KR960001752B1 - 2치화상처리에 의한 식별장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

2치화상처리에 의한 식별장치

제1도는 본 발명의 한 예의 계통도.

제2도는 내지 제12도는 그 설명을 위한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

31 : 2치화 회로 32 : 프레임 메모리

34 : 문자 메모리 41 : 카메라

본 발명은 2치화상처리에 의한 식별장치에 관한 것이다.

본 발명은 2치화상처리에 의한 식별장치에 있어서 무게중심 및 관성주축을 기준으로한 판정점을 결정하며, 이 판정점에 있어서의 흑백정보로 대상물의 식별을 함으로써 플렉시블(flexible)하고 정확한 식별을 실현한 것이다.

2치화상처리로 전기부품등을 식별하는 방법으로서 템플레이트 매칭법, 특징평가법등이 있다.

즉, 제11도는 템플레이트(template) 매칭법을 도시하는 것이며,

(i) 마스터로 되는 화상(동 a도)의 데이터를 메모리에 등록해둔다.

(ii) 대칭이 되는 화상(도 b도)의 데이터와 마스터 데이터를 화소마다 비교한다(동 c도).

(iii) (ii)항의 비교결과, 두 데이터가 일치하지 않을때에는 대상데이터를 1화소분만큼 수평 또는 수직 방향으로 시프트하고(동 d도). (ii)항으로 되돌아간다.

(iv) (ii)항의 비교결과, 두 데이터가 일치했을 때는(동 e도), 대상물의 마스터와 동일물이라고 판단한다.

와 같은 처리를 함으로써 대상물의 식별을 한다.

또, 제12도는 특징평가법을 도시하는 것이며,

(i) 마스터의 화상(동 a도)에 대해서 예컨대 면적 Sm 및 주위장 Lm을 구해서 등록해둔다.

(ii) 대상이 되는 화상(동 b, c도)의 면적 Si 및 주위장 Li을 마스터 데이터 Sm, Lm와 비교한다.

(iii) Sm=Si 또한 Lm=Li이면 그 대상물이 마스터와 동일물이라고 판단하고(동 b도), Sm≠Si 또는 Lm≠Li이면, 그 대상물이 마스터와는 상이하다고 판단한다.(동 c도)

와 같은 처리를 함으로써 대상물의 식별을 하는 것이다.

그런데, 템플레이트 매칭법의 경우에는 대상물이 마스터와 동일하더라도 제11F, G도에 도시하듯이 대상물이 경사되어 있으면 비교결과에 착오가 생기고 말며, 대상물을 정확하게 식별하지 못한다.

또, 특징평가법의 경우는 제12F도에 도시하듯이 대상물이 마스터에 대해서 뒤집히는 관계에 있는 부품이어도 Lm=Li, Sm=Si로 되므로 마스터와 동일물이라고 판단하고 말며, 즉, 대상물을 정확하게 식별하지 못한다. 또, 미묘한 어긋남을 식별하기도 곤란하다.

본 발명은 이들 문제점을 해결하려는 것이다.

이 때문에 본 발명에 있어서는 식별의 기준이 되는 마스터패턴 및 식별의 대상이 되는 대상패턴의 비디오 신호를 2치신호로 변환하는 2치화회로와 상기 2치신호를 기억하는 프레임 메모리와 상기 마스터패턴의 무게중심 및 관성주축을 계산하는 수단과 상기 마스터패턴의 화상을 표시하고 있는 화면상의 임의의 위치에 커서(cursor)를 설정하는 설정수단과 상기 마스터패턴의 2치신호중, 상기 설정수단으로 설정된 커서위치에 대응하는 신호로부터 그 커서위치의 흑백정도를 마스터 데이터로서 등록하는 수단과, 상기 대상패턴의 무게중심 및 관성주축을 계산하는 수단과, 상기 대상패턴의 2치신호중, 상기 커서위치에 대응하는 신호로 그 커서 위치의 흑백정보를 대상 데이터로 해서 끄집어내는 수단과 그 대상 데이터와 상기 마스터 데이터를 비교하는 비교수단과 이 비교수단의 비교출력에 기준해서 상기 식별의 대상이 되는 대상패턴에 관한 식별결과를 출력하도록한 2치화상처리에 의한 식별장치에 관한 것이다.

경사되고 있는 부품이나 뒤집힘의 관계에 있는 부품등에서도 정확하게 식별된다.

