KR950004254B1 - 이미지 프로세싱 방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

이미지 프로세싱 방법

제1도의 (a) 내지 (b)는 종래 하스토그램 및 이미지 설명도.

제2도는 본 발명의 스페클 이미지 프로세싱 시스템 구성도.

제3도의 (a) 및 (b)는 제2도에 따른 좀더 개선된 종래 히스토그램 및 이미지 설명도.

제4도의 (a) 및 (b)는 임의의 라이별 하스토그램.

제5도는 본 발명의 알고리즘 적용 후, 안정화된 이미지 설명도.

제6도는 본 발명의 이미지 프로세싱 제어 흐름도.

본 발명은 스페클 방식을 이용한 비파괴 검사 시스템에서의 안정된 이진화 이미지를 얻기위한 이미지 프로세싱 방법에 관한 것으로, 특히 이미지 프로세싱에서 세선(細線)화 작업에 들어가기 전까지 잡음을 제거하고 안정된 이진화 이미지를 얻기위한 이미지 프로세싱 방법에 관한 것이다.

일반적으로 비파괴 검사 시스템은 물체에 어떤 외력(예를들어 열,압력,진동 등)을 가했을때 광학계의 물체비임(beam)과 기준비임에 의한 빛의 간섭현상에 의해 가해진 외력의 종류, 정도, 방향에 따라 방향성을 가진 프린지 패턴(fringe pattern)이 형성되는데, 물체에 결함이 있는 부분은 프린지 패턴에 프린지의 방향성과 간격변화, 프린지 패턴수와 같은 어떤 변화가 있게 된다.

상기와 같은 변화를 정성적, 정량적으로 해석하여 물체의 결함위치, 결함정도를 탐지해내는 시스템으로서 광학계에서는 프린지를 발생시키는 방식으로 크게 홀로그램 방식과 스페클 방식이 있다.

여기서 본 이미지 프로세싱 방법은 스페클 방식의 이미지에 초점을 맞춘 것으로 홀로그램 방식에서도 적용 가능하다.

종래의 스페클 방식은 물체 이미지와 프린지 이미지로 구성된 이진화 이미지를 CCD카메라를 통해 이미지 전용 프로세서에 저장하는데, 상기 CCD카메라를 통해 입력된 이미지는 여러가지의 잡음성분, 물체이미지 및 프린지 패턴 이미지가 혼합된 이진화 이미지가 제1도의 (다)에 도시한 바와 같다.

가령, 제1도의 (가)에 도시된 바와같은 오리지날 이미지를 CCD카메라로 입력하여 여러반 이미지 프로세싱을 한 후 다시 라인(한 라인을 512개의 화소로 구성)별로 읽어들여 처리하는데 좀더 좋은 이미지를 얻기위해 512×512의 모든 화소에 일정한 그레이(gray) 레벨값을 더하여 전체적으로 이미지를 밝게해주는 작업 즉, 스트레칭(Stretching) 작업을 한 후 그 스트레칭된 히스토그램(히스트그램이란 전체 이미지의 화소의 그레이레벨 분포를 알기위한 그림으로 X축에는 그레이레벨을 Y축에 해당 그레이레벨을 갖는 화소의 갯수를 도시한 그림이다)(제1도의 (나)에 도시)을 디스플레이하고 적절한 드레쉬홀드값을 주어 이진화 이미지를 디스플레이하면 제1도의 (다)에서와 같이 물체 이미지와 프린지 패턴 이미지 사이에 랜덤하게 퍼져있는 점들, 즉 스페클 잡음이 완전히 제거되지 많아 안정된 이진화 이미지를 얻을 수 없는 문제점이 있었다.

