KR100187210B1

KR100187210B1 - Center point extraction device

Info

Publication number: KR100187210B1
Application number: KR1019920018348A
Authority: KR
Inventors: 전병환
Original assignee: 윤종용; 삼성전자주식회사
Priority date: 1992-10-07
Filing date: 1992-10-07
Publication date: 1999-05-01
Anticipated expiration: 2012-10-07
Also published as: KR940010692A

Abstract

본 발명은 한 화소의 밝기값이 임의로 설정된 두개의 문턱값 사이에 존재할때 상기 화소가 화면상에 위치하는 X,Y축 어드레스 데이터를 두개의 문턱값 사이에 존재하여 메모리된 전 화소의 X,Y축 어드레스 데이터와 합산누적하고, 이 누적된 총 화소의 위치값을 이용하여 물체의 중심점을 실시간으로 추출하는 장치이다.According to the present invention, when the brightness value of one pixel exists between two arbitrarily set thresholds, the X and Y axis address data in which the pixel is located on the screen exist between the two threshold values to store the X, Y of all the pixels. It is a device that accumulates the sum of the axis address data and extracts the center point of the object in real time using the accumulated position values of the total pixels.

Description

Center point extraction device

제1도는 물체의 중심점을 추출하는 종래 장치의 블록도.1 is a block diagram of a conventional apparatus for extracting a center point of an object.

제2도는 본 발명에 따른 물체의 중심점 추출장치를 나타낸 실시예시도.2 is an exemplary view showing a center point extraction apparatus of an object according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 비데오카메라 12 : 동기신호발생부10: video camera 12: synchronization signal generator

14 : 어드레스발생부 20 : A/D변환부14: address generator 20: A / D converter

30 : 프레임메모리부 40 : D/A변환부30: frame memory section 40: D / A converter section

50 : 모니터 60 : 화소밝기 판단부50: monitor 60: pixel brightness determination unit

65 : 카운터부 70, 75 : 가산부65: counter 70, 75: adder

80, 85 : 데이터저장부 90 : 마이크로프로세서80, 85: data storage 90: microprocessor

본 발명은 물체의 중심점 추출(Centroid extractor)장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 영상에 나타난 2차원 형상의 중심봐표를 실시간으로 추출하는 물체의 중심점 추출장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for extracting a center point of an object, and more particularly, to an apparatus for extracting a center point of an object, which extracts a center target of a two-dimensional shape shown in an image in real time.

일반적으로 물체의 중심점은 그 물체의 위치를 나타내는 신호로 이용되기 때문에 응용분야에 따라 다양한 용도로 이용된다. 예를들면, 로봇의 팔이 물체를 흡착하여 이동시키는 경우 로봇의 팔이 물체에 닿는 부분은 물체의 중심점(무게중심)이 유리할 것이다. 즉, 무게중심을 이용하는 경우 물체를 흡착하였을때 로봇의 팔에 가해지는 하중의 편차가 적어지기 때문에 흡착위치 정밀도가 향상된다.In general, since the center point of an object is used as a signal indicating the position of the object, it is used for various purposes depending on the application. For example, if the robot's arm picks up and moves the object, the area where the robot's arm touches the object will be advantageous in terms of the center of gravity of the object. That is, in the case of using the center of gravity, the accuracy of the adsorption position is improved because the variation in the load on the arm of the robot when the object is adsorbed is reduced.

상기와 같이 다양한 용도로 이용되는 물체의 중심점을 추출하는 종래의 장치는 제1도에 도시된 바와같이 구성된다.The conventional apparatus for extracting the center point of an object used for various purposes as described above is configured as shown in FIG.