제1도에 있어서 (11)은 이 장치의 동작을 제어하는 16비트인 CPU, (12)는 BIOS등이 기입되어져 있는 ROM, (13)은 RAM을 도시하며, 이 RAM(13)에는 예컨대 제12도에 도시하듯이 식별처리 프로그램, 마스터 데이터, 식별실행시에서의 식별대상의 데이터등이 억세스됨과 더불어 일부가 CPU(11)의 작업 기억 영역(work area)으로 된다. 그리고 이들 메모리(12), (13)는 시스템 버스(19)를 통해서 CPU(11)에 접속된다.

또, (21)는 FDD, (22)는 키보드, (23)은 조이스틱을 도시하며, FDD(21)는 FDC(24)를 통해서 버스(19)에 접속되어 있음과 더불어 키보드(22) 및 조이스틱(23)은 인터페이스(35)를 통해서 버스(19)에 접속된다. 또한, FDD(21)의 플로피디스크(29)에는 식별처리의 프로그램으로서 제3도 및 제4도에 도시하는 플로챠트의 프로그램(100), (200)이 세이브되어 있다.

또한, (41)은 기준이 되는 패턴 및 대상이 되는 패턴을 촬상하는 비디오카메라를 도시하며, 이 카메라(4)로부터 휘도신호 Sy가 끄집어내어지며, 이 신호 Sy가 2치화 회로(31)에 공급되어서 소정의 임계 레벨보다 백레벨측일때에는 "0"레벨(백레벨)로 되며 그 임계 레벨(흑레벨)이 되는 2치신호 Sb로 되며, 이 신호 Sb가 프레임 메모리(32)에 공급된다.

이 프레임 메모리(32)는 신호 Sb의 1프레임분을 512화소×512화소의 분해능으로 기억하는 것이며 메모리(32)로의 신호 Sb의 로드는 DMA 콘트롤러(33)로 신호 Sn의 수평 및 수직동기에 동기해서 DMA 전송으로 행해진다.

또, (34)는 문자 메모리, (35)는 문자 생성기를 도시하며, 메모리(34)는 소위 V-RAM의 구성으로 되며 이 메모리(34)에 문자 생성기(35)의 문자 코드가 로드됨으로써 모니터 화면에 대응하는 문자, 숫자, 기호가 표시되는 것이다. 또한, (36)은 커서 및 윈도우로서 표시되는 신호를 형성하는 제너레이터, (37)은 CRT 콘트롤러를 도시하며, 이 콘트롤러(37)로 회로(32), (34) 내지 (36)이 제어됨과 더불어 그것들의 출력신호가 합성되어서 모니터 디스플레이(42)에 공급되며, 소정의 표시가 행해진다.

또한, 제5도 내지 제9도는 모니터 디스플레이(42)에 표시된 화상이며 이것은 백색 및 흑색으로 2치화되어 있다.

그리고 이 장치를 들어올리면 플로피디스크(29)에 세이브되어 있는 프로그램(100), (200)이 제2도에 도시하듯이 RAM(13)에 로드되어서 코멘드 대기로 된다.

그때, 키보드(22)로부터 티칭모드를 지시하면 프로그램(100)이 실행되어서 티칭(teaching)이 행해진다.

즉, 프로그램(100)이 스타트되면 스텝(101)에 있어서 식별의 기준이 되는 마스터부품의 화상이 카메라(41)로 촬상되며, 이때의 신호 Sb의 1프레임이 메모리(32)에 DMA로 써넣어진다. 또, 이 써넣어진 신호 Sb가 CRT 콘트롤러(37)로 판독되어서 디스플레이(42)에 공급되며, 제5도에 도시하듯이 기준이 되는 마스터 패턴이 디스플레이 화면에 표시된다.

이 도면에 있어서 마스터 부품으로서 임의의 방향을 향해서 배치된 직사각형인 부품이 촬상되며, 이것이 흑색인 직사각형의 마스터패턴으로서 표시되어 있는 경우이다. 또한, 이 마스터부품(마스터패턴)의 수는 얼마여도 좋지만 이 도면에 있어서는 1개이다.

이어서 처리는 스텝(102)으로 나아가며 이 스텝(102)에 있어서 마스터패턴이 복수 있을 경우에는 그중의 1개가 선택된다.

다음으로 스텝(103)에 있어서 스텝(102)으로 선택된 마스터패턴의 무게중심이 계산되며 또한, 스텝(104)에 있어서 그 마스터패턴의 관성주축이 계산된다.

