KR20210037288A - 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템이다.
본 발명에 따르면, 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템에 있어서, 검사 대상에 빛을 쪼이기 위한 다채널 조명, 상기 빛이 쪼인 검사 대상을 촬영하기 위한 복수의 카메라, 그리고 촬영된 복수의 이미지를 실시간으로 합성하고, 상기 다채널 조명과 상기 복수의 카메라를 제어하기 위한 제어장치를 포함한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 영상을 이용하기 때문에 촬영대상 물체의 흠집 또는 스크래치와 같은 결함을 손 쉽게 발견할 수 있다.

Description

포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템{SYSTEM FOR IMAGE SYNTHESIS USING PHOTOMETRIC STEREO}

본 발명은 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템에 관한 것으로, 다 채널 조명시스템으로 획득한 복수의 이미지를 합성하는 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템에 관한 것이다.

머신비전 시스템(machine vision system)이란 사람이 눈으로 보고하는 작업을 카메라와 컴퓨터로 대신하는 일종 의 공장 자동화 시스템으로, 카메라로부터 얻은 영상 정보를 컴퓨터가 분석 처리하는 시스템이다.

머신비전 시스템은 주로 생산 현장에서 자동화 전수검사를 위해 이용되는데, 자동화 검사를 위해 머신비전 시스템을 도입할 경우 해당 현장의 검사 환경에 따라 조명, 카메라, 렌즈 등의 사양을 달리하여 머신비전 시스템을 구성하게 된다.

기존에는 검사 환경의 확인 및 시스템의 사양 결정을 위해 머신비전 시스템 공급업체(의 직원)가 직접 현장을 방문하여 조건을 체크하고 여러 번의 테스트를 통해 사양을 결정하였다.

따라서 종래의 머신비전 시스템 은 그 도입에 많은 시간과 비용이 낭비되는 문제점을 갖고 있다.

이를 보완하고자 카메라, 렌즈, 케이블, 내장 프로세서 등으로 구성된 통합형 머신비전 시스템인 스마트 카메라 가 이미 출시되어 판매되고는 있으나, 이 또한 문제점을 갖는데, 구체적으로, 스마트 카메라 자체가 머신비전 시스템의 한 형태이기 때문에 머신비전에 대한 지식이 부족한 일반인들은 손쉽게 접근하기가 어렵다는 문제점과, 스마트 카메라의 가격이 매우 고가이어서 머신비전 시스템을 도입하고자 하는 현장에서 테스트용으로 사용하기에 적절하지 않은 문제점을 갖는다.

또한, 기존의 머신비전 시스템의 경우에는 단순한 표면을 촬영하여 불량여부를 검출하여 전체 제품에 대해서 불량을 측정하기 어려웠다.

따라서, 복수의 이미지를 합성하여 검사하는 시스템이 필요하게 되었다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 대한민국 등록특허 제10-1182768호(2012.09.13 공고)에 개시되어 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 다 채널 조명시스템으로 획득한 복수의 이미지를 합성하는 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템에 관한 것이다.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 실시예에 따르면, 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템에 있어서, 검사 대상에 빛을 쪼이기 위한 다채널 조명, 상기 빛이 쪼인 검사 대상을 촬영하기 위한 복수의 카메라, 그리고 촬영된 복수의 이미지를 실시간으로 합성하고, 상기 다채널 조명과 상기 복수의 카메라를 제어하기 위한 제어장치를 포함한다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 복수의 영상을 이용하기 때문에 촬영대상 물체의 흠집 또는 스크래치와 같은 결함을 손 쉽게 발견할 수 있다.

도 1은 영상 합성 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 합성된 영상을 나타낸 도면이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

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 있는 것을 의미한다.

그러면 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.

도 1은 영상 합성 시스템의 구성을 나타낸 도면이다.

도 1에서 나타낸 것처럼, 영상 합성 시스템은 다채널 조명(MULTI-ILLUMINATION), 복수의 카메라(AREA CAMERA) 및 제어장치를 포함한다.

먼저, 다채널 조명은 필라멘트 전구, 가스 방전 램프, 광섬유를 갖는 광원, 플래시 램프, 반도체 발광원 및 레이저 광원을 포함한다.

이때, 다채널 조명은 램버트 이미터(Lambert emitter)를 이용하여 검사대상에 빛을 방사한다.

램버트는 휘도의 단위로, 1㎠당 1루멘의 비율로 빛을 방사 또는 반사하는 임의 표면의 평균 휘도를 의미한다.

또한, 램버트 이미터의 경우 사선 각도의 코사인 함수에 따라 변경될 수 있다.

여기서, 복수의 조명은 "+"또는 "X"와 같은 십자형으로 배치되며, 십자 중심은 되도록 적도면에 수직으로 연장된 선상이다.

특히, 조명의 중심과 내부 표면의 거리는 20:80 또는 30:70로 배치된다.

다음으로, 복수의 카메라는 전자 카메라, CCD 및 CMOS 카메라를 이용하여 검사대상에 반사된 빛을 촬영하며, 배치된 구성에 따라 매트릭스 카메라와 라인 스캔 카메라로 분류된다.

여기서, 카메라는 검사대상이 되는 물체의 종류 및 크기에 따라 마이크로 렌즈, 매크로 렌즈와 같이 렌즈를 변경할 수 있다.

그러면, 제어장치는 촬영된 복수의 이미지를 실시간으로 합성하고, 다채널 조명과 상기 복수의 카메라를 제어한다.

도 2에서 나타낸 것처럼, 제어장치는 표면 반사율(albedo), 표면 기울기 및 표면의 높이에 해당되는 이미지를 각각 생성한다.

여기서, 획득된 이미지에 스크레치 또는 흠집이 있을 경우, 영상 합성 시스템은 검사물체를 불량으로 판단한다.

여기서, 제어장치는 복수의 이미지를 실시간으로 처리하기 위해 GPU(Grapic Processing Unit)를 이용한다.

이때, GPU는 병렬처리를 이용하여 영상정보를 처리하고 화면에 출력시키는 장비로 복수의 이미지를 실시간으로 처리하기 위해 사용된다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 복수의 영상을 이용하기 때문에 촬영대상 물체의 흠집 또는 스크래치와 같은 결함을 손 쉽게 발견할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명 되었으나 이는 예시적인 것이 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (1)

1. 포토메트릭 스테레오를 이용한 영상 합성 시스템에 있어서,
   검사 대상에 빛을 쪼이기 위한 다채널 조명,
   상기 빛이 쪼인 검사 대상을 촬영하기 위한 복수의 카메라, 그리고
   촬영된 복수의 이미지를 실시간으로 합성하고, 상기 다채널 조명과 상기 복수의 카메라를 제어하기 위한 제어장치를 포함하는 영상 합성 시스템.
   
   

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