제1도에서, 비데오카메라(10)는 동기신호발생부(12)에서 출력되는 수평, 수직동기 신호에 매칭되어 피사체를 아날로그 신호로 변환시켜 A/D변환부(20)에 인가하도록 접속되어 있으며, 상기 A/D변환부(20)에 인가된 아날로그 영상신호는 A/D샘플링 클럭발생부(16)에서 출력된 클럭신호에 따라 샘플링되어 디지탈 영상신호로 출력된다.In FIG. 1, the video camera 10 is connected to the horizontal and vertical synchronization signals output from the synchronization signal generator 12 to convert the subject into an analog signal and to apply the A / D converter 20 to the video signal. The analog video signal applied to the A / D converter 20 is sampled according to the clock signal output from the A / D sampling clock generator 16 and output as a digital video signal.

한편, 프레임메모리부(30)는 어드레스발생부(14)에서 출력되는 어드레스데이터에 따라 메모리 번지수가 결정되어 상기 A/D변환부(20)에서 출력된 1프레임의 디지탈 영상신호를 메모리 하도록 구성되어 있다.On the other hand, the frame memory unit 30 is configured to store the memory address number according to the address data output from the address generator 14 to store the digital video signal of one frame output from the A / D converter 20. have.

상기 프레임 메모리부(30)에서 독출신호가 공급되어 독출된 1프레임의 영상신호는, D/A샘플링 클럭발생부(36)에서 출력된 클럭신호의 주기에 따라 입력된 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A변환부(40)를 통해 모니터(50)에 인가되므로 1프레임의 화상이 디스플레이된다.The video signal of one frame read and supplied from the frame memory unit 30 converts the input digital signal into an analog signal according to the period of the clock signal output from the D / A sampling clock generator 36. Since the image is applied to the monitor 50 through the D / A converter 40, an image of one frame is displayed.

이와같이 프레임메모리부(30)에 저장된 1프레임의 영상이 디스플레이될 때, 즉 프레임메모리부(30)에 1프레임의 영상신호가 메모리될때 마이크로프로세서(90)와 A/D변환부(20)에서 출력된 데이터를 받아 내부프로그램을 수행하여 물체의 중심점을 추출한다.When the image of one frame stored in the frame memory unit 30 is displayed, that is, when the image signal of one frame is stored in the frame memory unit 30, the microprocessor 90 and the A / D converter 20 output the same. It receives the data and executes the internal program to extract the center point of the object.

상기에서와 같이 물체의 중심점을 프로그램을 사용하여 소프트웨어적으로 추출한다면 512 × 512 의 해상도를 가진 영상의 경우 약 52만회 덧셈을 하는 시간이 필요하여 고속으로 물체의 중심점을 추출할 수 없는 문제점이 있었다.As described above, if the center point of the object is extracted in software using a program, it is necessary to extract about 520,000 times in the case of an image having a resolution of 512 × 512, and thus the center point of the object cannot be extracted at high speed. .