그리고, 이어서 스텝(105)에 있어서 제너레이터(35), (36)의 신호가 디스플레이(42)에 공급되어서 디스플레이 화면에는 제6도에 도시하듯이 스텝(103)으로 산출한 무게중심의 위치에 이 무게중심위치를 도시하는 무게중심마크 및 마스터패턴 번호가 "+1"과 같이 표시됨과 더불어 스텝(104)로 산출한 관성주축이 무게중심마크 "+"로부터 그 관성주축방향의 직선으로서 표시된다.

다음으로 처리는 스텝(106)으로 나아가며 이 스텝(106)에 있어서 판정점의 설정처리가 행해진다. 즉, 제너레이터(35), (36)의 신호로 디스플레이 화면에는 제7도에 도시하듯이 X자형인 카솔 및 판정점 번호가 표시됨과 더불어 그 표시위치는 죠이스틱(23)의 조작에 따라서 임의로 변경되어 판정점이 설정된다.

이 경우, 판정점은 무게중심을 원점으로 하며, 또한, 관성주축의 방향을 기준축으로 하는 상대좌표로 지정됨과 더불어 패턴을 의식하는데에 유의한 점에 설정되는 것이다. 이 때문에 이 도면에 있어서는 제1번째의 무게중심 "+1"을 원점으로 하고 이 무게중심 "+1"에 대해서 "X1" 내지 "X4”의 판정점이 설정된 경우이다.

이어서, 처리는 스텝(107)으로 나아가며 이 스텝(107)에 있어서 스텝(106)에 있어서 설정한 판정점 "X1”내지 "X4”의 흑백정보가 계산 및 산정되며, 그 판정결과가 제7도에 도시하듯이 표시된다.

즉, 이 도면에 있어서 2행째가 그 판정결과를 나타내는 것이며, 제1번째(좌단)의 숫자는 제1번째의 마스터패턴임을 도시하며, 제2번째 내지 제5번째의 숫자가 판정점 "X1”내지 "X4”의 판정결과를 도시하며, 이 숫자가 "0"일때에는 판정점은 백색이며, "1"일때에는 흑색임을 도시한다.

다음으로 처리는 스텝(108)으로 나아가며 이 스텝(108)에 있어서 스텝(107)의 판정결과 내지 표시출력이 정확한지 어떤지를 묻는 문장이 디스플레이(42)에 표시되며, 이 물음에 대해서 키보드(22)로 착오로 입력되었을때에는 처리는 스텝(106)으로 되돌아가 판정점 "X1”내지 "X4”의 재설정 및 이후의 처리가 반복되며, 정확하다고 입력되었을때에는 처리는 스텝(109)로 나아간다.

그리고 이 스텝(109)에 있어서 제1의 마스터패턴에 대한 판정점 "X1”내지 "X4”의 상대좌표의 데이터, 즉, 무게중심으로부터의 거리 및 관성주축으로부터의 각도의 데이터가 RAM(13)에 위치데이터로서 등록되며, 다음에 스텝(110)에 있어서 스텝(107)에 있어서 판정결과(흑백정보)가 마스터 데이터로서 RAM(13)에 등록됨과 더불어 이것이 제1도의 마스터부품의 데이터임 등록되며, 이것으로 제1의 마스터부품에 대한 처리를 종료한다.

그리고, 다음으로 스텝(111)에 있어서 디스플레이 화면내에 또 등록되어 있지 않은 마스터패턴이 있는지 여부가 체크되며, 아직 등록되어 있지 않은 마스터패턴일때에 처리는 스텝(112)으로 나아가서 다음의 마스터패턴이 선택되고나서부터 스텝(103)으로 되돌아간 이후, 스텝(103) 내지 (110)의 처리가 반복되며 디스플레이 화면내의 모든 마스터패턴에 대해 등록이 행해졌을 경우에는 프로그램(100)을 종료한다.

단, 스텝(106)에 있어서 제2번째 또는 그 이후의 마스터패턴의 판정점 "X1" 내지 "X4”를 설정할 때, 제1번째의 마스터패턴에 대해서 판정점 "X1”내지 "X4”를 설정했을때의 상대좌표의 데이터가 사용되어 판정점 "X1”내지 "X4”가 설정되며, 유저에 의한 설정은 행해지지 않는다. 제8도는 디스플레이 화면내에 3개의 마스터패턴이 있으며 이것이 모두 등록되었을때의 상태를 도시하며, 동도면중의 기호 및 부호는 제7도와 마찬가지이다.

또한, 복수의 마스터패턴이 1회의 디스플레이 화면에 들어가지 못할 경우에는 그 마스터부품에 대해서 프로그램(102)이 새로이 실행된다.

그리고 이상으로 마스터패턴의 티칭을 종료하고 장치는 재차 코만드 대기가 된다.

