference point for dividing the region L and R is not included when dL and dR are obtained. It should be examined because the dot pair with the minimum distance may contain reference points. In order to include a reference point in a pair of dots having the minimum distance, the distance M from the reference point to the nearest dot should be smaller than dL and dR, and therefore, the region M is defined with?.

다음에, 상기 영역 M에서 최소 거리(dM)를 가지는 도트 쌍 min{dL, dR, dM}을 구한다(단계 S405). 이때, min{dL, dR, dM}은 모든 도트에 대해 최소 거리를 가지게 된다. 이러한 모든 영역에서의 최소 거리를 가지는 도트 쌍 min{dL, dR, dM}이 곧 프레이밍 도트 패턴이 되는 것이다.Next, the dot pair min {dL, dR, dM} having the minimum distance dM in the area M is obtained (step S405). At this time, min {dL, dR, dM} has a minimum distance for all dots. The dot pair min {dL, dR, dM} having the minimum distance in all of these areas becomes the framing dot pattern.

이후, 상기 min{dL, dR, dM}으로 최소 거리를 규정하며, 이 거리를 가지는 도트 쌍(pL, pR, pM 중 하나)을 결정한다(단계 S406).Then, a minimum distance is defined by min {dL, dR, dM}, and a dot pair (one of pL, pR, pM) having this distance is determined (step S406).

여기서, 바람직하게는 상기 단계 S402에서 왼쪽과 오른쪽으로 영상을 분할함에 있어서, 한 영역에 하나 또는 두 개의 도트가 남을 때까지 상기 단계 S402 내지 단계 S406의 과정을 반복 수행한다. 이것은 전체 영상 내에서 가장 가까운 도트 쌍과 거리를 찾을 경우, 시간 복잡도가 크기 때문에 본 발명의 방법에서는 영상 내 존재하는 프레이밍 도트 패턴(framing dot pattern)을 찾는 알고리즘을 분할 정복 알고리즘(divide and conquer algorithm)을 이용하여 한 영역에 하나 또는 두 개의 도트가 남을 때까지 상기 단계 S402 내지 단계 S406을 반복 수행함으로써 구현하게 된다.Preferably, in the step S402, the steps S402 to S406 are repeated until one or two dots are left in one area in dividing the image into left and right images. In this method, since the time complexity is large when searching for the closest dot pair and distance in the entire image, the method of the present invention uses a divide and conquer algorithm to find a framing dot pattern existing in an image, By repeating the above steps S402 to S406 until one or two dots remain in one area.

이상에 의해 영상 내에서 프레이밍 도트 패턴을 찾았으면, 이후 이 정보를 바탕으로 전체 프레임 구조를 파악하게 된다.As a result, if the framing dot pattern is found in the image, then the entire frame structure is grasped based on this information.

본 발명에서의 도트 패턴은 프레이밍 도트 패턴과 교차점(crosspoint)이 일직선상에 존재하며, 교차점 간 간격은 프레이밍 도트 패턴의 길이의 소정의 배수(예를 들면, 2배)이다. 따라서, 도 6과 같이 프레이밍 도트 패턴을 지나는 2개의 직선(frame line, inverse line)을 구하면 전체 프레임 구조를 파악할 수 있게 된다.In the dot pattern of the present invention, the framing dot pattern and the crosspoint are in a straight line, and the interval between the intersections is a predetermined multiple (for example, two times) of the length of the framing dot pattern. Accordingly, if two straight lines passing through the framing dot pattern (inverse line) are obtained as shown in FIG. 6, the entire frame structure can be grasped.

이하에서는 이상과 같은 프레이밍 도트 패턴과 관련하여 영상 프레임 내부의 정보 도트를 디코딩(decoding)하는 과정에 대해 설명해 보기로 한다.Hereinafter, a process of decoding information dots in an image frame in association with the framing dot pattern will be described.

도 7은 영상 프레임 내부의 정보 도트를 디코딩(decoding)하는 과정을 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating a process of decoding information dots in an image frame.

도 7을 참조하면, 캡쳐(capture) 부분에서는 CMOS의 출력(원본 이미지)을 수신하여 버퍼에 저장하고, 로드(load) 부분에서는 버퍼에 저장된 이미지 데이터를 가져와 영상처리를 위한 데이터 구조에 저장한다. 그리고 이미지 프로세스 (image process) 부분에서는 영상처리 알고리즘을 적용하여 영상에서 도트에 대한 정보를 추출하고, 디코드(decode) 부분에서는 프레임 내부의 정보 도트를 읽어 해당 패턴에 대한 비트 스트림(bit stream)을 구한다.Referring to FIG. 7, in the capture part, the CMOS output (original image) is received and stored in a buffer. In the load part, the image data stored in the buffer is fetched and stored in a data structure for image processing. In the image process part, image processing algorithm is applied to extract information on dots from an image. In a decoding part, a information bit in a frame is read to obtain a bit stream for the corresponding pattern .