이와같은 종대의 결함을 감안하여 본 발명은 잡음성분이 제거된 이미지를 얻도록 강한 로우패스 필터링 작업을 여러번 거치고, 라인별로 프로세싱하여 피크(Peak), 밸리(Valley)점과 센터(Center) 포인트를 찾아내어 프린지 패턴을 트레이싱(tracing)하여 잡음성분이 제거된 안정된 이진화 이미지를 얻도록 한 이미지프로세싱 방법을 창안한 것으로, 이를 첨부한 도면 제2도 내지 제6도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

제2도는 본 발명의 스페클 이미지 프로세싱 시스템 구성도로서 스페클방식에 의한 광정보 발생기(1)로부터 발생된 정보를 CCD카메라(2)로 입력받아 이미지를 포착하고, 상기 CCD카메라(2)의 이미지는 이미지프로세서(3)의 제1프레임 버퍼메모리(31) 및 제2버퍼 메모리(32)에 저장하며, 감산부(33)에서는 제1프레임 버퍼 메모리(31)에서 제2프레임 버퍼 메모리(32)에 저장된 이미지 데이타를 감산하고, 상기 감산부(33)의 출력에 따라 물체 이미지 및 프린지 패턴 이미지 발생기(34)에서 물체 이미지 및 프린지 패턴 이미지 데이타 및 소프트웨어 이미지 프로세싱(4)에 의한 처리로 모니터출력부(5)를 통해 출력하도록 구성한다.

이와같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세히 설명하면 다음과 같다.

스페클 방식에 의한 광정보 발생기(1)의 광정보에 따라 CCD카메라(2)로 입력받은 오리지날 이미지를 제1프레임 버퍼 메모리(31) 및 제2프레임 버퍼 메모리(32)에 저장한 후 감산부(33)에서 저장된 제1프레임에서 제2프레임 이미지를 감산하여 그 감산출력을 이미지 발생기(34)에 출력하면 물체 이미지 및 프린지패턴 이미지를 발생한다.

상기와 같이 이미지 프로세싱에 의해 발생된 물체 이미지와 프린지 패턴 이미지 부분에 스페클 잡음이 있으므로 이를 제거하기 위해 전처리과정을 거치는데, 전처리과정으로는 종래와 마찬가지로 먼저 오리지날 이미지에 전체적으로 콘트라스트를 높이기 위해 이미지 스트레칭을 한후 그 스트레칭된 홀로그램을 이진화 처리하고 난 이미지에서 고주파 성분노이즈를 제거하기 위하여 강한 로우패스 필터링 및 이미지 블러링(image blurring)을 수행한다.

여기서, 로우패스 필터링 방법은 이미지의 고주파 성분을 제거하기 위한 것이고, 블러링은 이미지의 고주파성분을 한번 더 강하게 제거하기 위한 것이다.

이와같이 수행된 로우패스 필터링 및 이미지 블러링을 한 제3도의 (가)와 같은 히스토그램을 가지며, 전처리된 이미지를 디스플레이하면 제3도의 (나)와 같이 오리지날 이미지에 비해 좀더 스무드(Smooth)한 이미지가 얻어짐을 알 수 있다.

그러나, 세선(細線)화 작업에 들어가기에는 미흡하므로 좀더 잡음성분을 제거하여 세선화 작업을 할 수있도록 본 발명의 이미지 프로세싱 방법을 적용하는데 이는 다음과 같다.

제6도는 본 발명 이미지 프로세싱의 제어흐름도로서 로우패스 필터링 및 블러링한 이미지를 어느 한 라인에 대해 라인 히스토그램을 만들어 디스플레이한다. 여기서 라인 히스토그램이란 전체 이미지를 이루는 각 라인에 대해 화소의 밝기의 변화, 즉 그레이레벨 분포를 알아보기 위한 그림으로 X축은 각 라인을 이루는 화소의 번지를 나타내고 Y축은 그레이레벨의 크기를 표시함에 있어, 특정한 라인에 대한 라인 히스토그램의 결과는 제4도에 도시한 바와같이 나타나는데 이로부터 프린지부분과 잡음성분을 구분해 낼 수 있다. 즉, 그레이레벨이 낮은 밸리부분이 프린지 패턴을 이루는 부분이 되고 작은 피크나 밸리들을 잡음성분에 해당한다.