그때 키보드(22)로부터 식별실행모드를 지시하면, 프로그램(200)이 스타트하면 스텝(201)에 있어서 식별의 대상이 되는 부품에 대해서의 2치신호 Sb의 1프레임이 DMA로 메모리(32)에 써넣어진다. 또, 이 써넣어진 신호 Sb가 CRT 콘트롤러(37)로 판독되어서 디스플레이(42)에 공급되며, 제5도와 마찬가지로 대상이 되는 부품의 패턴이 디스플레이 화면에 표시된다.

이어서 CPU(11)의 처리는 스텝(202)으로 나아가며 이 스텝(202)에 있어서 제너레이터(36)의 신호로 디스플레이 화면에 윈도가 표시됨과 더불어 이 표시장치가 조이스틱(23)의 조작에 따라서 주의로 변경되며, 디스플레이 화면내에 있어서 식별의 대상이 되는 범위가 설정된다. 이 경우, 이 식별범위내에 대상이 되는 패턴이 몇가지 표시되어도 좋다.

다음으로 스텝(203)에 있어서 스텝(202)으로 설정된 윈도내의 1개의 대상패턴이 선택되며 스텝(204)에서 스텝(203)에서 선택된 대상패턴의 무게중심이 계산되며 또한, 스텝(205)에 있어서 그 대상패턴의 관성주축이 계산된다.

그리고, 이어서 스텝(206)에 있어서 제너레이터(35), (36)의 신호로 제7도 또는 제8도와 마찬가지로 (204)로 산출한 무게중심의 위치에 무게중심 마크 및 대상패턴 번호가 표시됨과 더불어 스텝(205)에서 산출한 관성주축이 무게중심 마크로 그 관성주축의 방향의 직선으로서 표시되어 있다.

다음으로 스텝(207)에 있어서 RAM(13)으로부터 상대좌표의 데이터가 판독되어 스텝(204) (205)로 구한 무게중심 및 관성주축에 연산되며 이것으로 판정점 "X1”내지 "X4”의 절대좌표가 계산되며, 이어서 스텝(208)에 있어서 스텝(207)으로 구한 판정점 "X1”내지 "X4”에 대해서 그 흑백정보 즉, 대상 데이터가 메모리(32)의 신호 Sb로 계산된다.

그리고, 스텝(209)에 있어서 스텝(208)으로 산출한 대상 데이터가 RAM(13)에 등록되어 있는 마스터 데이터와 비교되며 제9도에 도시하듯이 그 대상 데이터에 가장 가까운 마스터 데이터에 대응하는 마스터패턴의 번호가 인식 결과로서 디스플레이 화면에 표시된다.

제9도에 있어서는 2행째 이하에 있어서, 좌측에 대상패턴의 번호가 표시되며 그 우측에 인식한 마스터패턴의 번호가 표시되어 있다. 또, 이때의 무게중심 마크 "+1" 내지 "+3" 관성주축 및 판정점 "X1”내지 "X4”도 표시되어 있다.

그리고 다음으로 스텝(210)에 있어서 모든 대상 패턴에 대해서 인식이 행해졌는지 여부가 체크되며, 모두에 대해서 행해져 있을때엔(제9도), 프로그램(200)을 종료하며, 모두에 대해서 표시되어 있지 않을때에는 스텝(204)로 다음 대상 패턴이 선택되고나서부터 스텝(202)으로 되돌아간다.

다음으로 판정점에 대한 흑색·백색의 판정법에 대해서 설명하기로 한다.

비디오카메라로 촬상된 화상은 제10a도에 도시하듯이 512화소×512화소의 크기로 분해함과 더불어 각 화소마다에 백레벨 또는 흑레벨로 2치화된다. 그리고, 동 a도에 굵은선으로 둘러싸 도시하듯이 커서가 도시하는 화소를 중심으로 하는 3화소×3화소를 판정점으로 간주하는 것이며(흑색·백색의 판단에 사용한다), 이 3화소×3화소에 대해서 동 b도에 도시하듯이 무게부여를 한다. 단, 이 무게의 배분은 유저가 임의로 설정하는 것이며, 그 총화를 100으로 한다.

그리고 지금 이 3화소×3화소가 예컨데 동 c도에 도시하는 것같은 백색 및 흑색의 배분이었다고 하면 백색의 화소를 "0", 흑색의 화소를 "1"로 하면, 동 c도는 동 d도와 같이 나타내어지므로 커서가 도시하는 판정점(3화소×3화소의 에리어)에 대한 평가치 Ev를

E_V=5×0+10×0+5×0+10×0+40×1+10×1+5×1+10×1+5×1=70

와 같이 구한다.

