KR920005855B1

KR920005855B1 - 사상에 의한 정보추출

Info

Publication number: KR920005855B1
Application number: KR1019850002494A
Authority: KR
Inventors: 유스께 야스까와; 스스무 가와까미; 다까시 우찌야마; 야스시 이나모또
Original assignee: 후지쓰 가부시끼가이샤; 야마모또 다꾸마
Priority date: 1984-04-13
Filing date: 1985-04-13
Publication date: 1992-07-23
Also published as: ES542188A0; NO174125C; US4736436A; EP0165086B1; EP0345912A3; KR850008226A; EP0165086A2; CA1232360A; EP0345912A2; EP0165086A3; NO851470L; NO174125B; ES8609699A1; DE3584794D1

Abstract

내용 없음.

Description

사상에 의한 정보추출

제1도 내지 제8도는 본 발명에 의한 정보추출장치에서 구면투영을 사용하는 구면사상 원리의 설명도.

제9도는 본 발명에 의한 구면사상을 사용한 정보추출장치의 기본 처리도.

제10도 내지 제13도는 본 발명에 의한 정보추출장치에 사용된 사상함수의 산출에 대한 예시도.

제14도 내지 제18도는 사상함수의 데이타의 발생 및 기억의 예시도.

제19도는 본 발명에 의한 정보추출장치에 사용된 사상 프로세서의 일례를 나타내는 도.

제20도는 사상 프로세서가 적용되는 시스템의 일예로서 3차원 측정시스템을 나타내는 도.

제21도 내지 제23도는 본 발명에 의한 정보추출장치에 사용된 텔레비젼 카메라의 예시도.

제24도 내지 제26도는 하우(Hough) 변환에 의한 사상이 사용되는 일실시예의 예시도.

제27도 및 제28도는 하우변환에 사상함수의 데이타에 대한 발생 및 기억의 예시도.

제29도는 사상함수에 대역폭을 제공하는 문제의 예시도.

제30도 내지 제37도는 대역폭이 사상함수에 주어지는 일실시예의 예시도.

제38도 내지 제40도는 대역폭 및 억압영역이 사상함수에 주어지는 일실시예의 예시도.

제41도 내지 제43도는 대역폭이 적용되는 사상함수의 산출 과정도.

제44도 및 제45도는 대역폭 및 억압영역이 주어지는 사상함수의 산출 과정도.

제46도 및 제45도는 사상함수 메모리에 기억된 메모리 데이타의 예를 나타내는 도.

제48도는 대역폭 및 억압영역을 사상함수에 주기 위한 사상 프로세서의 일예를 나타내는 도.

제49도 내지 제52도는 대역폭 및 억압영역을 하우변환에 의한 사상함수에 나타내는 도.

제53도 및 제54도는 사상 프로세서의 구조에 대한 일예를 설명하기 위한 개략도.

제56도는 사상 프로세서의 예에 대한 프로그램의 실행순서의 예시도.

제56도, 제57도 및 제58도는 사상 프로세서의 예에 대한 동작의 흐름 챠트도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

26 : 수광소자 27 : 픽쳐메모리

28 : 좌표 변환 제어회로 33 : 구면

37 : 대원 41 : 가산기

40(1), 40(2), …40(n) : 대원 BOM

42(1), 42(2), …42(n) : 사상함수메모리

43 : 시프트 ROM, 변환 ROM 44 : 동심원 카운터

46 : 정규화회로 48a : 래치회로

48b : 가산기 49b : 슬라이스 레지스터.

본 발명은 사상에 의해 픽쳐 정보을 추출하기 위한 정보추출장치에 관한 것이다. 본 발명에 의한 장치는 직선의 존재, 직선의 교차 및 직선 또는 평행선의 3차원 방향과 같은 픽쳐에 관한 정보를 얻는데 사용될 수 있다. 이러한 정보는 산업로보트에 의한 패턴인식의 경우와 같이 물체의 패턴인식용으로 사용된다.

일반적으로 물체의 패턴정보를 얻기 위해 물체의 영상이 TV카메라와 같은 영상장치에 의해 얻어지며, 이 영상은 전기적으로 처리되고 영상처리의 결과로부터 정보가 추출된다.

정보추출에 대한 종래기술 방식중 하나는 하우(Hough) 변환방식이며, 이 방법은 물체로부터의 영상에서 직선 또는 선분의 추출가능성이 향상되었다.

하우변환방식에서 영상평면의 x-y 평면에서 점(x₁, y₁) 좌표는 파라미터 평면의 θ-ρ평면에서 정현파의 형태, 즉, ρ=x₁, cpsθ+y₁, sinθ의 사상함수로 변환된다. 픽쳐 평면에서 직선상의 점에 해당하는 정현파는 파라미터 평면의 두 점에서 교차한다. ρ의 양수 값만이 고려될 경우, 상기 언급한 정현파는 단일점에서 교차한다. 파라미터 평면에서 교차점의 각(θ₀)과 높이(ρ₀)는 영상 평면에서 원점으로부터 직선까지 수직선의 길이 및 수직선의 각을 나타낸다. 이것으로부터, 영상 평면상의 직선에 대한 정보가 각도(θ₀)와 높이(ρ₀)의 얻어진 데이타를 사용해서 추출될 수 있다. 또한 중단 또는 왜곡을 갖는 직선을 재생하는데 이러한 추출정보를 사용할 수 있다.

그러나, 종래 기술인 하우변환방식에서 모든점에 대응하는 사상함수를 얻는 것이 필요하다. 사상함수가 얻어져야 하는 점의 수는 상당히 크다. 그러므로, 이러한 사상함수가 점 대 점 방식에서 계산에 의해 얻어질 경우 상당히 오랜시간이 걸리게 된다. 따라서 고속으로 정보를 추출하는 것은 어렵게 된다.

물체의 3차원 측정을 위한 종래 기법에서는 공간에 존재하는 선 또는 평면의 3차원 방향을 검출하기 위한 방식, 소멸점을 사용하는 방식, 및 쌍 시각방식이 있다. 그러나, 이러한 종래 기술방식은 제한된 측정조건하에서만 사용될 수 있다.

본 발명의 목적은 사상처리를 사용해서 비교적 고속으로 픽쳐정보를 추출할 수 있는 향상된 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 공간에 존재하는 단일선 또는 단일평면의 3차원 방향의 검출용으로 사용될 수 있는 향상된 정보추출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 선분, 직선의 교점 및 평행선의 3차원 방향의 존재의 검출용으로 사용될 수 있는 향상된 정보추출장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 기본특성에 의해 당해(當該) 평면에서 픽쳐의 정보를 사상(mapping)에 의하여 추출하는 정보추출장치에 있어서, 당해 평면상의 점의 좌표치를 당해 평면상의 점에 대응하는 구면(球面)상의 점의 좌표치로 변환하는 좌표변환 수단 ; 대원(great circle)의 각각이 구의 중심과 구면상의 당해점을 연결하는 반경에 수직이며 구의 중심을 포함하는 평면과 구면의 교선으로 정의되는 상기 대원에 구면상의 점을 사상하는 사상수단 ; 사상수단에 의하여 얻어진 점의 좌표치의 사상함수 데이타에 기하여 당해 평면상의 픽쳐정보를 추출하는 정보추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특성에 의해 사상에 의하여 당해 평면상의 픽쳐정보를 추출하는 정보추출장치에 있어서, 당해 평면상의 점의 좌표치를 당해 평면상의 점에 대응하는 구면상의 점의 좌표치로 변환하는 단계 ; 구면상의 점을 대원 각각이 구의 중심과 구면상의 당해점을 연결하는 반경에 수직이며 구의 중심을 포함하고 있으며 평면과 구면의 교선에 의하여 정의되는 상기 대원에 사상하는 단계 ; 사상단계에서 얻어진 점의 좌표치의 사상함수에 기하여 당해 평면상의 픽쳐정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 특징에 의해, 당해 평면상의 픽쳐정보를 사상에 의하여 추출하는 정보추출방법에 의하여, 당해 평면상에 기준점을 설정하는 단계 ; 설정된 기준점의 사상함수의 데이타를 획득하여 기억하는 단계 ; 기준점에 대하여 당해 평면상의 점의 상대적 위치 데이타를 획득하는 단계 ; 사상 평면상의 좌표치로서 기준점의 사상함수를 획득된 당해 평면상의 점의 상대적위치 데이타만큼 시프트(shift)하는 단계 ; 기준점 사상함수의 시프트한 결과로부터 당해 평면상의 점의 사상함수를 획득하는 단계 ; 점의 좌표치의 사상함수 데이타에 기하여 당해 평면상의 픽쳐정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출방법이 제공된다.

본 발명에 의한 정보추출은 사상에 기초를 둔 것이다. 이것은 사상에 사용된 두 방식, 즉 구면사영 및 하우변환방식이다.

구면사영방식에서 구면상의 대원이 사상함수로서 사용되나, 하우변환방식에서는 하우변환 정현파가 사상함수로 사용된다. 각 방식에서, 해당 평면상의 점은 사상함수로 변환되고 얻어진 사상함수는 사상 평면에 쓰여지며, 직선의 존재 및 직선의 위치와 방향과 같은 해당 평면의 각 점에 내포된 정보는 직선의 교점과 같은 사상함수의 상호관계로부터 추출된다. 사상함수의 설정과정에서 각 점에 대한 사상함수를 설정하는 것이 필요하다. 사상함수의 설정은 사용하는 정보추출을 위한 대부분의 시간을 소비한다.

(구면사영을 사용하는 구면사상)

구면사영을 사용하는 구면사상의 원리가 제1 내지 제4도와 관련하여 설명된다. 구면사영을 사용하는 구면사상의 기본방법은 다음과 같다. 원(原) 픽쳐가 구면사영을 만들기 위해 구의 표면 위에 사영된다. 각 사영점에 대응하는 구의 표면상에 대원이 그려진다. 각 대원은 구의 표면 및 구의 표면상의 해당점과 구의 중심을 연결하는 반경에 수직이고 구의 중심을 포함하는 평면간의 교선에 의해 정의된다. 필요한 정보는 대원의 해당그룹 사이의 상호관계로부터 추출된다. 구면사상의 이러한 기본방법에 의해, 원 픽쳐의 점. 및 구의 중심을 포함하는 평면의 법선벡터가 얻어진다. 동시에, 선분이 추출될 수 있고 중단 또는 왜곡된 선분이 재생될 수 있다. 변환하는 사영에 대한 정보를 구의 표면상의 단일점으로 사상할 경우, 선형이동을 실행하는 점형식의 물체의 경로가 추출된다. 다수의 선분에 대한 사영을 구면상의 단일점으로 사상한 후 순서적으로 얻어진 사상점을 사상할 경우, 다수 선분의 교점이 재생된다.

제1도에서, 입방체(31)가 평면사영으로서 평면(32)으로 그리고 구면사영으로서 구면(33)으로 사영된다. 카메라가 구(33)의 중심에 위치한다고 가정하다.

통상적인 렌즈를 사용하는 카메라에 의해 찍혀진 사진은 평면(32)상의 평면사영 형태를 취하며, 반면에 어안 렌즈를 사용하는 카메라에 의해 찍혀진 사진은 구면(33)상의 구면사영 형태를 취한다.

구면사영에 대한 다음 설명에서, 구의 반경이 단위 길이로서 가정된다.

제2도에서와 같이, 유클리드 평면(35)상의 직선분(38)은 대원(37)의 일부로서 구면(33)위에 사영된다. 대원(37)은 구면(33)상에 직선으로서 정의될 수 있다. 평면(35)상의 "점"은 구면(33)상의 포울에 대응하며 그 포울은 구면(33)상의 점의로서 정해질 수 있다. 구면사영을 사용함으로써 구 기하, 특히 리이만의 비 유클리드 타원 기하가 유클리드 기하 대신 설정된다. 그러한 구면사영과 함께, 유클리드 평면(35)에서 평행선(38)의 사영은 유한 길이범위를 정하는 점(39)에서 구명(33)을 교차한다. 물론, 유클리드 평면(35)에서 교선(40)의 사영은 또한 구면(33)을 교차한다. 이와 같이, 구면사영과 함께, 무한거리에 있는 평행선의 교점은 구의 위도 및 경도에 의해 측정된다. 구면사영에 의한 이러한 측정은 구면사상에 의한 3차원 측정의 기본이다.

구면상의 대원과 같은 점대 선의 대응은 제3도에 예시되어 있다. 공간에서 점(P)은 구면사영에 의해 구면(33)상의 점(P')으로 사영된다. 선(1)과 같은 대원에 대한 점(P')의 사상은 구면사상에 의해 실행된다. 제3도에 표시되어 있듯이, 선(1)에 대한 점(P')의 사상은 구의 중심(O)과 점(P')을 연결하고 중심(O)을 포함하는 반경에 수직한 평면에 의해 잘려진 구면(33)상의 선으로 표시된다. 이러한 구면사상에 의한 구면(33)상의 선(1)에 대한 공간내의 점(P)의 대응이 달성된다. 구면사상에 의해 선 그룹에 의해 정해진 점대선의 대응은 제4도에 예시되어 있다. 공간내의 선(L)은 구면사상에 의해 구면(33)상의 선(L')으로 사영된다. 선(L)상의 점(P₁, P₂, P₃…)은 선(L')상의 점(P'₁, P'₂, P'₃…)으로 사영된다. 대원의 그룹인 선(1₁, 1₂, 1₃…)의 그룹에 대한 점(P'₁, P'₂, P'₃…)의 사상이 실행된다. 이러한 대원의 그룹은 구면(33)상의 두 점에서 교차하며, 그 점은 구(33)의 중심에 대해 대칭이다. 이러한 두 점은 이러한 두 점중 한 점에 의해 표시된다. 이러한 대표점은 "점(S)"으로 불리우며, 사상점으로서 사용된다. 선(L)에 대한 정보는 구면사상에 의해 점(S)으로 간략히 될 수 있다. 점(P₁, P₂, P₃…), (P'₁, P'₂, P'₃…) 및 선(1₁, 1₂, 1₃…)은 연속점 및 선으로 간주될 수 있다. 그러나, 점(P₁, P₂, P₃…), 점(P'₁, P'₂, P'₃…) 및 선(1₁, 1₂, 1₃…)은 실제로 광수신센서소자 또는 픽쳐메모리의 구조때문에 이산점 및 선이 될수도 있다.

