KR890003986B1 - 영상처리를 위한 체인 코드 추출회로 - Google Patents

영상처리를 위한 체인 코드 추출회로 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

영상처리를 위한 체인 코드 추출회로
제1도는 본 발명에 따른 블럭도.
제2도는 본 발명에 따른 제1도의 처리장치(50)의 상세 블럭도.
제3도는 윈도우내의 픽설 예시도.
제4도는 체인코드 벡터 예시도.
제5도는 본 발명에 따른 제2도의 윈도우 추출회로(41) 및 제어 및 클럭 발생회로(43)의 구체회로도.
제6도는 본 발명에 따른 제2도의 체인코드 발생 및 저장회로(42)의 구체회로도.
제7도는 본 발명에 따른 제2도의 윈도우에 의한 메모리 어드레스 지정회로(45)의 구체회로도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 비디오 카메라 20 : 아나로그/디지탈 변환기
30 : 2치화회로 40 : 영상메모리
50 : 처리장치 60 : 호스트컴퓨터
본 발명은 2차원 영상처리장치에 관한 것으로, 특히 물체의 경계 및 특징을 추출하기 위해 체인 코딩(Chain Cording)에 의한 방식으로 하드웨어로 구성하여 실시간(Real Time)의 속도로 체인코드값을 검출하여 특징 추출이 가능한 회로에 관한 것이다.
일반적으로 1차원 영상 처리에서 물체의 경계 및 특징을 추출하기 위해 보편적으로 흔히 사용하는 방법중의 하나가 2진 영상에서의 체인 코딩이다. 종래의 상기한 체인 코딩 방식은 주로 소프트웨어(Software)로서 처리해 왔던 것으로 처리속도가 늦은 시간적인 문제 및 컴퓨터의 메인(Main) 메모리 용량의 한계에 제한을 받아 왔었다.
따라서 본 발명의 목적은 체인 코딩 방식을 하드웨어에 의해 실시간으로 처리하여 특징 추출 속도를 향상시키고 영상 처리 여러 분야에 쉽게 응용할 수 있는 회로를 제공함에 있다.
이하 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제1도는 본 발명에 따른 블럭도로서 이미지가 비디오 신호로 출력되는 비디오 카메라(10)와, 상기 출력 비디오 신호를 그레이(Gray)레벨을 갖은 영상으로 치환하는 아나로그/디지탈 변환기(20)와, 알고리즘을 단순화하기 위한 목적으로 사용자에 의한 계산된 드레쉬 홀드 값에 의해 2진 영상으로 환원시키는 2치화 회로(30)와, 상기 2치화회로(30)의 출력값을 저장하는 영상메모리(40)와, 상기 영상 메모리(40)의 저장된 정보를 사용하여 2진 영상의 체인코드를 얻어 물체의 경계방향을 나타내는 처리장치(50)와, 상기 처리장치(50)에서 얻은 체인코드에 의해 특징을 검출하여 물체를 인식할 수 있는 호스트 컴퓨터(60)로 구성된다.
상기 구성에 다른 본 발명의 일실시예는 이미지가 비디오 카메라(10)를 통과하면 비디오 신호로 바뀌며 이 신호가 아나로그/디지탈 변환기(20)를 통해그레이 레벨을 갖는 영상으로 치환된다. 이때 배경과 구별되는 물체의 경우 속도를 증가시키고 알고리즘을 단순화하기 위한 목적으로 사용자에 의해 계산된 드레쉬 홀드값에 의한 2진 영상으로 2치화 회로(30)에서 환원되며 영상메모리(40)에 순차적으로 저장된다.
이때 영상메모리(40)의 크기에 따라 해상도는 256×256 또는 128×128로 결정되게 한다.
상기에서 저장된 영상정보를 사용하여 처리장치(50)에서는 이 2진 영상의 체인코드를 발생하여 물체의 경계방향을 나타내며 호스트 컴퓨터(60)에서 물체의 특징을 검출한 후 물체의 인식을 하게 된다.