디스플레이된 이진화 이미지에서 모든 피크 및 밸리를 트레이싱한 후 피크는 1(피크=1), 밸리는 2(밸리=2), 없는 것은 0으로 어드레스에 저장한다. 이때 작은 피크와 작은 밸러는 잡음이므로 제거한다. 잡음인지 아닌지를 판단하기 위해 각 인접한 피크와 밸리사이의 그레이레벨 차이가 문턱치 이하이면 제4도의 (가)에서와 같이 잡음으로 판단한 후 잡음이면 제거하고 그 잡음이 제거된 피크와 밸리들을 선으로 연결하여 피크-밸리라인을 만든다.

다음단계로 상기 단계에서 추출된 피크, 밸리의 정보로부터 피크와 밸리사이의 중간점들을 찾아내고 이 중간점들을 연결한 센터라인을 만든다.

상기에서 피크-밸리라인과 센터라인은 제4도의 (나)에 도시한 바와 같다.

상기와 같은 수행을 첫 라인부터 480라인(퍼스널컴퓨터에서는 512×480)을 반복하여 각 라인에 대한 피크, 밸리의 센터 포인트들에 대한 정보를 저장시켜 놓는다.

다음에 피크, 밸리를 추적한 라인과 센터 포인트를 추적한 라인을 비교하여 피크-밸리 라인이 센터 포인트위에 있으면 대응하는 위치에 라인을 그려준다. 즉, 피크 밸리 라인이 센터 라인의 그레이벨레 보다 큰 구간의 픽셀에 나중에 프린지패턴을 만들게 되는 프린지 라인을 그려준다.

이와같은 작업을 480라인까지 반복하면 제5도와 같이 각 라인 모두에 대해 상기와 같은 프린지 라인이 그려지고, 상기 프린지 라인과 프린지 라인 사이의 라인이 없는 밝은부분이 프린지 패턴이 되게 된다.

이상에서 상세히 설명한 바와같이 본 발명은 로우패스 필터링 및 블러링 작업을 여러빈 수행한 후 잡음성분을 제거하기 위해 라인별로 처리하여 피크 및 밸리점과 센터 포인트를 찾아내어 프린지 패턴을 트레이싱하므로써 세선화 작업에 들어가기 전에 프린지 패턴을 추적한 안정된 이진화 이미지를 획득할 수 있도록 한 효과가 있다.

Claims (2)

1. 입력된 영상신호 이미지에 일정한 그레이레벨을 전체적으로 더하는 스트레칭단계와, 상기 단계에서 스트레칭된 이미지를 이진 데이타로 변환하는 이진화단계와, 상기 단계에서 이진화된 이미지에서 고주파성분등의 노이즈를 제거하는 로우패스필터링 및 이미지블러링단계와, 상기 단계에서 블러링된 이미지를 구성하는 라인별로 각 픽셀의 그레이레벨을 표시하여 라인 히스토그램을 얻도록 하는 단계와, 상기 단계에서 얻은라인 히스토그램으로부터 모든 피크와 밸리를 검출하여 해당하는 번지정보를 저장하는 단계와, 상기 단계에서 저장된 피크, 밸리중 노이즈에 해당하는 피크와 밸리를 제거하는 단계와, 상기 단계에서 노이즈가 제거된 각 라인의 피크, 밸리를 선으로 연결하여 피크-밸리라인을 만들고 해당 피크, 밸리의 갯수와 그 번지정보를 저장하는 단계와, 상기 단계에서 저장된 피크, 밸리정보로부터 각 피크, 밸리사이의 중간점을 추출하여 선으로 연결하여 센터라인을 만들고 그 센터라인의 중간점의 번지를 저장하는 단계와, 상기 단계에서 라인별로 만들어진 피크-밸리라인과 센터라인을 각각 비교하여 피크-밸리라인이 위에 있을경우 대응하는 위치에 성분을 그려주는 단계를 각 라인별로 반복하여 프린지패턴을 추출하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이미지 프로세싱 방법.
2. 제1항에 있어서, 피크, 밸리중 노이즈에 해당하는 성분을 제거하는 단계는 인접한 피크와 밸리의 그레이레벨의 차이가 문턱치 이하일때 노이즈로 간주하는 것을 특징으로하는 이미지 프로세싱 방법.