구의 중심으로부터 점(S)으로의 벡터는 VEC(S)로 표시될 수 있다. VEC(S)는 선(L) 및 원점(O)을 포함하는 평면의 법선벡터이다.

중단 또는 왜곡된 선의 재생을 제5도와 관련하여 설명한다. 종종, 카메라에 의해 직혀진 픽쳐에서 잡음신호에 기인한 왜곡 및 배경에 기인하여 부분적으로 불투명 부분이 있다. 이러한 현상을 계수하기 위해, 선분은 구면사상을 사용하는 정보간이화에 의해 중단 또는 부분적으로 불투명 부분이 있다. 이러한 현상을 계수하기 위해, 선분은 구면사상을 사용하는 정보간이화에 의해 중단 또는 왜곡을 갖는 선분으로부터 재생된다.

이러한 방법을 제5도와 관련하여 설명하기로 한다. 공간에서 선분(LS₁)의 사상이 실행될때, 이러한 선분(LS₁)이 동일한 직선의 부분이라면, 중단 또는 왜곡이 존재하더라도, 이러한 선분의 구면사상점은 제5도의 왼쪽 예시도에 표시되어 있듯이 어떤 점(S)의 근방에 모이게 된다. 즉, 선분상의 점에 대한 사상함수인 대원은 점(S)의 근방을 통과한다.

여기서, 선분의 재생은 대원이 점(S)과 같이 가장 빈번히 모여지는 첨두점을 표시하고 얻어진 점(S)으로부터 선(L₂)으로 사상함으로서 실행될 수 있다.

움직이는 물체(이 경우에 있어서는 점이라고 가정)의 동작에 대한 검출을 제6도와 관련하여 설명하기로 한다. 예를들어, 사영상은 픽쳐 메모리에서의 소정 간격으로 순서적으로 기억된다. 그후에, 현 사영상 및 순간 진행 사영상간의 차가 얻어진다. 사영상의 변화는 이 방법에서는 추출될 수 있다.

구면(33)상의 사영상에서 변화가 추출될 경우, 변경된 사영점의 사상함수가 연속적으로 누적된다.

물체가 선형 동작을 수행할 경우, 어떤 점에서 사상결과 신호가 누적치는 증가한다. 이러한 누적의 첨두위치는 점(S)으로서 표시된다. 이때 제5도의 우측예시도에 표시된것과 같이 역(逆)사상이 수행된다.

이러한 역사상에 의해 구면(33)상의 이동점 물체의 사영점 경로는 추출될 수 있다. 또한 상기 언급한 방법에 의해 다수물체(점)의 이동을 동시에 검출하는 것이 가능하다. 물체(점)의 이동거리가 더 길면 길수록 첨두치는 더 크게되고 신호대 잡음비는 더 향상된다.

선의 교점은 제7도에서와 같은 비슷한 방식으로 재생될 수 있다. 선분(P)의 점(S)은 S(P)이며, 선분(Q)의 점(S)은 S(Q)이다. S(P)와 S(Q)를 통과하는 대원은 1이다. 대원을 포함하는 평면에 수직인 반경은 선(P')과 선(Q')의 교점을 통과한다. 선(P', Q')은 선(P, Q)의 구면(33)상의 사영이다. 제2사상은 제1사상후에 하므로, 선(P') 및 선(Q')의 교점은 점(S_S)으로 불리운다. 즉, 선분의 S점에 대한 연속사상에 의해, 교점(S_S)이 재생된다. 선분상의 점 정보는 점(S)에 누적된다. 대원(1)상의 S점 정보는 점(S_S)에 누적된다. 원(原) 선분을 구성하는 모든 점의 정보가 점(S_S)에 누적된다고 생각할 수 있다. 여기서, 높은 S/N비를 가진 교점의 재생이 달성될 수 있다. 상기 언급한 기법은 또한 3선이 한 점에서 교차하는 경우에 적용될 수 있다.

두 평행선의 경우를 제8도와 관련하여 설명하기로 한다.

그 평행선은 무한점에서 교차한다는 것을 알 수 있다. 통상의 방법에 의해 무한점을 얻는 것은 곤란하다. 그러나, 2차선의 경우와 마찬가지로 구면(33)상의 교점(S_S)을 얻는 것은 가능하다. 더욱이, 평행선 수가 증가함에 따라 더 높은 S/N비를 가진 교점의 재생이 수행될 수 있다.

점(S_S)이 실제로 평행선을 표시하느냐 하는 결정은 다음과 같이 수행된다. 평행선의 픽쳐를 찍는 카메라는 이동동작을 수행한다. 카메라의 이러한 이동동작에도 불구하고, 점(S_S)의 이동이 발생되지 않을 경우, 점(S_S)에 대응하는 선이 평행하다고 판단하게 된다. 카메라의 이러한 이동동작에 의해 점(S_S)의 이동이 발생할 경우, 점(S_S)에 대응하는 선은 평행하지 않는 것으로 판단된다.

그 결정은 한 카메라의 이동 대신에 두 카메라를 사용함으로써 비슷한 방식으로 수행될 수 있다. 이러한 카메라의 픽쳐로부터 얻어진 점(S_S)이 동일점일 경우, 그 선은 평행하다.

(구면사상의 기본방법)

본 발명의 일실시예에서 사용된 구면사상의 기본방법을 제9도와 관련하여 설명하기로 한다. 구면(33)상의 점(P)(실제로 구(33)에 대응하는 메모리)이 추출된다. 대원인 점(P)의 사상함수는 또 다른 구면(33')(실제로 구(33')에 대응하는 메모리)에 산출되고 쓰여진다. 대원(1₁, 1₂)의 교점(S)이 얻어진다. 교점(S)의 위치로부터 구면(33)상의 점 정보가 추출된다.

이와 같이, 선분의 추출과 재생이 제4도 및 제5도에 예시한 바와 같이 수행되고, 선분 및 평면의 교점에 대한 추출이 제7도 및 제8도에 예시한 바와 같이 수행된다.

(사상함수의 산출)

구면사상에 의해 정보추출을 수행하기 위해 구 표면상의 점(P₁)으로부터 사상함수(1₁)를 산출하는 것이 필요하다. 사상함수(1₁) (1₁, 1₂, 1₃…)는 점(P₁) (P₁, P₂, P₃…)에 대응한다. 대원에 대응하는 대원의 각 좌표세트에 대해 계산이 수행될 경우 상당한 시간이 걸리게 된다. 고속으로 사상을 달성하기 위해, 사상 평면은 속도를 증가시키고 더 작은 용량메모리를 사용하도록 특별히 구조되어 있다.

사상함수의 산출은 제10도 내지 제15도에 예시한 바와 같이 수행된다. 제10도의 구표면의 예시에서 사상평면, 즉 구면(33')은 동심의 위도선(r₁, r₂…r_n)에 의해 분할된다. 이러한 분할에 따라 제10도의 메모리사상 평면의 예시에서 사상 평면의 메모리는 동심원(r₁, r₂…r_n)에 의해 또한 분할된다. 이것은 사상 평면이 r 및 θ의 극좌표계로 표시된다는 것을 의미한다.

제11도에 표시되어 있듯이, 이러한 극좌표계에서, 점(P₁)과 같은 동심원에 위치한 점(P₂)의 대원(1₂)은 대원(1₁)으로부터 동심원의 중심(O) 주위로 회전한 대원이다. 대원의 이러한 회전각은 점(P₁)과 점(P₂) 사이의 각도와 같다. 이와 같이, 동일한 동심원상의 점에 대응한 단일 대원의 회전에 의해 얻어진다.

제12도에 나타나 있듯이, 반경 선(기준)은 기준점(P_ma)에 수반되는 기준선으로 선택되며, 이것은 동심원(r_m)과의 교점이다. 단일 대원(1_ma)으로부터 동심원상의 각(θ)에 위치한 점(P)(r,θ)에 대응하는 대원(1)은 기준 대원(1_ma)의 회전(θ)에 의해 얻어진다.

제13도의 기준선 및 기준 대원의 예시도에 표시되어 있듯이, 기준 대원(1_ma)의 패턴은 동심원(r₁, r₂, …r_n)과 대원(1_ma)의 교점을 등록함으로써 등록된다. 제13도의 기준 대원의 패턴에 대한 예시도에서, 기준 대원의 패턴은 r행(r₁, r₂…r_n) 및 θ열을 가진 양자화된 유니트의 메트릭스로 등록된다. θ열은 360°의 균등분할에 의해 정해진다. 양자화된 유니트의 매트릭스에서 해칭(a₄, a_n-1, b_n-1, a_n, b_n)을 가진 부분은 동심원과 기준대원의 교점에 대응한다. 실제의 메모리에서, 비트("1")는 양자화 유니트의 매트릭스에서 해칭을 갖는 부분에 기입된다. 제12도에 표시된 대원(1)의 패턴은 제13도에 표시된 양자화 유니트와 매트릭스에서 패턴을 θ방향으로 이동시킴으로써 얻어진다. 제13도의 일련의 대원에 대한 등록의 예시도에서, 대원은 기준점(P_ma)의 반경 즉, 동심원의 반경(r₁, r₂…r_n)에 의존해서 다른 모양을 갖는다. 대원(1_1a, 1_2a…1_na)은 동심원(r₁, r₂, …r_n)의 기준점(P_1a, P_2a… P_na)에 대응해서 등록된다.

픽쳐의 측면에 따르는 화소의 수가 대략 동심원의 수와 같은 "n"이고 대원을 등록하는데 필요한 비트수가 "q"일 경우, 대원을 등록하기 위한 읽기전용 메모리(ROM)의 용량은 "q×n"비트이다.

모든 점에 대한 대원의 모든 패턴이 등록될 경우, 모든 전 패턴을 등록하는데 필요한 ROM은 "q×모든점의 수"가 되어야 한다.

여기서, 제13도에 예시된 시스템에 사용된 메모리 용량은 상기 언급한 완전한 등록의 경우보다

만큼 감소된다.

제13도의 θ값에 대한 등록 예시도에 나타나 있듯이, 비트 패턴에 의한 등록 대신에 θ값에 의한 대원의 패턴을 등록하는 것은 가능하다. 동심원 원주가 17화소(비트)로 분할될 경우, 교점의 자표가 등록된다. 제13도에서, r₄용 좌표(10), r_n-1용 좌표(5, 13), 및 r_n용 좌표(4, 14)가 예시되어 있다. 이 관계에서, 예를들어 본 실시예의 최대 좌표치("17")보다 더 큰 불가능한 좌표치("20")는 새로운 좌표치로의 부주의한 좌표변환을 방지하기 위해 교점의 부재를 나타내도록 기입될 수 있다.

(사상함수에 대한 데이타의 산출 및 기억)

사상함수를 산출하고 기억시키기 위한 시스템의 일례가 제14도와 관련하여 설명된다. 제14도에 표시된 시스템은 대원을 위한 ROM(40), 가산기(41) 및 사상함수용 메모리(42)를 포함한다. ROM(40)은 제13도에 표시한 θ값에 의해 동심원의 기준점(P_1a, P_2a, … P_na)에 대응하는 대원의 패턴(S) 형태로 사상함수를 기억시킨다. 가산기(41)는 ROM(40)의 출력으로서 기준점에 대응하는 대원의 θ값에 해당점의 회전위치(θ_m)를 가산한다. 메모리(42)에, 기입어드레스신호가 공급되고 대원의 패턴이 기입된다.

제14도에 표시된 시스템의 동작은 다음과 같다.

점(P)의 좌표는 극좌표계의 형태, 즉 동심원(r_m)의 상의 기준점(P_ma)으로부터 회전위치(θ_m) 및 동심원의 위치(r_m)의 형태로 주어진다. r_m의 신호가 ROM(40)에 공급된다.

ROM(40)은 동심원(r_m)상의 기준점(P_ma)에 대응하는 대원에 대한 패턴(1_ma) 복구를 수행하며 대원의 패턴(1_ma)신호 및 대원 패턴(1_ma)과 동심원의 교점신호를 공급한다. 점(P)의 회전위치(θ_m)가 입력되는 가산기(41)는 동심원상의 교점위치(θ)에 회전위치(θ_m)의 가산을 수행하며 그 가산결과를 공급한다. 예를들어, θ_m은 제13도에 표시한 대원 패턴값에 가산된다.

상기 언급한 방법에서 대원 패턴 및 점(P)에 대응하는 대원을 동심원의 분할형태에서 사상함수용 메모리(42)로 기입이 수행된다. 이와 같이, 사상은 기준 대원을 기초로 ROM(40)에 의하여 점에 대응하는 대원을 산출하고 산출된 대원을 메모리(42)로 기입함으로써 수행된다.