제2도는 본 발명에 따른 제1도 처리장치(50)의 상세 블럭도로서 제1도의 영상메모리(40)의 저장된 영상 정보 데이타의 한 픽설씩 스켄하여 각 픽설의 윈도우를 얻어내는 윈도우 추출회로(41)와 상기 윈도우 추출회로(41)에서 얻은 각 픽설로부터 경계 윈도우의 벡터(Vector)값을 검토한 후 저장하는 체인코드 발생 및 저장회로(42)와, 상기 체인코드 발생 및 저장회로(42)에서 구한 벡터값에 의해서 다음 윈도우가 결정되므로 그에 해당하는 어드레스를 발생하는 메모리 어드레스 발생회로(45)와, 시스템의 인니셜 및 리세트 신호와 클럭신호를 발생하는 제어 및 클럭발생회로(43)와, 상기 경계점 추출시 시작되는 점을 기억하고 있다가 경계를 돌아 다시 시작되는 점으로 돌아오는가를 표시하는 엔딩(Ending) 회로(44)로 구성된다.
그리고 상기에서 상술하지 않은 참조번호 40은 제1도와 동일하다. 제3도는 윈도우내 픽설을 나타낸 예시도이고, 제4도는 체인코드 벡터를 나타낸 예시도이다. 상술한 제2-4도의 도면에 의한 본 발명의 일실시예는 영상 메모리(40)의 저장된 영상 정보의 데이타를 한 픽설씩 스켄하다가 만일 픽설값이 "1"(Object)일 경우에는 제3도와 같이 3×3윈도우로써 경계를 추적하게 된다.
따라서 윈도우 추출회로(41)는 상기 3×3윈도우의 각 픽설을 얻어 체인 코드발생 및 저장회로(42)에서 경계 윈도우 제4도의 벡터값을 검토한 후 이것을 기록 저장한다.
상기에서 구한 체인 코드 벡터 값에 의해서 다음 윈도우가 결정됨으로해서 메모리 어드레스 지정회로(45)는 벡터값을 받아 그에 해당하는 어드레스를 다음 메모리에 전달한다. 그리고 엔딩 회로(44)는 경계 추출시 시작되는 점을 기억하고 있다가 경계를 돌아 다시 시작되는 점으로 돌아오는가를 조사하며 제어 및 클럭발생회로(43)은 본 발명의 전체 시스템에 클럭 및 제어신호(Inital Reset)를 공급한다.
제5도는 본 발명에 따른 제2도의 윈도우 추출회로(41)의 제어 및 클럭발생회로(43)의 구체회로도로서 501-503, 505-506, 508-509는 1비트 쉬프트레지스터, 504, 507는 254비트 쉬프트레지스터, 510은 플립플롭, 511은 제어신호 및 클럭 발생회로이며, 1비트 쉬프트 레지스터(501-503), (505-506), (508-509), 254비트 쉬프트레지스터(504, 507)로 구성된 부분이 윈도우추출회로(41)에 대응하고, 플립플롭(510), 제어신호 및 클럭발생회로(511)이 제어 및 클럭발생회로(43)에 대응된다.
상술한 제5도에 의거하여 본 발명의 실시예를 설명하면 사용자에 의해 제어 및 클럭발생회로(511)에 단자(513)를 통해 시작신호가 인가되면 단자(515)로 리세트 신호가 발생되어 1비트 쉬프트 레지스터(501-503), (505-506), (508-509), 254비트쉬프트레지스터(504, 507)와 플립플롭(510)에 인가되어 리세트 된다.
다음 영상메모리(40)로 부터 각 픽설값을 출력단(Out)을 통해 1비트 쉬프트레지스터(501-503)에 입력되면 윈도우 픽설(제3도)의 픽설(SR6, SR7, SR8)이 발생되고, 254 비트 쉬프트 레지스터(504)와 1비트 쉬프트레지스터(505-506)를 거치면 픽설(SR5, SR0, SR4)이 발생되며, 254비트 쉬프트레지스터(507), 1비트 쉬프트 레지스터(508, 509)를 통과하면 픽설(SR1, SR2, SR3)가 순차적으로 발생된다.
