KR920005243B1 - 영상에서 목적 패턴의 위치를 검지하는 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

영상에서 목적 패턴의 위치를 검지하는 방법

제1도는 목적 패턴과 기준 패턴의 예를 나타낸다.

제2a도는 본 발명의 실시예에 사용한 기준 패턴을 나타낸다.

제2b도는 목적 페턴의 위치가 제2a도의 기준패턴을 사용하여 검지한 휘도(brightness) 네이터에 의하여코드화한 상을 나타낸다.

제3도는 제2도의 영상이 암상태일때 얻어진 영상을 나타낸다.

제4a도는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸 도면이다.

제4b도는 다른 실시예에 사용한 2개의 기준패턴의 기하학적 혹은 위치관계를 나타낸 도표이다.

제5a도는 중래기술 방법에 사용한 탬플릿을 나타낸다.

제5b도는 종래기술에 사용한 2진 코드영상을 나타낸다.

본 발명은 영상에서 목적 패턴의 이치를 검지하는 방법에 관한 것으로, 특히, 적분회로의 표면의 패턴과같이 형상재생성이 좋은 목적패턴인식을 위해 알맞게 적용된 위치인식에 관한 것이다.

종래에 적분회로의 표면패턴의 위치는 소위 탬플릿 매칭매소드라는 것에 의해 검지되고, 검시된 형상을갖는 기준패턴은 탬플릿과 같이 사전등록된다. 영상은 텔레비젼 카메라에 의해 픽업되고, 픽업된 영상 각부의 괘턴은 2진코드이고. 그매 패턴의 2진 코드데이터는 둘 사이에 매칭이 가장 잘 얻어지는 위치를 검지하기 위해 탬플릿과 연속적으로 비교된다,

이리한 방법은 제5A도와 제5B도를 참조하여 더 상세히 설명한다. 제5A도는 검지되는 패턴이 숫자 "1"로화이트픽셀을 표기하고 숫자 "0"으로 블랙픽셀을 표기함으로서 2진 코드로 되는 탬플릿(51)을 나타낸다. 제5B도는 검사된 2진 코드영상(52)를 나타낸다. 통상적으로, 탠플릿(51)을 콤퓨터에서만 만들어지고, 제5A도에 나타낸 물체에는 실제적으로 형성되지 않는다. 그래서 이하에 설명한 절차는 콤퓨터에서 행해진다. 탬플릿(51)은 목적영상(52)의 좌측코너 끝단부에 졉쳐지고, 대면하는 픽셀 사이의 매칭상태가 검사된다.

"0"이"0"위에 겹쳐지거나 "1"이 "1"위에 겹쳐지면, 퍽셀이 서로 매치하는 것이 결정된다. 다음에는, 탬플릿(51)은 같은 식으로 검사를 위해 우측으로 한 픽셀씩 이동한다. 탬플릿(51)이 형상(52)의 오른쪽 코너 바닥으로 이동할 때까지 그러한 검사가 반복된다. 그후, 가장 높은 매칭비를 갖는 영역은 인식점으로써 정해진다. 영상(52)의 경우에 C로 지시된 영역은 가장 높은 매칭비(64등)를 갖고 있으므로 영역 C가 인식점으로서 검지된다, 달리 말하면, 영역 C는 목적패턴을 갓는다.

그러나 상기 방법은 물체의 밝기가 변화한다면, 또한 물체의 2진 코드상이 변화하여 인식에러로 된다는점에서 드로백(drawback)을 갖는다. 예를를면, 제5B도의 2진 코드 영상이 명조건하에 얻어진 물체가 그 2진 코드영상을 얻기위해 암조건하에 진행될때, 얻어진 2진 코드영상의 모든 픽셀은 "0"상태로 되고, "1"상태의 픽셀은 남지않는다. 그러므로, 매칭비는 어떤 위치에서도 같고, 결국 패턴의 위치가 결정될 수 없다. 상기 드로백은 검사체의 반사율을 변화시키거나 물체에 조명을 변화시킴으로서 발생한다.

본 발명은 종래 기술의 상기 결점을 해결하기 위해서 a)상기 패턴의 각 픽셀 값이 상기 백그라운드의 각픽셀 값과 다르고, 상기 패턴의 형상은 목적 패턴에 대응하고, 휘도(brightness) 혹은 선명도(gradation)에 관한 값을 갖는 하나 이상의 픽셀로 구성된 패턴과 백그라운드를 갖는 기준패턴을 준비하는 것과, b)상기상을 복수의 부분으로 분할하는 것과, c)상기 영역의 형상이 기준 패턴의 형상과 대응하고, 상기 2이상의부분을 갖는 영역을 임의로 선택하는 것과, d)상기 각 부분으로부터 휘도(brightness ; 이하생략) 데이터를얻는 것과, e)각 픽셀 값의 곱의 합과 픽셀에 대응하는 각 부분의 휘도 데이터를 얻는 것과, f) 상기 영역을 영상에서 또 다른 위치로 이동하는 것과, g)(d)단계에서 (f)단계를 반복하는 것과, h)최대값을 갖는 합이 얻어진 영역이 상기 목적 패턴을 포함하는 것이라고 결정하는 단계를 포함하는 것을 정하는 단계를 포함한다. 바람직한 실시예로, 최대값은 상기 얻어진 값중에서 가장 적은 값이다. 바람직한 실시예로, 상기 픽셀 값은 1,0 및 -1로 구성되고 상기 값의 총합은 제로이다.