사상함수를 산출하고 기억시키기 위한 시스템의 또 다른 예가 제15도와 관련하여 설명된다. 사상용 메모리(42)는 동심원(r₁, r₂…r_n)에 대응해서 분할된 동심원의 사상용 메모리(42(1), 42(2), …42(n))를 포함한다. 대원용 메모리(40)는 기준점(P_1a, P_2a, …P_na)에 대응하는, 동심원과 대원(1_1a, 1_2a, …1_na)의 교점에 따라 분할된 동심원의 대원용 메모리(40(1), 40(2), …40(n))로 구성된다. 예를들어, 동심원(r₁)과 대원(1_1a, 1_2a, …1_na)의 교점은 ROM(40(1))에 기억된다. 마찬가지로 ROM(40(2), 40(3), …(40(n))으로의 기억이 수행된다. 가산기(40)의 n유니트가 제공된다. 제15도의 시스템은 각 동심원마다 분할되고 세트된 제14도에 표시된 시스템으로 간주될 수 있다. 제15도에 표시된 시스템의 조작속력은 제14도에 표시된 시스템의 경우보다 n배이다.

사상함수를 산출하고 기억시키기 위한 시스템의 또 다른예가 제16도 및 제17도와 관련하여 설명된다. 여기서 동심원 및 회전위치를 사용하는 상기 언급한 시스템과 다른 분할이 사용된다. 제17도의 파트-1에 예시되어 있듯이, 기준선으로부터 동심원을 따르는 호(L)의 길이는 회전위치(θ)대신 사용되고 좌표(r, L)는 좌표(r, θ) 대신 사용된다.

제17도의 파트-2에 표시되어 있듯이, 화소의 길이(△x)는 모든 동심원에서 같다. 동심원의 폭(△ψ)이 상수로 선택될 경우, 각 동심원의 화소영역은 일정 해상도가 얻어지도록 하기 위하여 일정하게 된다.

제17도에 표시된 방법에 의해 사상함수를 산출하기 위한 시스템이 제16도에 표시되어 있다. 제17도체 표시된 시스템은 병렬계산을 활용한다. 제16도에 표시된 시스템에서 교점에 대한 상기 언급한 좌표는 회전위치 대신에 거리치(L)에 의해 대원 ROM(40(1), 40(2), …40(n))으로 등록된다. 점(P)의 좌표는(r_m, θ_m)의 형태로 주어진다. 회전위치(θ_m)는 거리(L₁)로 변환된다. 가산기(41(1), 41(2), … 42(n))는 회전위치의 가산 대신에 L과 L₁의 가산을 수행하고 사상함수 메모리(42(1), 42(2), … 42(n))용 기입어드레스를 제공한다. 사상함수메모리(42(1), 42(2), … 42(n))는 길이(L)에 따라 각 동심원에 대해 분할된다. 상기 언급한 병렬계산 대신에 직렬계산을 사용하는 것도 가능하다. 제17도에 표시된 바와 같이 상수(△ψ)가 실현될 수 없을 경우, 화소의 길이를 변화시킴으로써 각 화소의 영역을 일정하게 만드는 것은 가능하다. 메모리의 이러한 분할을 위한 시스템이 제18도에 예시되어 있다. 제18도의 예시에서, 화소의 영역은 동심원에 따라 화소(△x₁내지 △x₁)의 길이값을 변화시킴으로써 균일하게 된다.

(사상함수 프로세서의 예)

본 발명에 의해 정보추출장치용으로 사용된 사상함수 프로세서의 일예가 제19도에 표시되어 있다. 제19도에 표시된 시스템은 동심원 카운터(44), 동심원용 최고치를 위한 ROM(45), 대원 ROM(40), 시프트 ROM(43), 가산기(41), 정규화회로(46), 비존재 대원 검출회로(47a), 기입제어회로(47b), 래치회로(48a), 가산기(48b) ; 스위치(49a) 및 슬라이스 레지스터(49b)를 포함한다.

동심원 카운터(44)는 동심원(r₁, r₂…r_n)의 어드레스순서를 제공하고 이 제공된 어드레스를 대원 ROM(40) 및 시프트 ROM(43)과 같은 ROM에 공급한다. ROM(45)은 제16도 및 제17도에 표시된(r, L)의 좌표계에 대해 카운터(44)의 어드레스에 대응하는 동심원을 따라 회전방향의 길이에 대한 최고치를 기억한다. 회로(46)는 ROM(40)과 ROM(43)의 출력에 대한 합인 가산기(41)의 출력이 회전각에 의해 기준점으로부터 360°를 초과할 경우 정규화를 수행한다. 360°는 동심원의 최대 회전각이다.

회로(47a)는 대원 ROM(40)의 출력을 감시하고 ROM(40)의 출력이 최대치(460)를 초과하는 불가능치, 예를들어 512, 인 경우 기입금지신호를 공급한다. 회로(47b)는 회로(47a)의 기입금지신호에 의해 정규화회로(46)로부터 사상메모리(42)로 기입어드레스의 기입을 금지한다. 래치회로(48a)는 사상메모리(42)로부터 읽혀진 데이타를 래치시킨다. 가산기(48b)는 래치회로(48a)의 내용이 0과 다를경우 스위칭회로(43a)로부터 공급된 값의 가산을 수행하고 그 가산결과를 버스(BUS)를 통해 사상메모리(42)로 공급한다.

스위칭회로(49a)는 버스(BUS)로부터 점의 가중(W) 또는 가산된 값으로서 슬라이스 레지스터(49b)로부터 슬라이스값을 가산기(48b)에 선택적으로 공급하기 위한 스위칭을 수행한다. 슬라이스 레지스터(49b)는 사상메모리(42)의 첨두점을 검출하기 위한 슬라이스값을 기록한다.

제19도에 표시한 사상함수 프로세서의 동작을 이하 설명하기로 한다. 점의 좌표(r_m, θ_m) 및 이점의 가중이 주어진다. 동심원의 방향에서 좌표(r_m)가 ROM(40)에 공급되고 r_m에 대응하는 기준 대원(1_m)이 그에 따라 선택된다. 카운터(44)는 동심원의 어드레스를 순서적으로 공급하고 이 공급된 어드레스는 동심원 최고치 ROM(45), 대원 ROM(40) 및 시프트 ROM(43)에 공급된다. 동심원의 최고치는 ROM(45)으로부터 공급된다. 동심원과 기준 대원의 교점에 대한 좌표는 ROM(40)으로부터 공급된다. 거리(L_m)의 그룹중 동심원내의 시프트거리는 시프트 ROM(43)으로부터 공급된다.

가산기(41)는 ROM(40)으로부터의 교점 좌표를 ROM(43)으로부터의 시프트 거리에 가산시키며 그 가산 결규가 정규화 회로(46)에 공급된다. 정규화회로(46)는 ROM(45)으로부터의 최대치와 가산기(41)로부터의 값 사이의 비교를 수행한다. 가산기(41)로부터의 값이 최대치보다 더 작을 경우 정규화회로(46)는 기입어드레스로서 가산기(41)로부터의 값에 사상메모리(42)를 공급한다. 가산기(41)로부터의 값이 최대치보다 더 클 경우, 정규화회로(46)는 기입어드레스로서, "가산기의 값에서 최대치를 감한 값"을 사상메모리(41)에 공급한다.

교점의 좌표는 ROM(40)으로부터 회로(47a)로 공급된다. 회로(47a)가 교점의 좌표로서 상기 언급한 불가능 값을 검출할 경우, ROM(40)의 출력이 동심원과 아무런 교점을 갖지 않는 기준 대원을 표시하는 결정이 수행되며, 기입금지신호가 기입제어회로(47b)에 공급되게 되어 사상메모리(42)의 해당 기입어드레스로의 기입이 금지된다. 기입금지신호가 공급되지 않을경우, 사상메모리(42)의 해당 어드레스로의 기입이 수행된다.

기입위치의 내용이 사상메모리(42)로부터 읽혀지고 읽혀진 내용이 버스(BUS)를 경유하여 래치회로(48a)로 공급된다. 스위칭회로(49a)는 버스로부터 가중(W)를 선택하고 선택된 가중(W)를 가산기(48b)에 공급한다. 가산기(48b)는 가중(W)을 래치회로(48a)의 내용에 가산시키고, 그 가산결과가 버스(BUS)에 공급되어, 사상메모리(42)의 해당 기입위치로의 기입이 수행된다. 물론, 가중(W)은 어떤 가중이 그점에 할당되지 않을 경우 1과 같다.

이와 같이, 기준대원의 시프팅에서 생기는 대원은 일련의 동심원 및 동심원 카운터(44)의 출력인 동심원의 어드레스에 따라 사상메모리(42)로 기입되며 따라서 가중치를 갖는 대원의 기억이 수행된다. 점(P)에 대응하는 대원을 사상메모리(42)로의 기입이 완료된 후에, 다음점의 좌표와 가중치가 버스(BUS)를 통해 공급되고, 다음점에 대응하는 대원을 사상메모리(42)로 기입하는 것이 수행된다.

모든점에 대응하는 대원을 사상메모리(42)로 기입하는 것이 완료된 후에, 사상메모리(42)의 내용으로부터 첨두점을 조사가 수행된다. 첨두점은 상기 언급한 다수의 대원에 대한 교점이며 그 조사는 다음과 같이 수행된다.

스위칭회로(49a)는 슬라이스 레지스터(49b)로 스위칭되며 슬라이스 레지스터(49b)의 슬라이스 값은 가산기(48b)에 공급된다. 사상메모리(42)의 내용은 사상메모리(42)로부터 순서적으로 읽혀지며 버스(BUS)를 통해 래치회로(48a)로 공급된다.

래치회로(48a)에서 슬라이스값으로 래치되는 값의 가산은 가산기(48b)에서 수행된다. 가산기(48b)는 가산의 결과로서 과잉현상이 발생할 경우에만 캐리신호를 공급한다. 이러한 과잉상태를 제외하고 어떤 출력도 공급되지 않는다. 첨두점을 제외하고 어떤 캐리신호도 공급되지 않도록 하기 위하여 슬라이스 값이 선택된다. 그러므로 캐리신호는 첨두점에만 응해서 공급된다. 이와 같이, 가산 방법에서 슬라이스 동작이 수행된다.

가산기(48b)의 출력은 버스(BUS)를 통해 사상메모리(42)로 공급되며, 사상메모리(42)의 해당위치로 기입하는 것이 수행된다.

이와 같이, 첨두점에 대응하는 어드레스로 데이타("1")의 대치기입 및 나머지 어드레스로 데이타("0")의 대치 기입이 실행된다.

이와 같이, 데이타("1")의 제4도에 표시된 점(S)에 대응하는 사상메모리(42)의 어드레스에 기억되고, 데이타("0")는 사상메모리(42)의 나머지 어드레스에 기억된다. 점(S)을 얻음으로써 사상에 의한 정보추출이 달성된다.

사상프로세서가 적용되는 시스템의 예

물체에 대한 3차원 측정시스템을 사상에 의한 데이타추출 방법을 응용하여 설명한다.

제20도는 3차원 측정시스템의 일례의 블록도이다. 참조번호(2)는 추후 상세히 설명할 구면 카메라와 같은 텔레비젼 카메라이며, 4a, 4b 및 4c는 각각 사상프로세서를 가리킨다. 각 사상프로세서는 제19도에 표시된 시스템 구성을 갖는다. 참조번호(50)는 텔레비젼 카메라(2)에 의해 발생된 영상신호를 다가(多價) 디지탈 픽쳐신호로 변환시키는 아날로그/디지탈(A/D) 변환기를 가리키며, 51은 A/D 변환기(50)로부터 공급된 픽쳐신호로부터 윤곽성분을 추출하는 공지의 윤곽 추출섹션(51)을 가리킨다.

윤곽픽쳐신호는 추후 상세히 설명할 프레임메모리(52)에 기억되며 윤곽점의 좌표 및 가중데이타가 원픽쳐메모리(54)에 기억된다. 프레임메모리(52)는 상기한 바와 같이 추출된 윤곽픽쳐신호를 기억한다. 참조번호(53)는 프레임메모리(52)의 내용을 감시하기 위한 텔레비젼 모니터를 표시한다.

원픽쳐메모리(54)는 상기한 바와 같이 윤곽추출섹션(51)에 의해 추출된 윤곽 성분의 점의 좌표 및 가중데이타를 기억한다. 참조번호(55, 56 및 57)은 각각 사상프로세서(4a, 4b 및 4c)에 의한 사상의 결과를 기억하는 사상메모리를 나타내며 58은 사상프로세서(4a, 4b 및 4c)로부터 윤곽추출섹션(51)으로 명령을 송부하는 병렬 인터페이스로서 이들 프로세서 및 추출섹션이 다음에 설명할 인식섹션(60) 및 버스를 통하여 데이타를 교환하도록 한다.

인식섹션(60)은 시스템의 전체동작을 제어하며 사상결과를 사용하여 텔레비젼 카메라(2)의 3차원 원픽쳐를 인식한다. 인식섹션(60)은 참조번호(61 내지 60)로 표시한 부품으로 이루어진다. 프로세서(61)는 프로그램의 실행에 따라서 전체시스템의 제어 및 인식을 수행한다. 주 메모리(62)는 프로세서 동작에 필요한 데이타등을 기억하기 위한 RAM으로 이루어져 있다.

