[eBook] 영상처리 기술 및 응용 (1판)

제1장 영상 획득 및 처리를 위한 검사 비전 시스템

1.1 렌즈

1.2 CCD 카메라

1.3 조명

연습문제 

제2장 영상 처리를 위한 SW 환경 구축

2.1 Visual C++를 이용한 영상처리 프로그램 구축

2.2 영상 메모리 할당 및 해제

2.3 비트맵 이미지 구조

2.4 비트맵 영상의 열기와 저장

2.5 태스크 바

연습문제 

제3장 영상 전처리

3.1 영상 모드

3.2 히스토그램

3.3 평활화

3.4 명암변환(밝기 변환)

3.5 이진화

3.6 잡음 제거 필터링

연습문제 

제4장 윤곽선 검출과 세선화

4.1 1차 미분을 이용한 윤곽선 검출

4.2 2차 미분을 이용한 윤곽선 검출

4.3 세선화(Thinning)

4.4 허프변환(Hough Transform)

연습문제

제5장 특징 추출(Feature Extraction)

5.1 다양한 특징점 정의(Feature Specification)

5.2 공간 모멘트(Spatial Moment)

5.3 중심 모멘트(Central moment)

5.4 경계 묘사(Boundary Descriptions)

5.5 대상 분류(Object Classfication)

연습문제 

제6장 경계선 추적과 영역 추출

6.1 체인코드에 의한 영역 색칠하기

6.2 경계 추적 알고리즘(Border Following)에 따른 영역 색칠하기

6.3 래스터 스캔(Raster Scan)에 의한 영역 색칠하기

6.4 잔디 태우기(Grass fire)에 의한 영역 색칠하기

6.5 다각형 근사화(Polygonal Approximation)와 아메바 알고리즘

연습문제 

제7장 기하학적 공간 변환과 주파수 변환

7.1 공간 변환

7.2 주파수 변환

연습문제

제8장 영상의 수리 형태학적 연산 

8.1 팽창(Dilation)

8.2 침식(Erosion)

8.3 열림(Opening)과 닫힘(Closing) 연산

8.4 적중과 비적중 변환(Hit and Miss Transform)

8.5 명암 영상의 침식과 팽창

연습문제

제9장 검사 비전 시스템 응용

9.1 볼트의 양불 검사 시스템

9.2 타포린의 핀홀 결함 검출 시스템

9.3 지문 영상 처리 및 인식

9.4 비디오 헤드의 형상 검사 시스템

해답

찾아보기

생활 주변에서 사용되는 모든 기기들은 신호를 다루고 있다. 소위 신호를 어떻게 원하는 목적에 적합하도록 변환하여 사용할 것인가? 이런 주제를 갖고 오래 전부터 고민해 왔다. 오래 전에는 신호에 대한 이론적인 배경인 수학으로 표현하고 변환하는 연구가 되어왔다. 한 예로 19세기 수학자인 조셉 푸리에는 푸리에 변환을 통해서 신호의 시간적 특성을 주파수로 표현하는 혁신적인 사건이 일어난다. 그렇지만 실제로 계산량이 엄청나기에 이론적으로만 가능했다.

그렇지만 인류 문명에 거대한 변화의 시점인 컴퓨터의 탄생으로 인해서 고속으로 계산이 가능하게 된다. 여기에 고속 푸리에 변환 알고리즘이 나오면서 신호처리 분야는 1970년대부터 급속하게 발전하는 신기원을 이룬다. 또한 이에 부합하여 냉전시대에 군사 정보 탐지 목적으로 영상신호처리 분야도 비약적으로 성장을 이루는 계기를 맞는다.

더욱이 멀티미디어 시대의 도래로 인해서 2D는 물론 3D 영상처리기술에 혁신적인 변화가 일어나게 된다. 현재 이런 영상처리기술은 의료 산업, 생물학, 군사 분야, 영화 산업, 우주 및 위성, 공장 자동화, 사무 자동화, 지능 운송시스템 등등 전 분야에 걸쳐 파급 효과가 무궁무진할 지경이다.

본 책에서는 공장 자동화 분야에서 필요한 검사 비전 시스템에 대한 주제를 다룬다. 공장의 생산 현장에서 영상 처리 시스템은 자동화된 검사와 프로세스 감시에 주로 이용된다. 이들 시스템은 생산 공정의 정밀도와 안정성을 향상시키면서 작업자의 수를 줄인다. 또한 비전 로봇으로 하여금 정밀도 검사나 품질향상을 위한 자동화를 구축할 수 있다. 1장에서는 기본적인 영상 획득 및 처리를 위한 검사 비전 시스템 구성에 필요한 요소 구성품에 대한 설명과 설계를 한다. 2장에서 8장 까지는 영상처리의 기본 기술인 SW 환경구축, 영상 전처리, 윤곽선 검출과 세선화, 특징 추출, 경계선 추적과 영역추출, 기하학적 변환 및 주파수 변환, 수리 형태학 연산 등을 취급하게 된다. 9장에서는 검사 비전 시스템의 응용 예들을 살펴본다.

비주얼 스튜디오의 VC++ 6.0을 이용한 영상처리 프로그램을 직접 만들고 개발할 수 있도록 복두출판사 홈페이지에 영상처리블록(ImgProcBk) 프로그램 소스를 제공하고 있다. 이를 활용하여 원하는 분야에 프로그램 모듈을 개발하여 접합하므로 응용이 용이하게 된다.

부디 영상처리 분야에서 관심을 갖고 있는 분들에게 기본적인 밑거름이 되기를 바라며, 미래의 머신 비전 시스템, 컴퓨터 비전, 로봇 비전 등등 인공 지능과 결합되어 보다 진화된 비전 시스템들이 탄생하기를 바란다.

2014년 2월

저자 오춘석, 한창호