본 발명은 a)상기 기군패턴의 각 부분이 특정부분으로 지정되고, 상기 패턴의 각 픽셀 값이 상기 백그라운드의 각 픽셀 값과 다르고, 상기 기준패턴이 상기 목적패턴에 대응하여 사전 선정된 기하학적이거나 위치적 관계를 갖고 배치될 때 형상은 상기 패턴으로부터 얻어지고, 상기 패턴과 백그라운드는 휘도에 관한 각각 값을 갖는 하나 이상의 픽셀로 구성되는 패턴과 백그라운드를 갖는 2이상의 기준패턴을 준비하는 것과, b)상기 위치관계를 저장하는 것과, c)상기 상을 복수개의 부분으로 나누는 것과, d)상기 영역의 형상이 기준패턴의 형상과 대응하고, 상기 2이상의 부분을 갖는 영역을 임의로 선택하는 것과, e)상기 각 부분으로부터 휘도데이터를 얻는 것과, f)기준패턴과 다른 기준패턴의 각 픽셀 값의 곱의 합과 픽셀에 대응하는 각 부분의 휘도데이터를 얻는 것과, g)상기 영역은 상기 영역에서 또 다른 위치로 이동하는 것과, h)(e)단계에서 (g)단계로 반복하는 것과, i)상기 기준패턴과 다른 기준패턴에 대해, 최대값이나 그 근사값을 갖는 합이얻어지는 2이상의 부분을 선택하는 것과, j)상기 특정부나 다른 특정부에 대응하는 선택된 각 부분의 위치로 얻는 것과, k)상기 얻어진 위치의 각 쌍에서 위치관졔를 얻는 것과,I)상기 저장된 위치관계에 가장 근사한 위치 관계를 갖는 쌍을 얻는 것과 m)상기 얻어진 쌍에 대응하는 영역이 상기 목적 패턴을 포함하는것이라고 결정하는 단계를 포함한다.

바람직한 실시예에, 최대값은 상기 얻어진 합중에서 가장 큰 값이다. 바람직한 실시예에, 최대값은 상기얻어진 합중에서 가장 적은 값이다. 바람직한 실시예에, 상기 픽셀 값은 1,0 및 -1로 구성되고, 상기 값의 총합은 제로이다. 여기서 설명된 본 발명의 목적은 1)영상이 암조건하에 얻어질때 조차도 위치가 정확하고안정적으로 검지되는 상으로 목적 패턴의 위치를 검지하는 방법을 제공하는 것과 2)영상이 반사율이 변화하는 물체로부터 얻어졌을 때 조차도 위치가 정확하고 안정적으로 검지되는 영상으로 목적패턴의 위치를 검지하는 방법을 제공하는 것과, 3)영상이 변화하는 조명하에서 얻어졌을 때 조차도 위치가 정확하고 안정적으로 검지되는 상으로 목적패턴의 위치를 검지하는 방법을 제공하는 것을 가능케 한다.

제1도는 본 발명의 실시예에 사용하는 기준패턴의 예를 나타낸다. 제1도에서 (a),(c) 및 (e)는 목적패턴 1a,1c 및 1e를 나타내고 (b),(d) 및 (f)는 목적패턴 1a,1c 및 1e에 각각 대응하는 기준패턴 1b,1d 및 1f를 나타낸다. 목적패턴 1a,1c 및 1e에서, 해칭부분은 고휘도의 약간 흰영역을 나타낸다. 기준패턴 1b,1d및 If는 64(=8×8)픽셀로 분할된다. 각 픽셀은 기준패턴 1b,1d 및 1f가 목적패턴 1a,1c 및 1e를 각각 나타내도록 휘도인자(1,0 혹은 -1)로 배치된다.

본 실시예에서 휘도인자는 고휘도부는 숫자 "1"로 저휘도부는 숫자 "-1"로 표기하여 강조하도록 한다. 고휘도부가 저휘도부가 저휘도부와 접하는 곳과 다른 위치에 있는 엘레멘트는 "1"의 숫자가 규격화의 결과로써 "1"의 숫자와 같도록 숫자 "o"으로 배치된다.