인터페이스(63)는 추후 상세히 설명할 명령 및 데이타가 입력되는 외부장치 또는 키보드(68)에 접속된다. 프린터 인터페이스(64)는 프린터(67)에 접속되어 여기에 명령 및 데이타를 공급한다. 플로피 디스크 제어기(65)는 외부메모리장치로서 플로피 디스크 드라이브(66)를 제어한다. 프린터(67)는 필요에 따라 데이타등을 인쇄한다. 명령 및 데이타는 키보드(68)를 통하여 입력된다.

인식섹션(60)내의 프로세서(61)는 멀티버스(70)를 통하여 A/D 변환기(50), 프레임메모리(52), 원픽쳐메모리(54), 사상메모리(55, 56 및 57), 병렬인터페이스(58) 및 플로피 디스크 제어기(65)에 접속되며 각각에 명령을 보낼 수 있으며 멀티버스(70)를 통하여 이들 부품과 데이타를 교환할 수 있다.

텔레비젼 카메라의 설명

제1도에 표시된 물체의 상은 제20도에서 텔레비젼 카메라(2)를 사용함에 의해 구면 사영에 의해 구해진다. 이 동작은 제21 내지 23도를 참고로 하여 설명한다.

제21도는 구면카메라를 설명하기 위한 묘사도이고 제22도는 좌표변환제어형 구면카메라의 블록도이고, 제23도는 등거리 사영렌즈의 특성을 보여주는 그래프이다. 텔레비젼 카메라는 등거리 사영렌즈 및 일정한 2차원 위치 해상도를 갖는 수광소자를 갖는다.

텔레비젼 카메라는 동일한 2차원 위치 해상도를 갖는 평면수광소자를 갖춘 등거리 사영렌즈 대신에 통상의 렌즈 및 전자 좌표변환 섹션을 가질 수도 있으며 여기에서 입력 영상의 좌표 데이타는 등거리 사영렌즈와 동일한 결과를 순차적으로 얻도록 변환될 수도 있다.

구면카메라는 핀호올(20) 및 구면 수광소자(21)를 가진 카메라와 실질적으로 동일하다. 실제에 있어서 핀호올(20)은 충분한 양의 광을 제공할 수 없으며 적당한 촛점을 맞출 수 없기 때문에 렌즈시스템(24)으로 대체된다. 더욱이 구면 수광소자는 쉽게 제조될 수 없기 때문에 평면수광소자(23)가 사용된다. 이러한 이유로 점선으로 표시된 바와 같이 이상적인 구면(22)은 수광소자(23)의 평면으로부터 벗어나 있다. 렌즈시스템(24)은 1개 렌즈 또는 복수의 렌즈로 이루어져 있다.

예를들면, 금속산화물 반도체(MOS) 또는 전하결합장치(CCD ; Charge Coupled Device)와 같은 평면수광소자는 매트릭스 형태로 등간격으로 배치된 셀을 가지고 있다. 해상도는 수광위치와 관계없이 일정하다. 소위 비디콘(vidicon)과 같은 연속적인 평면 수광소자는 또한 일정한 2차원 위치 해상도를 갖는다. 그러므로 평면형 수광소자(23)의 평면과 점선으로 표시한 이상적인 구면(22) 사이의 차이가 렌즈 또는 렌즈시스템(24)에 의해 수정되어야 한다.

촛점거리(f)에 따라 렌즈(24)의 중심으로부터 떨어진 위치에 있는 촛점면에 집중된 상의 높이를 y라고 하고 렌즈의 광축에 대한 빛의 입사각을 ψ라고 가정한다. 식, y=ftanψ가 통상의 렌즈에서 설정된다. 그러나 평면수광소자(23) 또는 구면수광소자(21)상의 상과 동일한 촛점을 맞추기 위하여 높이(y) 및 입사각(ψ)사이에 선형관계, 식 y=fψ를 만족하는데 렌즈가 사용되어야 한다.

이 식을 만족하는 렌즈는 어안렌즈이며 등거리 사영렌즈로서 알려져 있다.

상기한 특별한 사영렌즈가 사용되지 않더라도 통상의 렌즈 또는 다른 사영렌즈를 다음의 구면 카메라를 구성하는데 사용할 수 있다. 이 구면카메라는 제22도에 표시된 바와 같이 수광소자(26), 픽쳐메모리(27), 좌표변화제어회로(28) 및 계산회로(29)로 이루어진다.

수광소자(26)는 2차원 픽쳐가 순차적으로 일방향으로 주사될때 얻어진 신호를 발생한다. 수광소자(26)로 부터의 출력 픽쳐신호는 A/D변환기(표시안됨)에 의해 변환된다. 그후 디지탈 픽쳐신호는 픽쳐메모리(27)에 임시적으로 기억된다. 좌표변환제어회로(28)는 픽쳐메모리(27)에 대한 데이타 기입/읽기 억세스 및 메모리(27)로부터 읽혀진 출력데이타의 계산을 위해 계산회로(29)를 제어한다.

통상적인 렌즈가 사용될때 촛점이 맞추어지는 픽쳐(y')는 식 y=ftanψ으로부터 유도된 y'=ftanψ로 표시된다. 식 y'=ftanψ식 y=fψ로 주어진 특성을 얻기 위하여 변환된다. y'=ftanψ를 y=fψ로 대체하면 식 y=fψ=ftan^-1(y'/f)가 된다. 좌표변환제어회로(28) 및 계산회로(29)는 상기한 좌표변환을 전자적으로 수행한다.

픽쳐메모리(27)는 제22도에 환점으로 표시한 바와 같이 수광소자(26)의 셀과 1대 1대응으로 픽쳐데이타를 기억한다. 렌즈의 특성은 식 y=fψ와 일치하지 않기 때문에 흰점은 등각 간격으로 구획되지 않는다. 등각간격에 대응하는 매트릭스점은 검은점에 의하여 표시된 것처럼 렌즈의 성질에 의하여 걸정된다. 검은점의 위치는 y=ftan^-1(y'/f)에 의해 결정된다. 검은점의 위치데이타는 인접한 4개의 흰점에 따라 거리에 대응하는 가중평균치에 의해 보간된다.

흰점 사이의 거리가 짧을때, 즉 수광소자(26)의 해상도가 충분히 높을때 검은점 근처의 흰점의 값은 출력으로서 가깝게 된다. 통상의 렌즈 및 등거리 사영렌즈의 각 해상도가 제23도에 설명되어 있다. 통상의 렌즈의 각 해상도는 식 y=ftanψ를 ψ에 대해 미분함에 의해 다음과 같이 얻어진다.

dy=dψ=f/cos²ψ

등거리 사영렌즈의 각 해상도는 식 y=fψ3에 대해 미분함에 의해 다음과 같이 얻어진다.

dy/dψ=f

이 2개의 미분식으로부터 계산된 값이 제23도에 표시된 바와 같다. 등거리 사영렌즈의 각 해상도(곡선-1)는 입사각(ψ)과 관계없이 일정하며 통상 렌즈의 각 해상도(곡선-2)는 입사각(ψ)이 감소함에 따라 감소된다.

구면카메라는 입사각 및 시계에 관계없이 일정한 각 해상도를 얻기 위하여 등거리 사영렌즈 또는 동등한 기구를 가지고 있다. 구면 카메라가 로보트의 눈으로 사용될때 정확한 3차원 측정이 수행된다. 더욱이 시계가 클때 넓은 범위의 시각정보를 얻을 수 있다. 그러므로 원거리 조작자는 그가 실제의 픽쳐를 보고 있는것과 같은 것을 느낄 수 있다.

사상프로세서가 응용되는 시스템의 동작

텔레비젼 카메라(2)로부터 공급된 영상데이타에 기초하여 구면사상 3차원 측정이 수행된다.

구면카메라로서 텔레비젼 카메라(2)의 영상신호는 A/D 변환기(50)에 공급된다. A/D 변환기(50)의 디지탈 픽쳐신호는 윤곽추출섹션(51)에 공급된다. 섹션(51)은 디지탈 픽쳐신호로부터 윤곽성분을 추출한다. 윤곽추출픽쳐신호는 프레임메모리(52)에 공급되며 텔레비젼 카메라(2)에 의해 검출된 픽쳐가 텔레비젼 모니터에 표시된다. 동시에 추출된 점의 좌표 및 가중(weighting) 테이타가 원픽쳐메모리(54)에 공급된다.

좌표 및 가중데이타가 원픽쳐메모리(54)에 기억될때 사상프로세서(4a)는 제27도를 참고로하여 설명할때 추출된 점의 좌표데이타에 의해 주어진 대원을 발생하도록 그로부터 좌표 및 가중데이타를 판독한다. 이 좌표데이타는 가중되어 사상프로세서(4a)내의 내부사상메모리(42)에 기억된다. 사상프로세서(4a)는 원픽쳐메모리(54)로부터 추출된 점의 좌표 및 가중데이타를 순차로 판독하여 앞에서 기술한 바와 같은 방식으로 대원을 나타내는 좌표데이타를 사상메모리(42)에 기입한다.

모든 추출된 점의 좌표데이타가 사상메모리(42)에 기억될때 프로세서(4a)는 첨두점(Ss)을 찾으며 사상메모리(42)는 업데이트된다. 그후 사상메모리(42)의 내용은 사상메모리(55)에 전달된다. 선추출은 메모리(55)의 내용에 의해 수행될 수 있다.

사상프로세서(4a)의 사상결과가 사상메모리(55)에 기억될때 사상프로세서(4b)는 메모리(55)로부터 점(S_S)의 좌표데이타를 읽는다. 대응하는 대원을 나타내는 좌표데이타는 앞에서 설명한 것과 동일한 방식으로 그것의 사상메모리에 순차적으로 기입된다. 또한 텔레비젼 카메라(2)에 의해 검출된 픽쳐는 복수의 선을 가지며 복수의 첨두점이 사상메모리(55)에 사상결과로서 기억된다는 것에 유의해야 한다. 사상프로세서(4b)가 상기한 바와 같이 그것의 사상메모리에 모든 첨두점(S)에 의해 만들어진 대원을 기록할때 첨두점(S_S)이 조사되며 사상메모리가 업데이트된다.

다시 말해서 점(S)의 좌표를 사용하는 사상이 수행되며 이에 의해 선의 3차원 방향 및 그들 사이의 교점을 결정한다. 사상프로세서(4b)는 사상메모리(56)에 그것의 사상메모리의 내용을 전달한다. 또한 사상프로세서(4c) 및 사상결과를 기억하기 위한 사상메모리(57)는 사상메모리(56)의 내용에 따라서 점(S_SS)을 얻기 위하여 제공되며 이에 의해 평면정보를 유도한다.

사상프로세서의 일련의 동작은 인식섹션(6d)내의 프로세서(61)가 병렬인터페이스(58)와 버스(70)를 통하여 각 사상프로세서와 명령 및 데이타를 교환하도록 수행된다.

이와 같은 방식으로 선, 그들의 교점과 3차원 방향 및 선에 의해 한정되는 극방향이 3사상 프로세서에 의해 추출된다. 이들 프로세서의 사상결과는 사상메모리에 각각 기억되며 인식섹션(60)의 프로세서(61)는 버스(70)를 통하여 3사상 메모리로부터 내용판독을 하며 텔레비젼 카메라(2)에 의해 검출된 선, 그들의 교점 및 픽쳐평면등을 구별한다. 물체는 선 및 평면에 의해 재구성된다. 재구성된 데이타는 플로피 디스크 드라이버(66)내에 기억된 여러 물체데이타와 비교하며 특정물체를 구성하도록 구별된다.

인식 결과는 프린터인터페이스(64)를 통하여 프린터(67)에 의해 인쇄된다. 로보트 제어기가 인터페이스(63)에 접속될때 인식 결과는 로보트 제어기에 공급된다. 로보트 제어기는 로보트가 장해물과 충돌하지 않거나 특정 물체를 쥐도록 로보트를 제어한다.

제20도를 참조하면, 좌표변환은 구 중심에 위치한 카메라를 사용함으로써 수행될 수 있다는 것을 알 수 있다. 픽쳐정보 추출은 예를들어 카메라의 병진운동에 의해 수행될 수 있다. 공간내의 직선, 평행선 또는 평면의 3차원적 방향의 측정은 카메라의 병진운동에 의해 실행될 수 있다. 공간에서의 평행선의 검출 및 그 평행선에 대한 공간에서의 직선 또는 평면의 3차원 방향의 측정은 고정위치에 위치된 카메라에 의해 수행될 수 있다.

하우변환에 의한 사상을 사용하는 형태의 시스템.

본 발명은 하우변환(Hough Transformation)에 의한 사상을 함에 의해 예를든다. 하우변환의 원리는 제24도에 설명되어 있다. 제25도 및 제26도는 본 발명이 하우변환에 의한 사상에 적용된 경우를 설명한다.

제24도를 참고로 하여 설명하면, 하우변환은 X-Y 좌표시스템 상의 점(X, Y)을 식(r=Xsinψ+Ycosψ)에 따른 정현파평면으로 변환한다. 2차원 좌표(X, Y)가 극좌표, 즉

로 사상된다.

원점(O) 및 반경 |r|을 가지는 동일한 동심원상에 위치한 점(P₁, P₂)은 상이한 위상(ψ)을 가지고 있다.