이상과 같은 일련의 과정에서, 상기 정보 도트는 도 8에 도시된 바와 같이, 교차점(cross point)을 기준으로 1∼4분면 중 하나에 위치하기 때문에 교차점(즉, standP)을 구할 필요가 있다. 또한, 프레이밍 도트 패턴으로부터 "standP"를 구하기 위하여 도트 패턴 내에 "standP"가 도시된 바와 같이 정사각형 형태로 배치되어 있다는 사실을 확인한다. 프레이밍 라인상에 존재하는 교차점(line point)은 프레이밍 도트 패턴의 길이와 좌표를 통해 구할 수 있다.In the above process, it is necessary to obtain the intersection (i.e., standP) since the information dot is located at one of the first to fourth quadrants with respect to the cross point as shown in FIG. Further, in order to obtain "standP" from the framing dot pattern, it is confirmed that "standP" is arranged in a square shape as shown in the dot pattern. The line point existing on the framing line can be obtained through the length and coordinates of the framing dot pattern.

라인 포인트를 구한 후에는, 도 9와 같이 다른 "standP"를 구할 수 있다. i번째 라인 포인트를 기준으로 i+j번째 라인 포인트를 90도 반시계 방향으로 회전하면, 위로 j만큼 떨어진 "standP"가 계산되고, -90도 시계 방향으로 회전하면 아래로 j만큼 떨어진 "standP"가 계산된다. 이때, 충분한 데이터를 확보하기 위해 프레임 라인을 포함하여 다수의 줄(예컨대, 7줄 정도)을 구한다.After obtaining the line point, another "standP" can be obtained as shown in FIG. When the i + jth line point is rotated counterclockwise by 90 degrees, "standP" is calculated upward by j, and when "-90" is clockwise rotated by "j" Is calculated. At this time, a plurality of lines (for example, about 7 lines) including a frame line are obtained in order to secure sufficient data.

이후, 이렇게 하여 구한 "standP"들과 가장 가까운 실제 도트(realP)를 찾아낸다. 즉, 격자점을 지나는 직선은 2개이며, 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다.Then, an actual dot (realP) closest to the obtained "standPs " In other words, there are two straight lines passing through the lattice points, which can be expressed by the following equations.

xsinθframe + yconθframe = ρframe xsinθ frame + yconθ frame = ρ frame

xsinθinverse + yconθinverse = ρinverse xsinθ inverse + yconθ inverse = ρ inverse

두 직선에서 허용오차 내에 존재하는 도트가 실제 도트(realP)이다.The dot existing within the tolerance in the two straight lines is the actual dot (realP).

이상과 같은 실제 도트(realP)를 찾기 위해 본 발명의 방법에서는 하나의 알고리즘(realP 찾기 알고리즘: 일종의 소프트웨어 프로그램임)을 채용한다. 이에 대해 간략히 설명해 보기로 한다.In the method of the present invention, one algorithm (realP search algorithm: a kind of software program) is employed to find the actual dots (realP). We will briefly explain this.

"realP 찾기 알고리즘"에 따라, 먼저 모든 "realP"에 대하여, 각 "realP"와 가장 가까운 라인 포인트 간 길이(minLen)를 구한다. 그런 다음, "minLen"을 라인 포인트 간 간격(len)으로 나누어 프레임 라인과 몇 라인 떨어져 있는지를 계산한 후, 탐색할 행(row: 가로줄)을 추정한다. 그리고 가장 가까운 라인 포인트의 인덱스를 열(column: 세로줄)로 지정한다. According to the "realP search algorithm ", first calculate the length (minLen) between each realP and the nearest line point for all" realP ". Then, divide "minLen" by the line-to-line spacing (len) to calculate how many lines apart from the frame line, and then estimate the row to be searched. And the index of the nearest line point is designated by a column (vertical line).

이후, standP[startIdx + row, col±1], standP[startIdx - row, col±1]을 탐색하여 조건을 만족하는 인덱스를 찾아 해당 "standP"를 "realP"에 결속시킨다.Then, search standP [startIdx + row, col + 1], standP [startIdx - row, col + 1], find the index satisfying the condition, and bind the corresponding "standP" to "realP".

