플로차트 기반 비전 소프트웨어 Matrox Design Assistant

연재Ⅱ 사용자 애플리케이션 중심의 비전 도구

Matrox Imaging 사의 Matrox Design Assistant 소프트웨어는 플로차트를 기반으로 하여 사용자 중심의 직관성 극대화를 통해 작업의 편리함을 가져왔다. 특히 소프트웨어에 포함된 Custom Step SDK(Software Development Kit)를 사용하여 사용자가 Martox Design Assistant의 기능을 확장할 수 있다. 사용자가 지정하여 생성한 비전도구는 독자적인 이미지 분석 및 처리뿐만 아니라 독자적인 통신 프로토콜을 구현할 수 있게 함으로써 커스토마이징을 극대화한다. 지난 호에 이어 Matrox Design Assistant에 대해 연재한다.

비전 도구

이미지 분석 및 프로세싱
Matrox Design Assistant는 보정, 이미지 향상 및 변형, 위치 변환, 특징 추출 및 측정, 문자열 해독, 식별 부호 디코딩 및 검증 등을 하는 플로차트 비전 도구들이 모여 있다. 이러한 비전 도구들은 최적의 성능 및 안전성을 제공하도록 설계되었다.

패턴 인식
Matrox Design Assistant에는 2개의 패턴 인식 수행 비전 도구가 있다. 패턴 매칭, 모델 파인더가 그것. 이들은 겐트리, 스테이지, 로봇, 후속 측정 비전 도구를 지시하기 위해 주로 복잡한 개체를 찾는데 사용된다.
먼저 패턴 매칭(Pattern Matching) 비전 도구는 비슷한 강도의 공간 분포를 살피는 방식으로 패턴을 찾는다. 이 도구는 스마트 검색 전략을 활용하는데, 변형되거나 틀어진 것들을 포함한 여러 패턴들을 신속하게 찾는다. 패턴은 수동으로 변경할 수 있고, 배열을 위해 자동으로 결정된다. 검색 매개 변수는 수동으로 조정할 수 있으며, 패턴에 맞게 성능을 수동으로 편집할 수 있다. 조명이 균일해야 잘 수행된다.
모델 파인더(Model Finder) 비전 도구는 윤곽과 같은 기하학적 특징을 사용하여 개체를 찾을 수 있는 고급 기술을 사용한다. 이 도구는 변경, 회전, 확대·축소되는 등의 사건을 포함한 여러 모델을 찾을 수 있다. 또, 부분적으로 누락된 개체를 찾거나, 화면에 고르지 않은 조명으로 인해 변경될 때에도 계속 찾을 수 있다는 편리함이 있다. 이로 인해, 조명 요구 사항을 완화할 수 있다. 모델은 이미지에서 수동으로 설정할 수 있으며, 검색 매개변수 또한 수동으로 조정할 수 있기 때문에 모델은 성능에 맞도록 수동으로 편집할 수 있다.

특징 추출 및 분석
블롭 분석(Blob Analysis) 비전 도구는 존재 유무 확인 및 위치를 결정하고, 향후 다른 검사를 할 수 있도록 식별, 계산, 위치 찾기, 기본적인 특징 및 블롭 등의 개체 찾기 및 측정 등을 하는 데 사용된다. 매우 빠르게 블롭을 식별함에도 불구하고 식별 전부터 배경과 배경이 아닌 블롭이 분리되도록 이미지를 분할하여 동작한다. 50개 이상의 특성을 측정할 수 있으며, 이러한 측정은 특정 블롭을 유지하거나 제거하는 데 사용될 수 있다.

1D 및 2D 측정
Matrox Design Assistant는 측정, 비드검사, 계측 등 3개의 측정 비전 도구를 사용할 수 있다. 이러한 도구는 주로 제조 품질을 평가하는데 사용된다.
측정(Measurement) 비전 도구는 신중하게 정의된 사각형 영역 내에서 직선 모서리 부분 또는 줄무늬를 매우 빠르게 찾고 측정하기 위해 이미지 세기의 돌출 부분을 사용한다. 이 도구는 모서리 부분과 줄무늬의 1D 측정 여러 개를 수행할 수 있을 뿐만 아니라 모서리 또는 줄무늬 사이의 1D 측정도 할 수 있다.

비드검사(Bead Inspection) 비전 도구는 접착제, 밀봉재, 보유 채널 등과 같이 연속적으로 구불구불한 비드로 적용되는 검사 재료를 위한 비전 도구이다. 이 비전 도구는 길이, 위치, 너비 등을 식별할 뿐만 아니라 끊어진 곳을 식별한다. 레퍼런스 비드에 사용자 정의 하등 경로를 받아들인 다음 템플릿을 형성하기 위해 자동으로 최적의 검색 상자를 배치하여 동작한다. 이러한 검색 상자의 크기 및 간격은 표본 해상도를 변경하기 위해 수정할 수 있으며, 허용 비드 폭, 오프셋, 간격, 전체 수용성 측정 등은 특정 검사 기준을 충족하기 위해 조정할 수 있다.

한편, 운영자는 이미지 프로세싱(Image Processing) 비전 도구를 사용하여 색차를 계산할 수 있고 색 투영도 수행할 수 있다. 투영 작업은 다른 그레이 스케일 프로세싱 비전 도구를 사용하여 분석을 위한 그레이 스케일 이미지로 변환하는 컬러를 강조 처리할 수 있고, 거리 작업은 이미지 내 및 이미지 사이의 컬러 차이 정도를 알 수 있다.