P₂점의 사상함수로서 정현파(ι₂)를 얻기 위하여 P₁점의 사상함수인 정현파(ι₁)를 제11도에 표시된 방식과 유사하게 제25도에 표시된 것과 같이 이동시킨다. 기준점으로서 X축과 동심원 사이의 교점을 갖는 기준 정현파가 제공될때 동심원상의 점의 정현파는 기준 정현파를 이동시킴에 의해 구하여질 수 있다.

제26도에 도시된 바와 같이 X-Y 좌표평면은 반경(r₁내지 r_n)을 갖는 동심원에 의하여 나누어지며 극좌표(r, ψ)로 표현되어 구면변환으로 기술된 바와 동일한 방법으로 사상함수를 발생한다.

제26도는 하우변환을 위한 기준 정현파의 등록방법을 도시하고 있다. 제13도에서 도시된 방법과 유사하게 사상평면내의 반경방향에서 경도 축은 반경(r₁내지 r_n)을 갖는 동심원으로 분할되며 조그만 원으로 표시된 기준정현파와 각각의 동심원 사이의 교차점은 그러한 패턴을 등록하도록 기억된다. 상기 패턴표현은 어드레스로써 제13도의 비트패턴 또는 값(Values)를 사용하여 행하여 진다.

하우변환에 의한 사상함수 데이타의 발생 및 기억

제27도는 하우변환을 위한 사상데이타를 발생하기 위한 회로의 블록도이다. 참조번호(40A)는 제26도에 도시된 바와 같이 동심원과 사상함수의 기준정현파의 교점을 나타내는 좌표데이타를 기억하는 기준정현파 ROM을 나타낸다. 참조번호(41A)는 입력점 위상(ψ)을 기준정현파 ROM(40A)으로부터 읽혀지는 대응교점 좌표데이타에 가산하기 위한 가산기를 나타낸다. 참조번호(42A)는 대응 정현파 패턴을 기억하기 위하여 가산기(41A)로부터의 출력에 응하여 그 어드레스가 억세스되는 사상메모리를 표시한다.

제27도에 도시된 시스템의 동작을 기술하겠다. 점(P(x, y))의 좌표는 전술한 식에 의하여 극좌표로 변환된다. 다시 말해, 점(P(x, y))은 대응 동심원의 반경(|r|)과 대응위상(ψ)으로 표현할 수 있다. 반경데이타(|r|)는 대응하는 기준 정현파 패턴을 선택하는 기준정현파 ROM(40A)에 공급된다. 가산기(41A)는 위상데이타(ψ)를 수신하여 선택된 기준정현파 패턴이 가산되어 좌표변환이 완료된다.

기준정현파 패턴은 위상(ψ)에 의하여 시프트되어 점(P)에 대응하는 정현파 패턴을 제공하기 위하여 위상데이타(ψ)에 의하여 제공된다. 가산기(41A)로부터의 출력이 사상메모리(42A)를 억세스하도록 어드레스신호로서 공급되어 사상메모리(42A)에서 점(P)에 대응하는 정현파 패턴을 기억한다.

상기 방법에서 각각의 점의 정현파 패턴은 ROM에 기억된 기준정현파 패턴에 기하여 기준 정현파 ROM(40A)에 의하여 발생된다. 각 점의 결과 정현파 패턴은 사상메모리(42A)에 기억된다.

제16도 및 제17도에서 도시된 방법과 유사하게 거리데이타는 회전각 데이타 대신 기억된다. 이 경우에 위상(ψ)을 거리로 변환하는 변환 ROM이 제공된다. 변환 ROM과 기준 정현파 ROM(40A)로부터의 출력이 가산기(41A)에 공급되고 가산기(41A)에서의 출력은 기입 어드레스로 사용된다.

제28도는 하우변환에 의하여 사상함수 데이타를 발생하는 회로의 다른 실시예를 도시하고 있는데 여기서는 병렬동작이 실행된다.

전술한 바와 같이 사상메모리는 기준 정현파 패턴과 동심원(r₁, …r_n)의 교점에 대응하는 사상메모리(420(1), 420(2), …420(n))로 나뉘어진다. 유사하게 기준 정현파 ROM은 각 동심원에 대응하는 ROM(400(1), 400(2), …400(n))으로 나누어진다. 따라서 가산기는 가산기(410(1), 410(2), …410(n))로 나누어지며, 변환 ROM은 변환 ROM(430(1), 430(2), …430(n))으로 나누어진다.

상기 배열에서 사상함수로서 정현파 패턴의 발생과 기억은 병렬동작으로 동심원 단위로 실행될 수 있어 사상비(mapping rate)를 증가시킨다.

사상함수에 대역폭을 제공하는 문제의 설명

사상에 의한 데이타추출은 양자화구조(quantization structure)가 사상함수를 가지고 부여된 사상평면에 제공되는 사실에 주로 의거하며, 양자화구조 프레임과 사상함수 사이의 교점만이 기억된다. 예컨대 사상평면이 제29도에 도시된 바와 같이 직교좌표계의 양자화 구조를 가질때 사상함수(SF₁, SF₂)는 상기 좌표계의 프레임을 가지고 교점을 기록한다. 그러나 상기 방법으로는 사상함수가 상호 교차할지라도 사상평면위에 교점을 적절히 기록하고 사상평면위의 양자화 오차로 인하여 사상함수(SF₁, SF₂) 사이의 교점을 추출하는 것은 어렵다.

교점이 적절히 추출안되는 이유는 각 좌표계 프레임상의 한점만이 각각의 사상함수를 위해 기록되기 때문이다. 상기 문제를 해결하기 위하여 좌표계 프레임과 사상함수 사이의 교차부가 대역폭 범위로 구성되지 않아 사상함수를 좌표 프레임 위에 다수의 점을 기록하도록 하는 기술을 요한다.

사상함수에 대역폭을 제공하는 실시예

제30도에 도시된 바와 같이 대역폭(H)이 사상평면위에 쓰여지는 사상함수(SF₁, SF₂)에 주어진다. 사상함수(SF₁, SF₂) 사이의 교점(CP)은 이들 함수에 의하여 정해진다. 2중원으로 표시된 바와 같이 교점에서의 가중은 다른 부분에서의 가중보다 더 크므로 교점(CP)이 정확히 추출될 수 있다.

다른 방법으로 제31도에 도시된 것이 제안되고 있는데 가상폭(virtual width)(H_x)이 프레임에 각각 주어진다. 사상함수(SF₁, SF₂)가 폭(H_x)을 갖는 프레임과 만날때 기록이 대응 프레임내에 시행된다. 이러한 방법으로, 허용(allowance) 폭이 사상함수에 주어지는 동안 기록이 실행된다.

사상함수(SF₁, SF₂)의 교점이 매트릭스점(CP₁, CP₂)에 의하여 표시된다. 사상함수(SF₁, SF₂)에 각각 할당된 매트릭스 점(CP₁, CP₂)이 사상 평면에 기록되어 교점이 쉽게 추출될 수 있도록 한다.

제32도는 그러한 사상평면의 기록상태를 표시한다. 사상함수(SF)가 X-Y 좌표계의 선(Y₁내지 Y₄)을 횡단할때 사상함수(SF)의 X방향폭에 대응하는 4개의 비트가 X-Y 좌표계 메모리내의 Y축 좌표 프레임(Y₁내지 Y₄)의 각각에 사상평면으로서 기억된다. 이 방법에서 대역폭을 갖춘 사상함수가 사상평면에 기억된다.

각각의 사상함수는 대응하는 사상함수를 횡단하는 Y좌표 프레임(Y₁내지 Y₄)의 각각에 다수의 점으로서 기록되어 교점을 쉽게 재생할 수 있게 한다. 다수의 점이 쓰여질때 기입시간이 길어진다. 사상함수의 전체폭 데이타를 기록함은 실행비율과 데이타수를 고려할때 바람직하지 못하다. 개량된 시스템에 관하여 제33도, 제34도 및 제35도를 참조하여 기술하겠다.

제33도에 도시된 바와 같이 X-Y 좌표계에서 Y축에 대응하는 좌표프레임(Y_n)이 X₁내지 X_n의 폭을 갖는다고 가정한다. 모든 폭데이타(X₁내지 X_n)가 기입될때 이에 대응하는 실행비율과 기억용량이 필요하다. 이것을 피하기 위하여 끝점(X₁, X_n)만이 기록된다.

사상함수의 가중이 "1"로 정해졌을때 가중이 가해진 시작데이타 "+1"은 시작점(Xe)에 배당되며 가중되는 끝점은 "-1"로서 끝점(X_n)에 배당된다. 환언하면 점(X₁, X_n)의 값이 미분되어 그 결과가 시작점과 끝점에 배당된다.

이런 방법에서 데이타기억은 프레임폭과 관계없이 두점의 데이타기억에 한정된다. 그러므로 실행비율과 기억용량의 증가를 최소화 할 수 있다. 점(X₁내지 X_n)으로 구성되는 폭을 재생하기 위하여 점(X₁내지 X_n)의 값은 순차적으로 좌측부터 적분되어 적분결과로서 가중준위를 재생한다.

제34도는 다수의 사상함수의 시작점과 끝점이 상술한 바와 동일한 방법으로 기입되는 경우를 도시하고 있다. 사상함수(SF₁)의 점(X₁, X₁₊₁, X_m, X_n-1, X_n)과 사상함수(SF₂)의 점(X₁₊₁, X_m, X_n-1)이 좌표프레임(Y_n)을 따라 기입된다. 점(X₁₊₁, X_m, X_n-1)의 각각의 가중은 "2"로서 주어진다.

사상함수의 두개의 끝점(X₁, X_n-1)에는 각각 "+1"과 "-1"이 배당되며 사상함수(SF₂)의 2개의 끝점(X₁₊₁, X_n)에는 각각 "+1"과 "-1"이 배당된다. 점의 데이타가 순차적으로 좌측점부터 적분될때 가중준위가 "적분결과"로서 재생된다.

제35도는 상기 동작이 다가의 가중준위(multi valve weight level)에 적용되는 경우를 도시하고 있다. 가중(W₁)의 사상함수(SF₁)가 제35도의 파트 1에 도시된 바와 같이 좌표프레임(Y_n)에서 사상함수(SF₂)와 교차할때 좌표프레임(Y_n)의 상태가 제35도의 파트 2에 도시된 바와 같이 주어진다. 끝점 기록을 사용함으로써, 사상함수(SF₁)의 시작점, 사상함수(SF₂)의 시작점, 사상함수(SF₁)의 끝점 및 사상함수(SF₂)의 끝점이 각각 제35도의 파트 3에 도시된 바와 같이 값("+W₁", "+W₂", "-W₁" 및 "-W₂")으로 할당된다.

제33도 내지 제35도에서 끝점을 위한 가중데이타를 기입하는 대신 시작점과 끝점 사이의 영역의 가중치 및 영역의 크기 즉 시작점과 끝점 사이의 비트수가 시작점에 기입된다.

제36도는 제33도 내지 제35도의 끝점의 기록을 실현시키는 회로의 블록도이다. 상기 회로는 사상함수 발생회로(FUNC-GEN)와 사상메모리(MEM)를 포함한다. 사상함수 발생회로(FUNC-GEN)는 추출점(P)에 대응하는 사상함수를 발생하여 좌표프레임(Y₁내지 Y_n) 각각에 대한 각 사상함수의 상기 폭이 시작점과 끝점의 좌표데이타를 기억한다.

제36도에 도시된 기능적 블록의 동작은 아래에서 기술하겠다. 각 추출점(P)의좌표에 대응하는 사상함수는 사상함수 발생회로(11)에 기억된다. 추출점(P)에 들어갔을때 대응되는 사상함수가 선택된다. 선택된 사상함수의 시작점과 끝점을 표시하는 좌표가 순차적으로 사상메모리(MEM)에 공급된다. 시작과 끝데이타가 사상메모리(MEM)내의 대응되는 좌표메모리 영역에 기억된다. 가중된 끝점 데이타는 사상함수가 가중해질때 기입된다.

제36도에 도시된 시스템의 효과는 제37도를 참조로 하여 기술하겠다. 3개의 사상함수가 좌표프레임(Y_n)에서 상호교차하는 경우를 기술한다. 제1의 설명도는 종래의 사상함수 기입을 보이고 있다. 사상함수의 가중준위는 사상함수가 좌표프레임(Y_n)에 기입될때 상대적으로 완만한 곡선이다. 따라서 첨두위치를 검출하기가 곤란하다(케이스 1 참조).

허용폭이 상기의 사상함수에 제공될때 첨두준위는 케이즈 2에서 교점 가까이 증가하며 기울기가 상당히 가파르므로 첨두준위의 검출이 간략화된다. 제3설명도는 후에 기술하는 다른 첨두치 검출을 보이고 있다(케이스 3 참조).

사상함수에 억압영역 및 대역폭을 제공하는 실시예

다른 실시예에 대해서 제38도 내지 제40도를 참고로 하여 기술하겠다. 제38도의 파트 1과 파트 2에 표시된 바와 같이 사상함수(SF)에 반대되는 극성을 갖는 억압영역( SF_a, SF_b)이 함수(SF)의 양측에 제공된다. 환언하면 억압영역(SF_a, SF_b)이 함수(SF)에 본래 주어지는 폭에 가산함수가 발생된다.

각각 폭과 억압영역을 갖는 다수의 사상함수가 상호 교차할때 제38도의 파트 1에 도시된 바와 같이 폭의 효과가 교차점에 제공된다. 그러나 사상함수는 교점(CP) 주위의 억압영역에 의하여 상호 상쇄되어 강조된 교점을 갖는 사상결과를 얻는다. 사상함수(SF)는 대역폭을 가지며 대역폭을 갖는 다른 사상함수를 간섭하여 교점주위의 초과부분의 기입이 실행된다. 이러한 초과기입을 방지하기 위해 억압영역이 제공된다.