영상 내에 존재하는 모든 "standP"와 "realP"를 구한 후, "standP"를 기준으로 "realP"의 방위를 계산하고, 이를 코드화한다. 즉, "standP"를 지나는 2개의 직선에 realP의 좌표(xi,yi)를 대입하여 나온 값을 "rhoFrame"과 "rhoInverse"라고 할 때, 다음과 같은 "realP"의 방위를 얻을 수 있다.After obtaining all the "standP" and "realP" existing in the image, calculate the orientation of "realP" based on "standP" and code it. That is, when the values obtained by assigning coordinates (x i , y i ) of realP to two straight lines passing "standP" are called "rhoFrame" and "rhoInverse", the following orientation of "realP" .

|rhoFrame - ρ frame|≤ maxDiffRho & |rhoInverse - ρ inverse|≤ maxDiffRho → 0 사분면 (여기서, maxDiffRho는 오차 보정계수를 나타냄)| RhoFrame - ? Frame |? MaxDiffRho & rhoInverse - ? Inverse |? MaxDiffRho → quadrant (where maxDiffRho represents the error correction coefficient)

rhoFrame > ρ frame & rhoInverse > ρ inverse → 1 사분면rhoFrame> ρ frame &rhoInverse> ρ inverse → 1 quadrant

rhoFrame > ρ frame & rhoInverse < ρ inverse → 2 사분면rhoFrame> ρ frame & rhoInverse < ρ inversequadrant 2

rhoFrame < ρ frame & rhoInverse < ρ inverse → 3 사분면rhoFrame < rho frame & rhoInverse < rho inversequadrant 3

rhoFrame < ρ frame & rhoIInverse > ρ inverse → 4 사분면rhoFrame < ρ frame &rhoIInverse> ρ inversequadrant 4

그리고 이를 바탕으로 영상에서 도 10에 도시된 바와 같은 전체 프레임에 대한 방위를 얻을 수 있다.Based on this, the orientation of the entire frame as shown in FIG. 10 can be obtained in the image.

이후, 이상에 의해 얻어진 방위를 도 11에 도시된 바와 같은 코드로 변환하면, 전체 프레임에 대한 코드를 얻을 수 있다. 그리고, 도 11과 같이 변환된 값(코드)을 정해진 순서에 따라 읽으면, 도트 패턴에 대한 코드를 얻을 수 있게 된다.Thereafter, when the orientation obtained by the above process is converted into a code as shown in Fig. 11, a code for the entire frame can be obtained. Then, by reading the converted values (codes) as shown in Fig. 11 in a predetermined order, a code for the dot pattern can be obtained.

이상의 설명과 같이, 본 발명에 따른 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법은 데이터 프레임 구조와 방향을 나타내기 위한 프레임 패턴을 사용함에 있어서, 최소 거리를 가지는 도트 쌍(프레이밍 도트 패턴)을 사용함으로써 컨텐츠 영역의 유효 도트의 비율을 향상시키고, 적은 연산량으로도 데이터 프레임의 구조와 방향을 쉽게 파악할 수 있는 장점이 있다.As described above, the graphic display and recognition method of teaching materials using the dot pattern recognition technology according to the present invention uses a frame pattern to represent a data frame structure and a direction, ), It is possible to improve the ratio of effective dots in the content area and to easily grasp the structure and direction of the data frame even with a small amount of calculation.

또한, 이미지 처리 기술을 기반으로 한 도트 패턴 인식기술을 이용하여 고속의 영상 전처리 과정을 수행함으로써, 디지털 패턴 인식에 소요되는 시간을 획기적으로 단축하면서 디지털 패턴의 인식 정확도를 한층 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, by performing a high-speed image preprocessing process using a dot pattern recognition technology based on an image processing technique, the time required for digital pattern recognition is drastically shortened, and the recognition accuracy of the digital pattern is further improved .

이상, 바람직한 실시예를 통하여 본 발명에 관하여 상세히 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변경, 응용될 수 있음은 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명하다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 다음의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술적 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. Be clear to the technician. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of the same should be construed as being included in the scope of the present invention.