제2B도는 본 발명의 실시예에서 검사된 영상을 나타낸다. 제2B도의 영상(22)은 380(=20×19)부분으로 분할된다(이하 픽셀로 나타낸다). 각 픽셀은 휘도값이나 휘도데이터가 배치된다. 영상(22)에서, 휘도데이터는 21로부터 51까지 있다. 고휘도를 갖는 픽셀은 큰 수로 배치되고, 저휘도를 갖는 픽셀은 적은 수로 배치된다. 만일 영상(22)이 예를들면, 40의 값을 드래시홀드로 두고, 40보다 큰 값을 갖는 픽셀이 "1"로 지정되고, 40보다 적은 값을 갖는 픽셀이 "0"지정된다는 조건하에 2진 코드로 재형성된다면, 합성된 영상은 제5B도에 나타낸 영상(52)과 동일하게 될것이다.

제2B도의 영상(22)에서, 제2A도(제1도의 (b)에 나다낸 패턴(1b)와 동일임)에 나타낸 기준페턴의 위치검지방법을 설명한다. 먼저, 기준패턴(21)은 제2B도의 A로 나타낸 영상(22)위에 겹쳐지고, 그때, 영역 A의 각 부분의 값과 기준괘턴(21)의 각 픽셀 값의 곱의 합을 얻기위한 계산이 수행된다. 즉 i행과 j열에 위치한 각 픽셀의 휘도인자가 Mij로 표기되고(0으로부터 7까지에 걸쳐 i와 j) 영역 A에서 i행과 j열에 위치한각 픽셀의 휘도데이터는 Sij로 표기될때,(Mij·Sij)의 계산이 행해진다. 행해진 결과는 -4이다.

다음에, 영역은 1픽셀씩 우측으로 이동하고, 기준패턴(21)의 각 픽셀 가의 곱의 합을 얻기위한 계산과 새로운 영역의 각부값은 상기와 같은 식으로 수행된다. 상기 절차는 영역이 영상의 우측코너 바닥에 을매까지 반복되어, 결국 제2B도에 나타낸 영역 B로부터 얻어진 합이 가장 큰 1274로 된다. 본 실시예에서, 가장 큰합이 얻어진 영역이 인식점이다. 즉, 이 영역이 목적패턴을 갖는다. 그러므로 영역 B는 목적패턴을 갖는다는 것이 인식된다. 휘도가 변화하지 않는 영역에서, 얻어진 합은 제로이고, 목적패턴의 인식을 용이하게 한다. 이러한 것은, 규격화될때, 기준패턴(21)에서 픽셀 값의 총합이 제로가 된다는 사실에 의해 발생된다.

제3도를 참조하여, 검사된 영상이 암상태의 경우에 절차를 설명한다. 이러한 경우, 제3도에 나타낸 바와 같이 영상(22)의 각 필섹의 휘도데이터는 적고 적은 범위로 변화한다. 곱의 합을 얻기위한 계산이 상기와 같은 식으로 각 영역에서 행하여지고, 결국 영역 A로부터 얻어진 합은 -4이고 영역 B로부터 얻어진합은 302이다. 후자(302)는 제3도에 나타낸 영상(22)으로부터 얻어진 합중에서 가장 크다. 이와 같은 방법으로, 영상이 암상태에 있을때 조차, 영역 B가 목적패턴을 갖는 것은 쉽고 신뢰성있게 인식된다.

제1도의 (e)나 (c)에 나타낸 또다른 패턴이 검지될때, 절차는 제1도의 (b)나 (c)에 나타낸 바와 같이 또다른 기준패턴을 사옹하여 상기와 같은 식으로 행해진다.

또한, 본 발명은 2이상의 기준패턴을 사용하여 행하여진다, 이경우, 영상이 제4A도에 나타낸 유사패턴을 갖을때조차 검지는 쉽고 신뢰성있게 행하여진다. 2기준패턴을 사용하는 방법에서 제1A도에 나타낸 영상(41)으로부터 목적패턴을 검지하는 방법의 예는 제4A도와 제4B도를 참조하여 설명한다.

2기준패턴(42와 43)을 준비하고, 그들의 상부좌측코너는 특정점 a와 b로 지정한다. 특정점 a와 b간의 위치관계 r은, 2기준패턴(12와 43)이 위치관계 r에 따라서 배치될때, 2기준패턴(42와 43)의 조합은 목적패턴에 대응하도록 설정된다. 결정된 위치관계는 콤퓨터메모리에 저장된다. 그때, 곱의 합을 얻기위한 계산은, 기준패턴(42)에 대해 상기와 유사한 방법으로 가장 큰 두 값이 얻어지거나, 선택된 2영역에서 점 a에 대응히는 위치는 제4A도에서 A₁과 A₂로 표기된다. 그때, 기준패턴(43)에 대해 상기 건은 반복되고 선택된 2영역에서 점 b에 대응하는 위치는 제4A도에서 B₁과 B₂로 표기된다. 점 A₁,A₂,B₁및 B₂사이의 r₁내지 r₄는 얻어지고, 사전에 저장된 위치관계 r과 비교되어, 결국 위치관계 r₃는 사전저장된 위치관계 r에 가장 근사한 것이된다. 위치관계 r₃을 갖는 점 A₂와 B₁에 대응하는 영역은 목적패턴을 갖는 영역으로시 인정된다. 위치관계 r은 각과거리를 시용하거나 이들 2의 조합에 의해 지정된다.