그리고 이때 임계레벨 E_TH를 유저가 임으로 선정해 두고 평가치 E_V를 레벨 E_TR와 비교하고, 그 비교결과로 커서가 도시하는 판정점이 흑색인지 백색인지를 판정한다.

지금의 경우에는 E_V=70이므로 E_TH=60으로 설정했을때는

E_V＞E_TH

이므로, 커서의 표시 판정점은 "흑색"으로 판단한다. 또한, E_TR=80으로 설정했을때에는

E_V＜E_TH

이므로 커서가 나타내는 판정점은 "백색"으로 판단한다.

이렇게해서, 이 발명에 의하면 패턴인식이 행해지는데 이 경우에 특히, 이 발명에 의하면 무게중심 및 관성주축을 기준으로 해서 판단하므로 부품이 어떤 위치회전방향에 있어서도 식별된다. 또, 판정점은 자유로이 설정되므로 식별에 필요한 부분만으로 판단할 수 있으며, 미묘한 식별을 고속으로 할 수 있다.

또한, 각 부품의 무게중심 및 관성주축만 계산되면 식별을 실행할 수 있으므로 한번에 복수개의 부품을 식별할 수 있다.

또, 관성주축을 축으로 해서 대상에 판정점을 설정함으로써 부품의 안팎식별이 된다. 또한, 관성주축에 수직으로 무게중심을 지나는 축에 대상인 위치에 판정점을 설정함으로써 관성주축의 정역도 식별된다.

또한, 상술에 있어서 마스터 데이터 및 대상 데이터의 처리를 할 때, 이것을 런 렝스(run length) 코드화해서 두어도 좋으며, 이것은 소프트웨어로 실현된다. 또, 2치화 회로(31)에서의 임계레벨도 유저로 임의로 설정되도록 해도 된다.

또한, 마스터 데이터는 다음의 판정에 대비해서 플로피 디스크(29)에 세이브해 두어도 되며, 또는 대상 데이터를 디스크(29)에 세이브해 두고 이것을 통해 처리함으로써 문제점을 찾는 데이터로서 사용할 수도 있다. 또, 조이스틱(23) 대신으로 키보드(22)의 커서키 또는 마우스등도 사용된다.

본 발명에 의하면 판정점 및 흑백판정의 기준을 설정하는 것만으로도 되므로 무게중심 및 관성주축을 기준으로 해서 판단하므로, 무게중심 및 관성주축을 기준으로해서 판단하므로 부품이 어떤 위치·회전방향에 있어도 식별된다. 또, 판정점은 자유로이 설정되므로 식별에 필요한 부분만으로 판단할 수 있으며, 미묘한 식별을 고속으로 할 수 있다. 또한, 각 부품의 무게중심 및 관성주축만 계산된다면 식별을 실행할 수 있으므로 한번에 복수개의 부품을 식별할 수 있다. 또, 관성주축을 축으로해서 대상에 판정점을 설정함으로써 부품의 안팎식별이 된다. 또한, 관성주축에 수직으로 무게중심을 지나는 축에 대상인 위치에 판정점을 설정함으로써 관성주축의 정역도 식별된다.

Claims (1)

1. 식별의 기준이 되는 마스터패턴 및 식별의 대상이 되는 대상패턴의 비디오신호를 2치신호로 변환하는 2치화회로와, 상기 2치신호를 기억하는 프레임 메모리와, 상기 마스터패턴의 무게중심 및 관성주축을 계산하는 수단과, 상기 마스터패턴의 화상을 표시하고 있는 화면상의 임의의 위치에 커서를 설정하는 설정수단과, 상기 마스터패턴의 2치신호중, 상기 설정수단으로 설정된 커서위치에 대응하는 신호로부터 그 커서위치에 대응하는 신호로부터 그 커서위치의 흑백정보를 마스터 데이터로서 등록하는 수단과, 상기 대상패턴의 무게중심 및 관성주축을 계산하는 수단과, 상기 대상패턴의 2치신호중, 상기 커서위치에 대응하는 신호로부터 그 커서위치의 흑백정보를 대상 데이터로서 추출하는 수단과, 이 대상 데이터와 상기 마스터 데이터를 비교하는 비교수단과, 이 비교수단의 비교출력에 기초로하여 상기 식별의 대상이 되는 대상패턴에 관한 식별결과를 출력하도록한 것을 특징으로하는 2치화상처리에 의한 식별장치.

Images