결국 제3도와 같은 모양의 윈도우가 모두 발생하게 된다. 제6도는 본 발명에 따른 제2도의 체인코드 발생 및 저장회로(42)의 구체회로도로서 SR1-SR8은 윈도우 픽설로 제5도의 윈도우 추출회로(41)에서 발생된 신호이고, 601-608은 오아게이트, 609는 엔코더, 610은 메모리이고, 단자(611)은 상술한 제5도의 제어 및 클럭발생회로(511)의 인니셜 출력(514)의 신호 입력단이다.
제7도는 본 발명에 따른 제2도의 메모리 어드레스 지정회로(45)의 구체회로도로서 701-704, 706, 708은 오아게이트, 710-713은 디형플립플롭, 714-715는 카운터분주기, 705, 707, 709는 앤드게이트, 716은 노아게이트, 717는 어드레스 변환기이며, 단자(718)는 인니셜 신호단, 단자(719)는 리세트, 단자(720)은 클럭 신호 입력단이다.
제8도는 본 발명에 다른 제2도의 엔딩 회로(44)의 구체회로도로서 801, 802는 카운터분주기이고, 805, 810은 비교기이며, 803, 807은 병렬 입력 병렬출력 레지스터이고, 804, 809는 버퍼, 806, 808은 인버터, 811은 오아게이트이며, 단자(813, 814)는 메모리로 가는 신호이고, 단자(815)는 인니셜단이다.
상술한 제6, 7, 8도에 의거하여 본 발명의 구체적 일실시예의 동작을 상세히 설명하면 상세한 동작은 2가지 경우로써 설명한다.
첫째 경우는 배경을 스켄하는 과정이고, 두번째 경우는 물체를 검출(Detection)하여 외각선을 트랙킹(Tracking)하는 과정이다.
상기에서 배경을 스켄하는 첫째경우는 2진값이 "로우"로써 제5도의 윈도우 추출의 픽설(SR0)값의 "로우"가 플립플롭(510) 입력(in)에 인가하여 플립플롭(510)의 출력(Out)이 제어 및 클럭발생회로(511)에 입력된다.
이때 제어 및 클럭발생회로(511)의 출력이 인니셜(514)의 값을 "로우"로 유지한다. 이 경우 제6도의 체인 코드 발생 및 저장 회로에서는 메모리(610)의 기입/독출단(514)이 "로우"가 되므로 독출 모드가 되어 체인 코드값이 저장되지 않으며 또한 제7도의 인니셜 입력단(718)은 "로우"가 되어 카운터 분주기(714)(715)를 사용하여 영상 데이타의 X 및 Y좌표(Coordinate)를 표시한다. 다음에 배경을 스캔할 시에는 한 라인을 스켄한 후 다음 라인을 순차적으로 스켄하므로 해서 X좌표를 나타내는 카운터 분주기(714)는 단자(718)의 인니셜 신호에 의해 오아게이트(706)의 출력을 "하이"로 하므로 카운터 분주기(714)는 계속 상승되고 카운터 분구기(715)는 계속 현재값을 가지고 있게 된다.
상기 카운터분주기(T14)가 계속 증가되어 다시 모든값이 "로우"가 될때 노아게이트(716)의 출력에 의해 카운터 분주기(715)는 상승(Up)모드로 1씩 증가한다. 이렇게 하여 스켄시 X 및 Y좌표를 기억하고 있으며 어드레스 변환회로(717)에 의해 다음 어드레스가 영상메모리(40)에 보내진다.
두번째 경우인 물체 검출 및 외각선 추적시 첫번째 경우처럼 라인을 계속 추적한다. 제5도의 윈도우 픽설(SR0)이 "하이"가 되면 물체를 만났다는 것을 감지할 수 있게 된다. 이때 제5도의 플립플롭(510)의 출력단(Out)의 출력신호가 제어 및 클럭발생회로(511)에 인가하여 단자(514)의 인니셜 값을 "하이"로 세트한다. 이때 제6도의 메모리(610)의 기입/독출 모드단(514)는 기입모드로 변환되고 외각선을 향한 체인코드 값은 윈도우픽설(SR0)을 중심으로 제4도와 같이 8방향 이웃(neighbor) 윈도우픽설(SR1-SR8)이 "하이"에서 "로우"로 변해 그에 대응하는 벡터값은 오아게이트(601-608)의 출력단에 "하이"로써 출력되며 엔코더(609)에 의해 메모리(610)에 체인(Chain)값이 저장된다.