상기 실시예에, 기준패턴의 각 픽셀의 휘도인자는 가장 큰 곱의 합이 목적패턴을 갖는 영역에서 얻어지도록 정해진다. 이와는 달리, 휘노인자는 가장 적은 곱의 합이 목적패턴을 갖는 영역에서 얻어지도록 정해진다.

Claims (8)

1. 영상에서 목적패턴이 위치를 검지하는 방법은 a)상기 패턴의 각 픽셀의 값이 상기 백그라운드의 각픽셀의 값과 다르고, 상기 패턴의 형상은 목석물 패턴에 대응하고, 휘도에 관한 값을 갖는 하나 이상의 픽셀로 구성된 패턴과 백그라운드를 갖는 기준패턴을 준비하는 것과, b)상기 영상을 복수의 부분으로 분할하는 것과, c)상기 영역의 형상이 기준패턴의 형상 대응하고, 상기 2이상의 부분을 갖는 영역을 임의로 선택하는 것과, d)상기 각 부분으로부터 휘도데이터를 얻는 것과, e)각 픽셀 값의 곱의 합과 픽셀에 대응하는 각 부분의 휘도 데이타를 얻는 것과, f)상기 영역을 상에서 또다른 위치로 이동하는 것과, g)(d)단계에서 (f)단계를 반복하는 것과, h)최대값을 갖는 합이 얻어진 영역이 상기 목적패턴을 포함하는 것이라고 결정하는 단계를 포함한다.
2. 제1항에 있어서, 상기 최대값은 상기 얻어진 합중에서 가장 큰 것이다.
3. 제1항에 있어서, 상기 최대값은 상기 얻어진 합중에서 가장 적은 값이다.
4. 제1항에 있어서 상기 픽셀 값은 1,0 및 -1로 구성되고 상기 값의 총합은 제로이다.
5. 영상에서 목적패턴의 위치를 검지하는 방법은 a)상기 기준패턴의 각부분이 특정부분으로 지정되고, 상기 패턴의 각 픽셀 값이 상기 백그라운드의 각 픽셀 값과 다르고, 상기 기준패턴이 상기 목적패턴에 대응하여 사전결정된 기하학적이거나 위치적관계를 갖고 배치될때 형상은 상기 패턴으로부터 얻어지고, 상기 패턴과 백그라운드는 휘도에 관한 각각 값을 갖는 하나 이상의 픽셀로 구성되는 패턴과 백그라운드를 갖는 2이상의 기준패턴을 준비하는 것과, b)상기 위치 관계를 저장하는 것과, c)상기 상을 복수개의 부분으로 나누는 것과, d)상기 영역의 형상이 기준패턴의 형상과 대응하고, 상기 2이상의 부분을 갖는 영역을 임의로 선택하는 것과, e)상기 각 부분으로부터 휘도데이터를 얻는것과, f)기준패턴과 다른 기준패턴의 각 픽셀값의 곱의 합과 픽셀에 대응하는 각 부분의 휘도데이터를 얻은 것과, g)상기 영역을 상기 상에서 또다른 위치로 이동하는 것과, h)(e)단계에서 (g)단계로 반복하는 것과, i)상기 기준패턴과 다른 기준패턴에 대해, 최대값이나 최대값의 근사값을 갖는 합이 얻어지는 2이상 부문을 선택하는 것과, j)상기 특정부나 다른 특정부에 대응하는 선택된 각 부분의 위치를 얻는 것과, k)상기 얻어진 위치의 각 쌍에서 위치관계를 얻는것과, 1)상기 저장된 위치 관계에 가장 근사한 위치 관계를 갖는 쌍을 얻는 것과, m)상기 얻어진 쌍에 대응하는 영역이 상기 목적패턴을 포함하는 것이라고 결정하는 단계를 포함한다.
6. 제5항에 있어서, 상기 최대값은 얻어진 합중에서 가장 큰 값이다.
7. 제5항에 있어서, 상기 최대값은 얻어진 합중에서 가장 적은 값이다.
8. 5항에 있어서, 상기 픽셀 값은 1,0 및 -1로 구성되고 상기 값의 총합은 제로이다.

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