10: 그래픽 인디케이터 12: 컨텐츠부
14: 헤더부 16, 16': 제2 마이크로-유닛
18: 제1, 제2 스테이트존 300: 단위 그래픽 영역
310: 컨텐츠부 311,321a,321b: 도트 패턴
320: 헤더부
10: Graphic indicator 12: Content area
14: header section 16, 16 ': second micro-unit
18: first and second state zones 300: unit graphics area
310: contents section 311, 321a, 321b: dot pattern
320: header portion

Claims (12)

교육용 교재의 그래픽 영역에 육안으로는 식별이 어려운 특정 패턴으로 인쇄되어, 광학 인식 펜의 접촉에 따라 광학 인식 펜에 의해 상기 특정 패턴이 인식됨으로써 해당 그래픽에 대응하는 음성 또는 음악을 출력하여 그래픽을 표시 및 인식하는 방법으로서,
상기 교육용 교재의 단위 그래픽 영역은 컨텐츠부와 헤더부를 포함하고, 상기 컨텐츠부는 복수의 가상 섹션들로 분할되고, 각 섹션에는 컨텐츠 관련 정보를 갖는 적어도 하나의 도트 패턴이 형성되며, 상기 헤더부는 상기 컨텐츠부의 복수의 가상 섹션들의 각 단위 섹션과 동일한 크기의 한 개 또는 두 개의 섹션으로 구성되고, 상기 헤더부의 한 개 또는 두 개의 섹션에는 데이터 프레임 구조와 방향에 관한 정보를 갖는 프레이밍 도트 패턴(framing dot pattern)이 형성되며,
상기 프레이밍 도트 패턴은 상기 컨텐츠부와 헤더부를 포함하는 전체 프레임 구조 속에서 가장 가까운 2개의 도트 패턴으로 구성되고,
상기 가장 가까운 2개의 도트 패턴은 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘을 이용하여 찾는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
The specific pattern is recognized by the optical recognition pen in accordance with the contact of the optical recognition pen, so that the voice or music corresponding to the graphic is outputted and the graphic is displayed And a method for recognizing,
Wherein the unit graphic area of the educational teaching material includes a content part and a header part, the content part is divided into a plurality of virtual sections, at least one dot pattern having content related information is formed in each section, A framing dot pattern having information about a data frame structure and a direction is formed in one or two sections of the header section, ),
Wherein the framing dot pattern is composed of two dot patterns which are closest in the entire frame structure including the content portion and the header portion,
Wherein the nearest two dot patterns are found using a framing dot pattern search algorithm.
제1항에 있어서,
상기 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘은,
a) 임의의 영상 내에 n개의 도트가 존재할 때, n개의 모든 도트를 x좌표를 기준으로 정렬하는 단계와;
b) 정렬된 모든 도트 중에서 n/2번째 도트를 기준으로 왼쪽과 오른쪽으로 영상을 분할하는 단계와;
c) 양쪽 영역에서 최소 거리(dL, dR)를 가지는 도트 쌍(pL, pR)을 각각 구하는 단계와;
d) δ= min{dL, dR}일 때, median(n/2번째 도트의 x좌표)을 기준으로 중간 영역 M을 정의하는 단계와;
e) 상기 영역 M에서 최소 거리(dM)를 가지는 도트 쌍 min{dL, dR, dM}을 구하는 단계; 및
f) min{dL, dR, dM}으로 최소 거리를 규정하며 이 거리를 가지는 도트 쌍(pL, pR, pM 중 하나)을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
The method according to claim 1,
Wherein the framing dot pattern search algorithm comprises:
a) arranging all n dots with respect to the x-coordinate when n dots are present in an arbitrary image;
b) dividing the image into left and right based on the n / 2th dot among all aligned dots;
c) obtaining a dot pair (pL, pR) having a minimum distance (dL, dR) in both regions;
d) defining an intermediate area M based on median (x-coordinate of n / 2-th dot) when? = min {dL, dR};
e) obtaining a dot pair min {dL, dR, dM} having a minimum distance dM in the region M; And
(pL, pR, pM) having a minimum distance defined by f (m, f) min {dL, dR, dM}. / RTI &gt;
제2항에 있어서,
상기 단계 b)에서 왼쪽과 오른쪽으로 영상을 분할함에 있어서, 한 영역에 하나 또는 두 개의 도트가 남을 때까지 상기 단계 b) 내지 f)를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
3. The method of claim 2,
Wherein the steps b) to f) are repeatedly performed until one or two dots are left in one area in dividing the image to the left and right in the step b) / RTI &gt;
제3항에 있어서,
상기 단계 b) 내지 f)를 반복 수행함에 있어서, 영상 내 존재하는 프레이밍 도트 패턴을 찾는 알고리즘을 분할 정복 알고리즘(divide and conquer algorithm)을 이용하여 한 영역에 하나 또는 두 개의 도트가 남을 때까지 상기 단계 b) 내지 f)를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
The method of claim 3,
In repeating the steps b) to f), an algorithm for finding a framing dot pattern existing in an image is performed by using a divide and conquer algorithm until the one or two dots are left in one area (b) to (f) are repeatedly performed. The graphic display and recognition method of teaching materials using the dot pattern recognition technology.
제2항에 있어서,