문자 인식
스트링 리더(String Resder)는 표면에 각인, 식각, 마크, 인쇄, 천공, 스탬프 등이 되어 있는 문자열을 읽을 수 있는 비전 도구이다. 이 비전 도구는 문자의 배경과 배경이 아닌 부분을 잘 분리하여 문자열을 찾고 판독하기 위해 기하학적 특징을 사용하는 정교한 OCR 기술을 기반으로 한다. 균일하거나 비례적인 간격의 문자를 알려지거나 알려지지 않은 번호로 문자열을 처리한다. 문자열, 화면 비율, 크기, 왜곡, 반전 등에 따르는 변화를 허용하며, 문자열이 여러 줄에 걸쳐 있거나 약간 각도가 져 있어도 찾을 수 있다. 이 도구는 다수 미리 정의되었거나 사용자가 정의한 라틴어 기반 글꼴도 판독할 수 있다. 더욱 판독 속도를 높이기 위해 사용자가 정의한 문법 규칙에 따르게 할 수 있다.

1D 및 2D 코드 판독 및 검증
코드 리더(Code Reader)는 1D, 2D, 복합 식별 마크를 판독할 수 있는 비전 도구이다. 이 비전 도구는 까다로운 조명 조건에서도 회전되거나 확대/축소된 코드를 처리할 수 있다. 뿐만 아니라 인식하기 어려운 코드도 처리할 수 있다. 반대로 코드의 방향, 위치, 크기 등을 제공할 수도 있다.
한편, 코드 검증(Code Verify) 비전 도구는 ANSI/AIM 및 ISO/IEC 등급의 표준을 기반으로 하는 코드의 품질을 검증할 수 있다.

보정
보정은 머신비전에서 일반적인 요구 사항이다. Matrox Design Assistant는 픽셀에서 실제 단위 등으로 변환할 수 있는 2D 보정(2D Calibration) 비전 도구를 포함한다. 이 도구는 카메라 렌즈 및 원근 왜곡과 같은 이미지 자체의 결과를 보정할 수 있다. 보정은 그리드의 이미지 또는 알려진 지점 목록을 사용하여 달성되며, Matrox Design Assistant Configuration Portal의 Utility Project를 통해 수행된다(다음 페이지 그림 11).

기본 이미지 프로세싱
Matrox Design Assistant는 이미지 프로세싱(Image Processing) 비전 도구를 사용하여 후속 분석에 대비하여 이미지를 개선하고 변환할 수 있다. 지원되는 작업은 산술 연산, 색 공간 변환, 컬러 거리 및 투영, 필터링, 기하학적 변환, 로직, LUT 매핑, 형태, 임계값 등 다양하다.
Matrox Design Assistant는 또한 엣지 로케이터(Edge Locator) 및 인텐시티 체커(Intensity Checker) 비전 도구를 포함하는데, 엣지 로케이터는 직선 모서리 부분을 찾아 개체를 찾는데 사용되며, 인텐시티 체커는 이미지 세기를 사용하여 개체를 분석하는데 사용된다.

유틸리티

Matrox Profiler
Matrox Design Assistant는 성능 병목 현상과 타이밍 문제를 위해 비전 프로젝트를 실행하여 사후 분석을 할 수 있는 별도 유틸리티인 Matrox Profiler와 함께 제공된다. 탐색할 수 있는 시간 막대 이미지를 사용하여 시간에 따라 실행되는 플로차트 비전 도구를 표현하는 방식이다. Matrox Profiler는 분석을 위해 실행 시간과 특정 비전 도구를 검색하고 선택할 수 있다.

Matrox Capture Assistant
Matrox Capture Assistant는 하나 이상의 GigE Vision 카메라의 연결을 검증할 수 있는 Matrox Design Assistant에 포함된 또 다른 별도 유틸리티이다. 비디오 획득물을 간단하게 테스트하고, GigE Vision 장치 정보를 얻고, 획득 통계를 수집하고, GenlCam 속성을 수집하는데 사용된다. 또한 GigE Vision 드라이버 설정을 조정할 수 있고, 연결 문제를 해결하는 수단을 제공할 수 있다.

연결

Matrox Design Assistant는 모든 GigE Vision 및 USB3 Vision 호환 카메라에서 이미지를 캡처할 수 있다. 이 소프트웨어는 TCP/IP뿐만 아니라 EtherNet/IP, MODBUS over TCP/IP, PROFINET 프로토콜을 사용하여 이더넷 네트워크를 통해 통신할 수 있어 자동 컨트롤러와 상호 작용할 수 있다. 2D 비전 가이드 로봇 애플리케이션을 위해 로봇 컨트롤러를 선택하여 직접 통신을 설정할 수도 있다.
Matrox Design Assistant는 또한 컴퓨터의 COM 포트를 통해 자동화 장치와 상호 동작하도록 구성할 수 있다. Matrox 비전 시스템과 스마트 카메라 뿐만 아니라 GigE Vision 또는 USB3 Vision 카메라에서 사용할 수 있는 입출력에 내장된 입출력과 직접 상호 동작하도록 할 수 있다.

자료제공 | (주)앤비젼(www.envision.co.kr)