제38도의 파트 3에서 상쇄가 교점(CP) 주위의 억압영역에 의하여 점이 찍힌 영역내에서 행하여진다. 제38도의 파트 1에 도시된 바와 같이 각각 함수의 대역폭과 동일한 폭을 갖는 억압영역(SF_a, SF_b)이 제공될때 각 억압영역은 -W/2로 가중되며 영역(SF)은 W인 가중이 주어지므로 사상함수(SF)의 가중의 증분효과가 상쇄된다.

제37도의 케이스 3에 도시된 바와 같이 이 시스템에 따라 억압영역이 단지 대역폭만 갖는 사상함수와 비교되는 오프세트(offset) 레벨을 감소하고 교점이 더욱 강조되어 가파른 첨두를 얻는다. 그러므로 교점을 더욱 쉽게 추출할 수 있다. 억압영역을 갖는 사상함수의 기입에 관하여 제39도를 참조하여 기술하겠다.

제39도의 제1기입 패턴에 도시된 바와 같이 좌표프레임(Y_n)에서 사상함수에 가산되는 좌측억압영역(SF_a)은 점(X₁내지 X_m-1)에 의하여 정해지며 우측억압영역(SF_b)은 점(X_p+1, 내지 X_n)에 의하여 정해진다. 좌우측 억압영역의 이러한 점들은 -a에 의하여 가중된다.

사상함수의 원래영역(SF)은 b로 가중되는 점(X_m내지 X_p)에 의하여 한정된다. 모든 점이 기입비율과 기억되는 데이타수를 고려하여 기입되는 것은 아니다. 제39도의 제2기입 패턴에 도시된 바와 같이 단지 4개점만이 제1기입패턴을 미분함으로서 기록된다.

다시 말해 억압영역(SF_a)의 시작점(X₁)은 "-a"로 가중되며 사상함수(SF)의 시작점은 "a+b"로 가중되고 사상함수(SF)의 끝점(X_p)은 "-(a+b)"로 가중되며 억압영역(SF_b)의 끝점 "a"로 가중된다.

사상함수의 영역(SF)의 시작점은 억압영역(SF_a)의 끝점의 다음에 위치하므로 억압영역(SF_a)의 끝점은 기록되지 않고 대신 사상함수의 영역(SF)의 시작점의 미분치가 기입된다는 것을 주목해야만 한다. 또한 영역(SF)의 끝점의 미분치가 상술한 것과 동일한 원리에 따라 억압영역(SF_b)의 시작점으로서 기입된다는 것을 주목해야 한다.

사상함수에 대하여 억압영역(SF_a)의 시작점 어드레스, 사상함수의 폭영역(SF)의 시작점과 끝점 어드레스 및 억압영역(SF_b)의 끝점 어드레스가 발생하며, 미분치는 별도로 공급되어 사상메모리에 기입된다.

제40도는 상기 계획을 실현시키는 시스템을 설명하는 블록도이다. 이 시스템은 사상함수 발생회로(FUNC-GEN)와 사상메모리(MEM)를 포함한다. 사상함수 발생회로(FUNC-GEN)는 추출점(P)에 각각 대응하는 사상함수를 기억하고 있다.

더욱 특별히, 회로(FUNC-GEN)는 좌표프레임(Y₁내지 Y_n)의 각각에서의 사상함수의 억압영역(SF_a)의 시작어드레스(X₁), 폭영역의 시작어드레스(X_m), 폭영역의 끝어드레스(X_p) 및 억압영역(SF_b)의 끝어드레스(X_n)를 기억한다.

제40도에 도시된 기능적 블록의 동작은 이후에 기술하겠다. 추출점(P)의 좌표데이타가 사상함수 발생회로(FUNC-GEN)에 공급될때 대응되는 사상함수가 선택되며, 시작어드레스(X₁), 시작 및 끝어드레스(X_m, X_p) 및 끝어드레스(X_n)는 사상메모리(MEM)에 공급되며 거기로 공급되는 상기 어드레스 데이타에 대응되는 어드레스로 그 안에 미분치를 기입한다.

사상함수의 발생처리에 대역폭을 적용하는 실시예

제30도 내지 제37도를 참조하여 기술한 시스템에서 구면사영과 협조하여 사상함수의 발생과정에 대역폭을 적용하는 실시예에 대하여 제41도 내지 제43도에서 기술하겠다.

제30도 내지 제37도를 참고하여 기술하는 시스템에서 대역폭이 사상함수에서 사용되며, 끝점이 함수를 기억하도록 기록되며, 및 끝점이 사상메모리에서 사상함수를 기억하도록 기록된다.

그래서, 사상함수로서 대원의 추출점으로 끝점을 표시하는 2개의 사상함수(R_lma, L_lma)가 발생된다. 다시 말해 각 동심원상에 2개의 끝점의 궤적 어드레스가 발생되도록 한다. 각각이 대응되는 동심원위에 기준점으로서 2개의 끝점을 도시하는 기준 사상함수가 기억된다. 기준 사상함수가 기준점과 추출점 사이의 거리(L)에 따라 극좌표계위에서 이동되어 추출점에 대하여 2개의 사상함수를 발생한다.

제42도는 2개의 사상함수의 발생을 설명하기 위한 설명도이다. 제42도의 파트-1에 도시된 바와 같이 추출점(P)에 대응하는 2개의 사상함수가 L_lma와 R_lma로 정해지며 거리 즉 그들 사이의 폭은 W로 정하여진다고 가정한다.

제42도의 파트-2에 도시된 바와 같이 동일한 동심원(rm)위에 사상함수(R_lma, L_lma)의 궤적 어드레스는 각각 X_R과 X_L로서 정해진다.

제42도의 파트-3에 도시된 바와 같이 0이 반구의 원점인 경우에 선(OP)과 수평축 사이의 추출점(P)의 각도는 ψ로서 정의되고 원(rm)과 수평축 사이의 각은 φ로서 정의된다.

상기의 정의하에서 수평축을 기준으로 한 동심원(rm)까지의 높이는 Y어드레스로서 주어지고 궤적 어드레스((X_R, Y), (X_L, Y))는 다음과 같이 계산된다.

△x=W/2/cosψ

그러므로 X_R=X_C-△X=sinαtanψ-W/2cosψ

X_L=X_C+△x=sinαtanψ+W/2cosψ

각(ψ, α)과 소정 사상함수의 폭(W)이 주어질때 각 동심원위의 궤적 어드레스는 메모리에 적합하도록 X-Y 좌표에 의하여 유일하게 정의된다.

기준점에 대응하는 2개의 기준 사상함수의 궤적 어드레스는 상기 방정식에 의하여 계산되며 결과 데이타가 사상함수 발생메모리에 기억된다.

제43도는 제41도를 참조하여 기술된 상기 설계를 실현할 수 있는 시스템의 블록도이다. 이 시스템에서 참조번호(4000(1), 4000(2))는 기준 대원(reference great circle) ROM을 표시한다. ROM(4000(1))은 동일한 동심원의 기준점에 대하여 대역폭으로서 기준사상함수의 하나의 끝점을 대표하는 기준사상함수(R_lma)를 기억한다. ROM(4000(2))은 그의 다른 끝점을 나타내는 기준사상함수(L_lma)를 기억한다. ROM(4000(1), 4000(2))내의 데이타는 (X_L, Y), (X_R, Y)이 형태로 각각 기억된다. 참조번호(4100(1), 4100(2))는 가산기를 나타낸다. 가산기(4100(1)는 ROM(1000(1))으로부터 출력과 후에 상세히 기술할 회전 ROM으로부터의 출력(L)을 가산한다. 가산기(4100(2))는 ROM(4000(2))으로부터의 출력과 회전 ROM으로부터의 출력(L)을 가산한다. 참조번호(42)는 X-Y 좌표계에서 사상함수를 기억하는 사상메모리를 나타낸다. 회전 ROM(43)기준점에대한 추출점(P)의 회전위치(θ)를 거리(L)로 변환한다.

제43도에 도시된 시스템의 동작은 아래에서 기술하겠다. 추출점(P)의 좌표는 원(r)과 기준점에 대한 각(θ)으로서 주어진다. 점(P)에 대한 원데이타(r)는 동심원(r)의 기준점에 대응하는 사상함수(R_lma, L_lma)를 각각 선택하는 기준사상함수 ROM(4000(1), 4000(2))에 공급된다. 각 동심원의 궤적 어드레스((X_L, Y), (X_R, Y))는 가산기(4100(1), 4100(2))에 각각 공급된다. 점(P)의 회전각 데이타(θ)는 회전 ROM(43)에 공급되어 거리(L)로 변환된다. 거리 데이타(L)는 가산기(4100(1), 4100(2))에 공급된다. 가산기(4100(1), 4100(2))는 각각 가산(X_L+L, X_R+L)을 실행한다. 가산기(4100(1), 4100(2))로부터의 출력((X_L+L, Y)(X_R+L, Y))은 기입 어드레스 데이타로서 사상메모리(42)에 공급된다. 사상 메모리(42)에서 데이타("+1", "-1")는 기입 어드레스데이타에 의하여 각각 억세스된 어드레스에 기억된다. 유사하게 각각의 동심원의 궤적 어드레스는 상술한 것과 동일 방법으로 이동되고, 이에 대응하는 데이타는 사상메모리(42)에 기억되어 대역폭을 갖는 추출점(P)의 사상함수의 대원의 기입을 완료한다. 대역폭을 갖는 하나의 추출점(P)의 사상함수가 완전히 기입될 때 관련되는 다음 추출점의 다음 사상함수가 상기와 동일한 방법으로 기입된다.

(사상함수에 대역폭 및 억압영역을 제공하는 실시예)

제38도 내지 제40도를 참조하여 기술된 시스템에서 구면사영을 사용하는 사상함수 발생의 응용에 관하여 제44도 및 제45도를 참조하여 기술하겠다.

제44도에서 억압영역이 사상함수의 폭영역의 양측에 갖추어져 있으며 끝점은 그런 사상함수를 기고록하도록 발생한다. 폭영역의 끝점을 표시하는 2개의 사상함수(R_lma, L_lma)의 발생과 더불어 억압영역의 끝점을 표시하는 2개의 다른 사상함수가 발생한다. 그러므로 각 동심원 위에 그려지는 이들 사상함수의 궤적 어드레스가 발생된다.

각 동심원의 기준점에 대한 4개의 기준 사상함수만이 기억되어 기준점과 추출점 사이의 거리(L)에 따라 이동되어 추출점에서의 폭과 억압영역을 갖는 사상함수를 발생한다. 환언하면 4개의 함수(R_lma, L_lma, S_lma, F_lma)가 발생된다.

제45도는 제44도를 참조로 하여 기술된 설계를 실현시키는 시스템을 도시한 블록도이다. 제45도에서 참조번호(4000(3), 4000(4))는 억압영역을 제어하기 위하여 ROM((4000(1), 4000(2))과 동일한 방법으로 사상함수(S_lma, F_lma)를 각각 기억하는 기준사상함수 ROM을 나타낸다. 참조번호(4100(3), 4100(4))는 ROM(4000(3), 4000(4)에 각각 대응하는 가산기를 표시한다. 가산기(4100(3), 4100(4))는 가산기(4100(1), 4100(2))와 동일한 방법으로 각각 배열되어 있다. 제45도에 도시된 시스템의 동작에 대하여 이하에서 기술하겠다. 추출점(P)의 좌표는 극좌표(r, θ)로서 기준사상함수 ROM(4000(1), 4000(2), 4000(3), 4000(4))에 주어진다. 회전각(θ)은 회전 ROM(43)에 공급된다. 동심원(r)의 기준점에 대응하는 상기 사상함수의 폭 영역의 끝 어드레스((X_L, Y), (X_R, Y))는 기준사상함수 ROM(4000(3), 4000(4))으로부터 읽혀진다. 억압영역의 기준사상함수(S_lma, F_lma)의 어드레스((X_S, Y), (X_F, Y))는 기준사상함수 ROM(4000(3), 4000(4))으로부터 읽혀진다. 가산기(4100(1) 내지 4100(4)는 (X_L+L, X_R+L, X_S+L와 X_F+L)의 가산을 실행한다. 가산기(1400(1) 내지 4100(4))로부터이 출력((X_L+L, Y), (X_R+L, Y), (X_S+L, Y) 및 (X_F+L, Y))은 기입 어드레스 데이타로서 사상메모리(42)에 공급된다. 사상메모리(42)에서 데이타("a+b", "-(a+b)", "-a", "+a")는 기입 어드레스 데이타((X_L+L, Y), (X_R+L, Y), (X_S+L, Y), (X_F+L, Y))에 의하여 억세스되는 어드레스에 각각 기입된다. 궤적 어드레스는 각 동심원에 대하여 이동되며 사상메모리(42)에 기입되므로 대역폭과 억압영역을 가지며 추출점(P)에 대응하는 사상함수를 기입한다. 하나의 추출점에 대응하며 대역폭과 억압영역을 갖는 사상 함수가 완전히 기입될 때, 다음 추출점의 사상함수는 상술한 바와 동일한 방법으로 기입된다.

제46도는 제43도의 시스템에 의하여 사상함수를 기억하기 위한 사상메모리의 상태를 보이고 있다. 제47도는 제45도에 도시된 시스템에 의하여 사상함수를 기억하는 사상메모리의 상태를 보인다.