상기 단계 e)에서의 프레이밍 도트 패턴을 구한 후, 구해진 프레이밍 도트 패턴 정보를 바탕으로 전체 프레임 구조를 파악하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
3. The method of claim 2,
Further comprising the step of determining the framing dot pattern in the step e), and then grasping the entire frame structure based on the obtained framing dot pattern information. The graphic display and recognition method of the teaching material using the dot pattern recognition technique .
제5항에 있어서,
상기 전체 프레임 구조를 파악함에 있어서, 상기 프레이밍 도트 패턴을 지나는 2개의 직선(frame line, inverse line)을 구함으로써 전체 프레임 구조를 파악하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
6. The method of claim 5,
The entire frame structure is grasped by obtaining two line segments (inverse line) passing through the framing dot pattern in grasping the whole frame structure. Recognition method.
제1항에 있어서,
상기 프레이밍 도트 패턴 탐색 알고리즘을 이용하여 상기 가장 가까운 2개의 도트 패턴을 찾은 후, 영상 프레임 내부의 정보 도트를 디코딩(decoding)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
The method according to claim 1,
Further comprising the step of finding the closest two dot patterns using the framing dot pattern search algorithm and then decoding the information dots in the image frame. Graphical display and recognition methods.
제7항에 있어서,
상기 영상 프레임 내부의 정보 도트를 디코딩(decoding)하는 단계는,
캡쳐(capture)부에 의해 CMOS의 출력(원본 이미지)을 수신하여 버퍼에 저장하는 단계와;
로드(load)부에 의해 상기 버퍼에 저장된 이미지 데이터를 가져와 영상처리를 위한 데이터 구조에 저장하는 단계와;
이미지 프로세스(image process)부에 의해 영상처리 알고리즘을 적용하여 영상에서 도트에 대한 정보를 추출하는 단계; 및
디코드(decode)부에 의해 프레임 내부의 정보 도트를 읽어 해당 패턴에 대한 비트 스트림(bit stream)을 구하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein decoding the information dots in the image frame comprises:
Receiving a CMOS output (original image) by a capture unit and storing the output in a buffer;
Fetching image data stored in the buffer by a load unit and storing the fetched image data in a data structure for image processing;
Extracting information on dots from an image by applying an image processing algorithm by an image process unit; And
And reading the information dots in the frame by a decode unit to obtain a bit stream for the pattern. [3] The method of claim 1,
제8항에 있어서,
상기 정보 도트를 읽기 위해 프레이밍 도트 패턴으로부터 교차점으로서의"standP"를 구하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
9. The method of claim 8,
Quot; standP "as an intersection from a framing dot pattern for reading the information dot is obtained.
제9항에 있어서,
상기 "standP"를 구한 후, 구해진 "standP"들과 가장 가까운 실제 도트 (realP)를 찾는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
10. The method of claim 9,
The method of claim 1, further comprising: finding the realP that is closest to the obtained "standP " after finding the" standP "
제10항에 있어서,
상기 실제 도트(realP)를 찾는 단계는 realP 찾기 알고리즘의 수행에 의해 이루어지는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
11. The method of claim 10,
Wherein the step of searching for the actual dot is performed by performing a realP search algorithm.
제11항에 있어서,
상기 realP 찾기 알고리즘은,
모든 "realP"에 대하여, 각 "realP"와 가장 가까운 라인 포인트 간 길이(minLen)를 구하는 단계와;
상기 구해진 "minLen"을 라인 포인트 간 간격(len)으로 나누어 프레임 라인과 몇 라인 떨어져 있는지를 계산한 후, 탐색할 행(row: 가로줄)을 추정하는 단계와;
상기 추정된 행(row: 가로줄)에 상응하여 가장 가까운 라인 포인트의 인덱스를 열(column: 세로줄)로 지정하는 단계; 및
standP[startIdx + row, col±1], standP[startIdx - row, col±1]을 탐색하여 조건을 만족하는 인덱스를 찾아 해당 "standP"를 "realP"에 결속시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 도트 패턴 인식기술을 이용한 교육용 교재의 그래픽 표시 및 인식 방법.
12. The method of claim 11,
The realP search algorithm includes:
For each "realP &quot;, finding a length (minLen) between each" realP "
Dividing the obtained "minLen" by the line-point interval len to calculate a number of lines apart from the frame line, and estimating a row to be searched;
Designating an index of a nearest line point corresponding to the estimated row as a column; And
, and binding the corresponding "standP &quot;to" realP "by searching for standP [startIdx + row, col +/- 1], standP [startIdx-row, col + Graphical Display and Recognition Method of Educational Textbook Using Dot Pattern Recognition Technology.
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