제7도의 오아게이트(701-704)의 입력에는 제6도 오아게이트(601-608)에서 출력된 벡터값이 엔코딩 되어 저장되어 이 체인코드 값을 이용하는 것으로 다음으로 이동될 윈도우를 결정하게 된다. 여기서 단자(708)의 인니셜 신호가 "하이"이므로 카운터 분주기(714, 715)에 의해 벡터 방향의 X 및 Y 좌표가 감소 및 증가를 카운터분주기(715, 714)의 상승(Up) 하강(Down)에 의해 결정하며 어드레스 변환회로(717)에서 어드레스로 변환한다. 이 변환된 어드레스가 다음 윈도우에 해당하는 픽설이 순차적으로 출력된다.
배경을 스캔하는 첫번째 경우에서는 인니셜 값이 "로우"이므로 해서 인버터(806)(808)에 의해 "하이"가 되어 병렬입력 병렬 출력 레지스터(803, 807)의 인에이블 단자(E)가 세트되어 각 X-Y 좌표를 병렬 입력 병렬 출력 레지스터(803, 807)가 가지고 있다가 인니셜 값이 "로우"에서 "하이"로 변할때 계속해서 시작포인트를 각각 버퍼(804)(809)에 기억하게 된다. 그리고 상기 두번째 경우의 인니셜 값에 의해 비교기(805, 810)는 동작을 계시하여 X-Y좌표에 해당하는 값이 추적중에 일치될 경우 오아게이트(811)의 출력은 "하이"가 되어 이것이 사용자에게 트랙킹이 끝났다는 신호를 인터럽터 신호로 호스트 컴퓨터(60)에 인가한다.
상술한 바와같이 이미지 프로세싱에서 2진 영상의 둘레를 검출할 수 있다. 즉 소프트웨어로서 처리될 경우 타임을 저장시킬 수 있도록 하드웨어로 처리할 수 있으며 물체의 특징을 추출하는데 유용한 체인 코드를 실시간용으로 구성함으로해서 영상 인식용 분야에 널리 응용가능한 이점이 있다.

Claims (2)

  1. 이미지가 비디오 신호로 출력되는 비디오 카메라(10)와, 상기 출력 비디오 신호를 그레이 레벨을 갖은 영상으로 치환하는 아나로그/디지탈변환기(20)와, 알고리즘을 단순화하기 위한 목적으로 사용자에 의한 계산된 드레쉬홀드 값에 의해 2진 영상으로 환원시키는 2치화회로(30)와, 상기 2치화회로(30)의 출력값을 저장하는 영상메모리(40)를 구비한 영상처리장치에 있어서, 상기 영상메모리(40)의 저장된 정보를 사용하여 2진영상의 체인코드를 얻어 물체의 경계방향을 나타내는 처리장치(50)와, 상기 처리장치(50)에서 얻은 체인 코드에 의해 특징을 검출하여 물체를 인식할 수 있는 호스트컴퓨터(60)로 구성함을 특징으로 하는 영상처리를 위한 체인코드 추출회로.
  2. 제1항에 있어서, 처리장치(50)가 영상메모리의 저장된 영상 정보 데이타를 한 픽설씩 스켄하여 각 픽설의 윈도우를 얻어내는 윈도우 추출회로(41)와, 상기 윈도우 추출회로(41)에서 엽은 각 픽설로 부터 경계 윈도우의 벡터 값을 검토한 후 저장하는 체인코드 발생 및 저장회로(42)와, 상기 체인코드 발생 및 저장회로(42)에서 얻은 벡터값에 의해서 다음 윈도우가 결정되므로 그에 해당하는 어드레스를 발생하는 메모리 어드레스 발생회로(45)와, 시스템의 인니셜 및 리세트 신호와 클럭신호를 발생하는 제어 및 클럭발생회로(43)와, 상기 경계점 추출시 시작되는 점을 기억하고 있다가 경계를 돌아 다시 시작되는 점으로 돌아오는가를 조사하는 엔딩회로(44)로 구성함을 특징으로 하는 회로.
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