첨두점은 제46도에 도시된 바와 같이 충분히 높은 가중준위를 갖는 교점(CP)으로서 쉽게 추출할 수 있다. 제46도의 경우에서 첨두치는 더욱 강조되고 가파르게 되어 교점(CP)은 쉽게 추출할 수 있게 허용한다.

(사상함수에 대역폭 및 억압영역을 제공하기 위한 사상 프로세서의 예)

상기 사항을 실현하는 사상 프로세서의 예가 제48도에 도시되었다. 참조번호(44)는 반경(r₁내지 r_m)을 갖는 동심원의 어드레스(Y₁내지 Y_m)를 순차적으로 발생하는 동심원 카운터를 나타낸다. 동심원 카운터(44)로부터의 어드레스 데이타는 대원 ROM(40), 시프트 ROM(43)등에 공급된다. 참조번호(45)는 극좌표가 (r, L)형으로 주어졌다는 가정하에 동심원의 수가 변화되므로 회전방향에 따라 동심원의 최대치를 기억하는 동심원 최대치 ROM을 표시한다. 최대치는 동심원 카운터(44)로부터의 어드레스 데이타에 응하여 동심원 최대치 ROM(45)으로부터 읽혀진다. 참조번호(46)는 합이 360°, 즉 기준점에 대하여 동심원 치중최대치를 초과할때 대원 ROM(45)과 시프트 ROM(43)의 출력의 합을 계산하는 가산기(41)로부터의 출력을 정규화하는 정규화 회로를 나타낸다. 동심원 최대치 ROM(45)으로부터의 데이타의 최대치는 360°의 회전각으로서 정규화된다. 참조번호(47a)는 비존재검출회로를 표시한다. 예컨대 기준 대원과 교점을 갖지 않는 동심회로의 "460"등의 최대치를 초과하는 "512"등의 비존재치(non-existent value)가 대원 ROM(40)에 기입되므로 비존재 검출회로(47a)는 대원 ROM(40)으로부터의 출력을 감시한다. ROM(40)으로부터의 출력이 비존재치를 나타낼 때 회로(47a)는 대응하는 동심원이 교점을 갖지 않으므로 기입금지신호(write inhibit signal)를 발생한다. 참조번호(47b)는 비존재검출회로(47a)로부터 발생되는 기입금지신호에 응하여 정규화회로(46)로부터의 기입 어드레스 데이타에 의하여 지정되는 사상메모리(42)의 기입 억세스를 금지하는 기입제어회로이다. 참조번호(48a)는 사상메모리(42)로부터 읽혀지는 내용을 래치하는 래치회로를 표시한다. 참조번호(48b)는 래치회로(48a)의 내용과 후에 기술하는 스위치 회로로부터의 합을 가산하는 가산기를 표시한다. 결과의 합은 버스(BUS)를 통하여 사상메모리(42)에 기억된다. 스위치 회로(49a)는 버스(BUS)로부터 점(P)의 가중(W) 또는 후술하는 적분 레지스터(49b)로부터 발생되는 값을 선택적으로 가산기(48b)에 공급한다.

적분 레지스터(49b)는 미분된 끝점 데이타를 적분한다. 참조번호(49c)는 억압영역(SF_a, SF_b)를 발생하기 위하여 상기 4개의 어드레스를 발생하는 억압카운터를 표시한다. 참조번호(49d)는 버스(BUS)로부터의 가중(W)을 억압카운터(49c)로부터의 출력에 응하여 -1/2, 3/2, -3/2 또는 1/2로 배율하는 멀티플라이어(multiplier)를 나타낸다.

제48도에 도시된 시스템의 동작을 설명하겠다. 좌표(rm, θm)와 각 추출점의 가중(W)이 메모리(도시되지 않음)로부터 발생된다. 대원 ROM(40)은 ROM(4000(1) 내지 4000(4))(제45도)으로 구성되는 것과 동일한 메모리이다. ROM(40)은 대역폭과 억압영역을 갖는 사상함수를 기억한다. 특히 ROM(40)은 4개의 어드레스 데이타를 기억한다. 상기 4개의 어드레스 데이타는 카운터(49c)로부터의 출력에 응하여 ROM(40)으로부터 순차적으로 읽혀진다. 동심원 방향의 좌표(rm)가 대원 ROM(40)에 공급되며, 좌표(rm)에 대응하는 4개의 기준 대원(S_lma, R_lma, L_lma, F_lma)이 선택된다. 회전방향의 좌표(θm)는 시프트 ROM(43)에 공급되어 좌표(θm)에 대응하는 시프트 거리(Lm)가 선택된다. 동심원 계수기(44)는 각 동심원의 어드레스 데이타를 순차적으로 발생한다. 상기 어드레스 데이타는 동심원 최대치 ROM(45), 대원 ROM(40) 및 시프트 ROM(43)에 공급된다. 대응하는 동심원의 최대치는 동심원 최대치 ROM(45)으로부터 발생된다. 동심원과 4개의 기준 대원(lm)사이의 교점인 어드레스 데이타가 억압계수기(49c)로부터의 출력에 응하여 대원 ROM(40)으로부터 순차적으로 읽혀진다. 동심원에 대응하는 거리(Lm)사이의 시프트 거리는 시프트 ROM(43)으로부터 읽혀진다. 그러므로 가산기(41)는 대원 ROM(40)으로부터 발생하는 4개의 교점 좌표와 시프트 ROM(43)으로부터 발생되는 시프트 거리를 가산한다. 가산기(41)로부터의 합이 정규화회로(46)에 공급된다. 회로(46)는 동심원 최대치 ROM(45)으로부터 읽혀지는 최대치와 가산기(41)로부터 발신되는 합을 비교한다. 합이 최대치보다 적을 때 합은 기입 어드레스 데이타로 사상메모리(42)에 공급된다. 그러나 합이 최대치보다 클 때 "합-최대치"의 값이 기입 어드레스 데이타로서 사상메모리(42)에 공급된다. ROM(40)으로부터의 4개의 교점 좌표는 또한 비존재 검출회로(47a)에 공급된다. 회로(47a)가 교점 좌표중 어떠한 비존재치를 검출했을 때 회로(47a)는 대응하는 동심원이 교점을 가지고 있지 않는다는 것을 결정한다. 기입금지신호가 비존재검출회로(47a)로부터 기입제어회로(47b)로 공급된다. 회로(47b)는 지정된 어드레스에 사상함수를 기입함을 금지한다. 그러나 기입금지신호가 발생하지 않을 때 대응하는 데이타는 어드레스 데이타에 의하여 억세스되는 사상메모리(42)의 어드레스에 기억된다. 기억을 가중하기 위하여 억세스된 기입 어드레스에서의 내용이 사상메모리(42)로부터 읽혀진다. 읽혀진 데이타는 버스(BUS)를 통하여 래치회로(48a)에 의하여 래치된다. 멀티플라이어(49d)는 -W/2, 3W/2, -3W/2, W/2를 억압 계수기(49c)로부터의 출력에 따라 제39도에 도시된 끝점(X₁, X_m, X_p, X_n)을 가중하기 위하여 스위치 회로(49a)에 공급한다. 스위치 회로(49a)는 출력을 멀티플라이어(49d)로부터 가산기(48b)로 공급하도록 동작한다. 가산기(48b)는 래치회로(48a)의 내용과 멀티플라이어(49d)로부터의 출력을 가산하며 가산결과가 버스(BUS)에 보내져 사상메모리(42)의 대응하는 메모리 영역내에 기억된다. 멀티플라이어(49d)는 출력(-W/2, 3W/2, -3W/2, W/2)을 억압카운터(49c)로부터의 출력에 응하여 억압계수기(49c)로 발생시킨다. 대원 ROM(40)에 대한 각 끝점의 어드레스 데이타는 억압카운터(49c)로부터의 출력에 응하여 순차적으로 업 데이트된다. 계수기(41)로부터의 출력은 사상메모리(42)에 순차적으로 기억되며, 동시에 래치회로(48a)에 기억되어 멀티플라이어(49d)로부터 발생되는 출력가 순차적으로 동기된다. 그러므로 가산기(48b)는 억압영역의 시작점으로서 점(X₁)의 내용과 출력(3W/2)를 합하여 그 합한 결과치를 시작점(Xm)에 대응하는 사상메모리(42)의 어드레스에 기입한다. 유사하게 폭 영역의 끝점으로서 점(Xp)의 내용이 출력(-3W/2)에 가산되어 결과의 합이 끝점(Xp)에 대응하는 사상메모리의 어드레스에 기억된다. 최종적으로 점(Xn)의 내용이 출력(W/2)에 가산되어 결과의 합이 끝점(Xn)에 대응되는 사상메모리(42)의 어드레스에 기억된다.

하나의 동심원의 상기 4개의 끝점이 사상메모리(42)에 기입되었을때 동심원 계수기(44)의 내용이 대원 ROM(40)으로부터의 다음 4개의 끝점 어드레스 데이타를 순차적으로 발생하도록 업 데이트된다. 상기 4개 데이타가 시프트되고 가산기(41)에 의하여 가중되어 결과 데이타가 사상메모리(42)에 기억된다.

사상메모리(42)내의 일점(P)에 대한 대원의 기억이 완료된때 다음 점좌표의 가중이 버스(BUS)를 통하여 공급된다. 대원이 상술한 바와 동일한 방법으로 사상메모리(42)에 기입된다.

관련된 모든 점에 대한 모든 대원이 사상메모리(42)에 기입된 때 제39도를 참조로 기술한 바와 같은 동일 기억내용이 얻어진다. 다음에 첨두점이 사상메모리(42) 내용으로부터 조사된다. 첨두점이 대원 사이의 교점으로서 검출된다.

상기 이유에 대하여 사상메모리(42)의 내용은 제33도 내지 제34도에 도시된 바와 같이 원래의 준위분포를 얻기 위하여 적분된다.

스위치회로(49a)가 적분 레지스터(49b)의 내용을 가산기(48a)에 공급하기 위하여 적분된다.

스위치회로(49a)가 적분 레지스터(49b)의 내용을 가산기(48a)에 공급하기 위하여 적분 레지스터(49b)에 스위치된다. 사상메모리(42)의 내용이 Y-축 및 X-축을 따라 주사되어 그로부터 읽혀진다. 읽혀진 데이타가 래치회로(48a)에 공급되어 가산기(48b)에 의하여 적분 레지스터(49b)의 내용에 가산된다. 합이 버스(BUS)를 통하여 사상메모리(42)의 대응하는 메모리 영역내에 기억되며 적분레지스터(49b)에 세트된다. 사상메모리(42)의 주사가 X방향을 따라 반복될 때 가산기(48b)로부터의 출력이 적분된다. 환언하면 끝점 가중의 적분 즉 제46도와 제47도에 도시된 원래 준위의 분포내용이 사상메모리(42)에 기억된다.

상기 주위 분포로부터 첨두점을 검출하기 위하여 사상메모리(42)로부터 출력이 소정 슬라이스치(slice value)에서 슬라이스된다. 슬라이스치는 적분 레지스터(49b)에 세트된다.

그 후에 사상메모리(42)의 내용이 읽혀지고 버스(BUS)를 통하여 래치회로(48a)에 의하여 래치된다. 가산기(48b)는 래치된 내용과 슬라이스치를 가산한다. 합이 오버플로우(overflow)될 때 가산기(48b)는 캐리신호를 발생한다. 그렇지 않을 경우 가산기(48b)는 캐리신호를 발생하지 않는다. 슬라이스치가 첨두점을 배제하는 점에 대하여 캐리신호를 발생하지 않도록 세트될때, 캐리신호는 첨두점을 배제하는 점에서 발생되지 않는다. 그러므로 캐리신호가 첨두점에서만 발생된다. 환언하면 가산에 의한 슬라이싱(slicing)이 실현된다. 가산기(48b)로부터 출력이 버스(BUS)를 통하여 사상메모리(42)의 바로 직전에 읽혀진 어드레스에 기억되며, 레지스터(49b)는 업 데이트되지 않는다.

상기 동작이 사상메모리(42)의 모든 어드레스에 대하여 실행될 때 첨두점에 대응되는 어드레스에서 데이타가 사상메모리에 논리("1")로 세트되며 그의 다른 어드레스에서의 데이타는 논리("0")로 세트된다.

상기 방법에서 데이타("1")는 사상메모리내에 첨두점(S)을 위해 기억되며, 데이타("0")는 그의 다른 어드레스에 기억된다. 첨두점(S)을 검출함으로써 사상에 의한 데이타 추출이 완료된다.

위의 기술에서 허용폭과 억압영역을 갖는 사상함수가 발생되어 억압카운터(49c)로 하여금 4개의 끝점 어드레스 데이타를 발생하게 하는 시스템에 의하여 기억된다. 그러나 사상함수가 허용폭만 가지며 제43도에 도시된 시스템에 의하여 발생될때, ROM(40)은 제37도에 도시된 ROM(4000(1), 4000(2))에 의하여 구성되며 4-비트 억압 계수기(49c)는 2-비트 폭 계수기로서 대치되어 그러한 사상함수를 발생하며 기입한다.

제49도 내지 제52도는 본 발명에 하우변환이 적용될 때의 예를 도시한 것이다. 하우변환은 입력 영상선 또는 세그먼트가 추출될 때 가능성을 압축하는 기술로서 이용된다. 제49도의 X-Y 좌표계에 도시된 바와 같이 X-Y 좌표계 위의 일점 P(X, Y)가 방정식(r=Xsinψ+Ycosψ)에 따라 정현파 평면위에 작도되는 점으로 변환된다. 환언하면 2차원 좌표(X, Y)가 극좌표(r, ψ)로 변환된다.