이에, 본 발명은 상기와 같은 제반 결점을 해소하기 위해 창출한 것으로서, 본 발명은 영상에 나타난 2차워적인 물제의 중심점을 영상취득과 동시에 계산하여 추출함으로써 물체의 중심점을 실시간으로 추출하는 장치를 제공하는데 그 목적을 두고 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned shortcomings, and the present invention provides an apparatus for extracting the center point of an object in real time by calculating and extracting the center point of the secondary material shown in the image simultaneously with the image acquisition. The purpose is to.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 물체의 중심점 추출장치는, 물체(피사체)를 촬상하여 이에 해당되는 아날로그 영상신호를 출력하는 비데오카메라와, 상기 비데오카메라에서 출력된 아날로그 영상신호를 디지탈 영상신호로 변환하여 프레임메모리부에 인가하는 A/D변환부의 출력신호를 받아 물체의 중심점을 추출하는 마이크로프로세서를 구비하여된 물체의 중심점 추출장치에 있어서, 상기 A/D변환부에서 출력되는 한 화소의 밝기값이 임의로 설정된 두개의 문턱값(threshold)사이에 있는가를 판단하는 화소밝기 판단부와, 상기 화소밝기 판단부에서 판단된 화소의 밝기값이 두개의 문턱값 사이에 있을때 인에이블되어 상기 화소가 화면상에 위치하는 X,Y축 어드레스데이터를 전화소(두개의 문턱값 사이에 있는 화소)의 X,Y축 어드레스데이터와 각각 가산하여 출력하는 제1,2가산부와, 상기 제1,2가산부에서 출력된 화소의 X,Y축 어드레스 데이터를 1프레임 기간동안 저장하고 독출하는 제1,2데이터 저장부와, 상기 제1,2데이터 저장부에서 출력되는 화소의 X,Y어드레스 데이터값을 받아 물체의 중심점을 추출하는 마이크로프로세서로 이루어진 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the apparatus for extracting a center point of an object includes a video camera for capturing an object (subject) and outputting an analog video signal corresponding thereto, and a digital video signal output from the analog video signal output from the video camera. An apparatus for extracting a center point of an object, comprising: a microprocessor for extracting a center point of an object by receiving an output signal of an A / D converter applied to a frame memory unit by converting the signal to a frame memory unit; A pixel brightness determining unit that determines whether the brightness value is between two arbitrarily set thresholds, and when the brightness value of the pixel determined by the pixel brightness determining unit is between two threshold values, the pixel is displayed on the screen. The X and Y axis address data located on the phone and the X and Y axis address data of the telephone station (pixel between two threshold values) First and second adders respectively adding and outputting the first and second data storage units storing and reading the X and Y axis address data of the pixel output from the first and second adding units for one frame period; The microprocessor may be configured to extract the center point of the object by receiving the X and Y address data values of the pixels output from the first and second data storage units.

이하, 본 발명을 한 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

제2도는 본 발명에 따른 물체의 중심점 추출장치의 실시예시도로서, 비데오카메라(10)는 피사체를 촬상하고, 이 촬상된 신호를 동기신호발생부(12)에서 출력되는 수평·수직동기 신호에 따라 출력하여 A/D변환부(20)에 인가하도록 접속되어 있으며, 상기 A/D변환부(20)는 A/D샘플링클럭발생부(16)에서 출력된 클럭신호에 따라 입력된 아날로그 영상신호를 디지탈 영상신호로 변환하여 출력하도록 구성되어 있다.2 is an exemplary view of an apparatus for extracting a center point of an object according to the present invention, in which a video camera 10 photographs a subject and transmits the captured signal to a horizontal and vertical synchronous signal output from the synchronization signal generator 12. FIG. The A / D converter 20 is connected to the A / D converter 20 and outputs the same according to the clock signal output from the A / D sampling clock generator 16. Is converted to a digital video signal and output.

프레임메모리부(30)는 어드레스 발생부(14)에서 출력되는 어드레스데이터에 따라 메모리 번지수가 결정되어 A/D변환부(20)에서 출력된 디지탈 영상신호를 1프레임 주기로 기입하고 이를 독출하도록 구성되어 있으며, D/A변환부(40)는 D/A샘플링클럭발생부(36)에서 출력된 클럭신호에 매칭되어 상기 프레임 메모리부(30)에서 독출되어 입력된 디지탈 신호를 아날로그 신호로 변환하여 모니터(50)에 인가하도록 접속되어 있다.The frame memory unit 30 is configured to determine the memory address number according to the address data output from the address generator 14 and to write and read the digital video signal output from the A / D converter 20 in one frame period. The D / A converter 40 matches the clock signal output from the D / A sampling clock generator 36 to convert the digital signal read from the frame memory unit 30 into an analog signal for monitoring. It is connected so that it may apply to 50.

화소밝기 판단부(60)는 상기 A/D변환부(20)에서 출력되는 한화소의 밝기값과 임의로 설정된 2개의 문턱값(TL)(TH)을 각각 비교하는 2개의 비교회로와, 상기 2개의 비교회로에서 출력된 각각의 데이터값을 조합하여 상기 화소의 밝기값이 2개의 문턱값 사이에 있는가를 체크하는 조합회로로 구성되어 있다.The pixel brightness determination unit 60 includes two comparison circuits for comparing the brightness value of the one pixel output from the A / D conversion unit 20 with two arbitrarily set threshold values TL (TH), and the two comparison circuits. And a combination circuit that checks whether the brightness value of the pixel is between two threshold values by combining each data value output from the comparison circuit.