X-Y 좌표계상의 일직선상을 따라 각점에 대응하는 정현파가 정현파 평면위에 그려질 때 상기 정현파는 그위의 2점에서 상호 교차한다. r의 절대치만을 고려할 때 2개의 정현파가 일점에서 상호 교차한다. 상기 점의 회전각(θ₀)과 높이(r₀)는 수직선이 원점으로부터 상기점에 의하여 구성되는 직선까지 그려질 때 수직선의 회전각과 길이를 나타내므로 각점의 선 데이타가 추출가능하다. 환언하면 직선 또는 선 세그먼트의 추출 또는 점선 또는 곡선의 재생이 실행될 수 있다.

대역폭(SF)이 일점에 대한 사상함수로서 정현파로 주어졌을때 교점이 쉽게 추출될 수 있다. 더불어 대역폭(SF)과 억압영역(SF_a, SF_b)이 정현파로 주어진다면 더 가파른 첨두점을 얻을 수 있다. 그러므로 첨두점 즉 교점이 쉽고 정확하게 검출될 수 있다. 구형변환에서와 동일한 사상함수 발생이 하우변환에서 이용될 수 있다.

제52도는 본 발명이 하우변환에 적용되는 사상 프로세서의 예이다. 참조번호(4000A(1), 4000A(2))는 기준 정현파와 동심원 사이의 교점의 좌표를 기억하는 기준 정현파 ROM을 표시한다. ROM(4000A(1))은 폭 영역의 시작점을 나타내는 기준 정현파를 기억하며, ROM(4000A(2))은 그의 끝점으 기준 정현파를 기억한다. 참조번호(4100A(1), 4100A(2))는 가산기를, (42)는 사상메모리를 각각 표시한다. ROM(4000A(1), 4000A(2))의 기입 어드레스는 가산기(4100A(1), 4100A(2))로부터의 출력에 응하여 각각 억세스되어 그안에 정현파 패턴을 기억한다. 제52도에 도시된 사상 프로세서는 기준 대원 ROM을 기준정현파 ROM(4000A(1), 4000A(2))으로 각각 대치됨으로써 얻어진다.

제52도의 사상 프로세서의 동작에 대하여 기술하겠다. 점(P)(X, Y)의 좌표가 반경(|r|)과 위상(Ψ)으로 구성된 극좌표로 변환된다. 원데이타(|r|)는 동심원반경(|r|)에 대응하는 기준 정현파 패턴을 발생하는 기준 정현파 ROM(4000A(1), 4000A(2))에 공급된다. 위상(Ψ)은 위상(Ψ)을 거리(L)로 변환하는 회전 ROM(43)에 공급된다. 가산기(4100A(1), 4100A(2))는 선택된 기준 정현파 패턴과 거리(L)를 합한다.

기준 정현파 패턴은 거리(L)에 대응하는 위상(Ψ)만큼 시프트되어 점(P)에 대응하는 기준파 패턴을 얻는다. 가산기(4100A(1), 4100A(2))로부터의 출력은 기입 어드레스로 사용되어 사상메모리(42)내에 점(P)에 대응하는 정현파를 기억한다. 각점의 정현파는 기준 정현파에 따라 기준정현파 ROM(4000A)에 기억된다.

상술한 바와 동일한 방법으로 교점 추출이 실행가능하다.

제52도의 사상 프로세서의 구조와 동작은 제30도 내지 제37도에서 설명한 것과 동일하다. 제38도 내지 제40도에 기하여 수정이 행하여질 수 있다. 제45도에 도시된 바와 같이 4개의 기준 정현파 ROM이 기준사상함수 ROM으로서 제공된다.

끝점기록이 제52도의 사상 프로세서에 적용가능하다.

(사상 프로세서의 보충설명)

제48도에 도시된 사상 프로세서의 구조와 동작의 예가 제53도 내지 제58도를 참조하여 설명된다. 제53도와 제54도에 사상 프로세서의 구조를 설명하는 개략도가 도시되었다. 제55도에 프로그램 실행순서가 설명된다. 제56도, 제57도 및 제58도에 사상 프로세서 동작의 흐름도가 도시되었다.

제53도에서 대원을 기입하는 시스템이 설명된다. 사상 평면 어드레스가 제1단계에서 사상 평면에 공급된다. 멀티플라이어에서 미분데이타에 의한 원래 데이타에 대한 배율이 실행된다. 사상 평면으로부터 읽혀진 데이타에 멀티플라이어 출력을 가산한 결과가 제2단계에서 사상 평면에 기입된다.

대원 기입부와 그의 명령부의 결합이 제54도에 도시되었다. 명령부는 펄스 싱크로나이저(synchronizer), 순차제어회로, 마이크로프로그램 ROM, 파이프라인 레지스터 및 디코오더를 포함하고 있다. 대원 기입부는 산술 논리장치, 데이타버스, 대원 ROM, 멀티플라이어 ROM, 사상 평면 ROM, 시프트 ROM, 핸드 쉐이크(hand shake)회로 및 코넥터를 포함하고 있다.

호스트 컴퓨터의 제어하에 사상 프로세서에 의한 프로그램의 실행이 제55도에 설명한다. 프로그램("CLEAR"), 프로그램("MAP") 및 프로그램("INTGE")의 시이퀀스가 설명된다. 프로그램("CLEAR"), 프로그램("MAP") 및 프로그램("INTGE")실행의 흐름도가 제56도, 제57도 및 제58도에 각각 도시되었다.

Claims

사상에 의하여 픽쳐로부터 정보를 추출하는 정보추출 컴퓨터장치에 있어서, 주어진 평면상의 점의 좌표치를 주어진 평면상의 점에 대응하는 구면상의 점의 좌표치로 변환하는 좌표변환수단 ; 물리적으로 점을 검출하여 구면상의 픽쳐에서의 점을 검출하고, 점의 좌표를 결정하고, 좌표를 기억하는 변환수단 ; 극변환 사상함수에 따라, 구면에 의하여 정의된 구의 중심과 구면상의 개별점을 연결하는 반경에 수직이고 구의 중심을 포함하는 사상평면과 구면사이의 교차에 의하여 정의되는 구면상의 각각의 대원으로 픽쳐에서의 점을 사상하는 사상수단 ; 및 상기 사상수단에 의하여 얻어진 점의 좌표치의 사상함수 데이타에 근거하여 구면상의 픽쳐로부터 정보를 추출하는 정보추출계산수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제1항에 있어서, 상기 데이타의 사상함수의 각 사상평면에의 기입은 대역폭을 갖도록 사상함수를 기입하는 형태로 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제2항에 있어서, 상기 기입은 상기 대역폭의 끝점에 대응하는 메모리의 어드레스에 기입하는 형태로 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제3항에 있어서, 미분치가 상기 대역폭의 상기 끝점의 어드레스에 기입되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제1항에 있어서, 상기 좌표변환수단은 구의 중심에 위치된 카메라를 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제5항에 있어서, 픽쳐정보추출은 카메라의 병진이동에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제6항에 있어서, 공간상의 직선, 평행선 또는 평면의 3차원 방향의 측정이 카메라의 상이 병진이동에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제5항에 있어서, 공간상의 평행선의 검출 및 상기 평행선에 대하여 공간상의 직선 또는 평면의 3차원 방향의 측정은 고정위치에 위치된 카메라에 의하여 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
컴퓨터를 사용하는 사상에 의하여 픽쳐로부터 정보를 추출하는 정보추출방법에 있어서, 주어진 평면상의 점의 좌표치를 주어진 평면상의 점에 대응하는 구면상의 점의 좌표치로 변환하는 단계 ; 물리적으로 점을 검출하고 점의 좌표를 기억하여 구면상의 픽쳐에서의 점을 좌표로 변환하는 단계 ; 극변환사상함수에 따라, 구면에 의하여 정의된 구의 중심과 구면상의 점을 연결하는 반경에 수직이고 구의 중심을 포함하는 평면과 구면사이의 교차에 의하여 정의되는 구면상의 각각의 대원으로 픽쳐에서의 점을 사상하는 단계 ; 및 상기 사상단계에 의하여 얻어진 점의 좌표의 사상함수데이타에 근거하여 구면상의 픽쳐로부터 정보를 추출하는 단계 ; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
사상에 의하여 픽쳐로부터 정보를 추출하는 정보추출 컴퓨터장치에 있어서, 사상함수에 따라, 구면의 중심과 구면상의 개별점을 연결하는 반경에 수직이고 구면의 중심을 포함하는 평면과 구면사이에 교차에 의하여 정의되는 각각의 대원에 대응하여 구면상의 점을 사상하는 사상수단 ; 각 상기 대원을 상기 구면상의 개별점으로 사상하는 대원사상수단 ; 및 상기 사상함수에 근거하여 상기 대원에 대응하는 상기 사상평면의 상기 점에 포함된 정보를 추출하는 정보추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
컴퓨터를 사용하는 사상에 의하여 구면상의 픽쳐로부터 정보를 추출하는 정보추출방법에 있어서, 기준점을 픽쳐에 설정하는 단계 ; 설정기준점에 대응하는 사상함수데이타를 획득하여 각 사상평면에 기억하는 단계 ; 기준점에 대하여 상기 픽쳐의 점의 상대적 위치데이타를 획득하는 단계 ; 상기 점의 상기 상대적 위치데이타에 근거하여 상기 각 사상 평면에서의 설정기준점의 상기 사상함수 데이타를 시프팅하는 단계 ; 상기 시프팅결과로부터 픽쳐에서의 상기 점의 각 사상함수데이타를 획득하는 단계 ; 및 사상함수 사이의 상호관계에 근거하여 상기 사상평면에서의 상기 점의 각각에 포함된 정보를 추출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제11항에 있어서, 상기 픽쳐에서의 각각의 점의 좌표치는 극좌표계로 표현되고, 기준점의 각각은 상기 극좌표계의 대응동심원에 대하여 설정되며, 기준점의 상기 사상함수데이타가 메모리에 기억되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제12항에 있어서, 평면에의 각 점의 좌표치의 상기 사상함수 데이타는 각 동심원의 반경위치와 상기 동심원을 따라 각 점의 회전 위치에 의하여 표현되며, 대응사상함수는 동심원의 위치에 의하여 선택되고, 각 점의 상기 사상함수데이타는 점의 회전위치에 근거하여 선택사상함수를 시프팅함으로써 획득되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제13항에 있어서, 각 점의 회전위치를 동심원을 따라서 기준점으로부터 각 거리로 변환후에 각 사상함수의 시프팅이 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제12항에 있어서, 사상함수는 각각의 동심원에 대하여 기억되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제15항에 있어서, 사상평면은 각각의 동심원에 대하여 별개로 배열되고, 각 상기 사상함수는 각각의 동심원에 대하여 병렬로 획득되며, 각 상기 사상함수의 시프팅이 실행되고, 각 시프트된 사상함수가 각각의 동심원에 대하여 사상평면에 기억되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제15항에 있어서, 각각의 사상함수와 각각의 동심원의 교차의 좌표치가 각 사상함수로서 메모리에 기억되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제12항에 있어서, 사상함수는 구(球)인 사상평면에 대하여 구면사상이고, 사상평면은 각 위도에서 동심원에 의하여 분활되는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제18항에 있어서, 각 상기 사상함수는 구면상의 극인 점에 대하여 대원이고, 상기 각 대원은 극인 점에 대하여 적도이며, 그리하여 각각의 극상호변환을 제공하는 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제12항에 있어서, 사상함수는 각각 하우 변환평면인 사상평면에 대하여 하부 변환인 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
제20항에 있어서, 사상함수는 하우변환함수인 것을 특징으로 하는 정보추출방법.
사상에 의하여 픽쳐로부터 정보를 추출하는 정보추출 컴퓨터장치에 있어서, 사상함수에 따라서, 구면의 중심과 구면상의 개별점을 연결하는 반경에 수직이고 구면의 중심을 포함하는 평면과 구면사이의 교차에 의하여 정의되는 각각의 대원에 대응하여 구면상의 점을 사상하고, 사상함수의 사상평면에의 기입을 대역폭을 갖는 사상함수 및 미분치를 상기 대역폭의 끝점의 어드레스로 기입함으로써 실행하고 사상 평면에 기입된 미분치를 적분하고, 상기 적분치를 다시 사상평면으로 기입하기 위한 사상수단 ; 사상함수에 근거하여 상기 대원에 대응하며, 상기 사상평면의 상기 점에 포함된 정보를 추출하는 정보추출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제22항에 있어서, 각 상기 사상함수의 사상평면에의 상기 기입은 각 대역폭과 각 대역폭의 양측에 각 대역폭과 각 억압영역을 갖는 각 사상함수를 기입하는 형태로 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제23항에 있어서, 대역폭과 억압영역을 갖는 각 상기 사상 함수의 기입은 상기 대역폭과 억압영역의 끝점의 어드레스에 기입하는 형태로 실행되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제24항에 있어서, 각 미분치는 상기 대역폭과 억압영역의 상기 끝점의 어드레스에 기입되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.
제25항에 있어서, 사상평면에 기입된 미분치가 적분되고, 각 상기 적분치가 다시 사상평면에 기입되는 것을 특징으로 하는 정보추출 컴퓨터장치.