카운터부(65)는 상기 화소밝기 판단부(60)의 조합회로에서 출력되는 펄스엣지 신호를 설정된 갯수만큼 카운트한다.The counter 65 counts the number of pulse edge signals output from the combination circuit of the pixel brightness determining unit 60 by a set number.

제1,2가산부(70)(75)는 상기 화소밝기 판단부(60)의 조합회로에서 하이상태의 인에이블 신호가 공급될 때 화소의 X,Y축 어드레스데이터를 제1,2데이터저장부(80)(85)에서 독출된 전화소의 X,Y축 어드레스데이터값과 가산하여 상기 제1,2데이터저장부(80)(85)에 공급함과 동시에 상기 카운터부(65)에서 인에이블된 갯수가 카운트된다.The first and second adders 70 and 75 store the X and Y axis address data of the pixel when the enable signal of the high state is supplied from the combination circuit of the pixel brightness determiner 60. The first and second data storage units 80 and 85 are added to the first and second data storage units 80 and 85 in addition to the X and Y axis address data values of the telephone station read by the unit 80 and 85 and are enabled by the counter unit 65. The count is counted.

마이크로프로세서(90)는 상기 제1,2데이터저장부(80)(85)에서 1프레임동안 가산하여 누적한 화소의 X,Y축 위치에 해당되는 어드레스데이터값을 받아 물체의 중심점을 추출하도록 구성되어 있다.The microprocessor 90 is configured to extract the center point of the object by receiving address data values corresponding to the X and Y axis positions of the pixels accumulated by the first and second data storage units 80 and 85 for one frame. It is.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 중심점 추출장치의 작동과정을 전체적으로 설명하면 다음과 같다.Referring to the overall operation of the center point extraction apparatus of the present invention having the configuration as described above are as follows.

제2도에 도시된 비데오카메라(10)에 물체가 촬상되면, 상기 비데오카메라(10)는 동기신호발생부(12)에서 출력되는 수평·수직동기신호에 의해 촬상된 물체의 영상인 아날로그 신호를 동기화시켜 A/D변환부(20)에 인가한다.When an object is picked up by the video camera 10 shown in FIG. 2, the video camera 10 outputs an analog signal which is an image of the object picked up by the horizontal and vertical synchronous signals output from the synchronization signal generator 12. FIG. The synchronization is applied to the A / D converter 20.

상기 A/D변환부(20)에 인가된 아날로그 신호는 A/D샘플링 클럭발생부(16)에서 출력되는 클럭신호에 따라 샘플링되어 디지탈신호로 변환된후 어드레스발생부(14)에서 출력되는 X,Y위치(화면에 디스플레이되는 지점)에 해당되는 어드레스에 의해 메모리번지수가 결정되는 프레임메모리부(30)에 저장되는데, 상기 프레임메모리부(30)에 1프레임에 해당되는 화소의 데이터가 메모리되면 상기 프레임메모리부(30)는 기입된 데이터를 독출하여 D/A변환부(40)에 공급하며, 상기 D/A변환부(40)에 공급된 디지탈 신호는 D/A샘플링클럭 발생부(36)에서 출력되는 클럭펄스에 따라 아날로그 신호로 변환되어 모니터(50)에 공급되므로 물체의 화상이 디스플레이 된다.The analog signal applied to the A / D converter 20 is sampled according to the clock signal output from the A / D sampling clock generator 16, converted into a digital signal, and output from the address generator 14. When the memory address is determined by the address corresponding to the Y position (point displayed on the screen), the memory is stored in the frame memory unit 30. When the data of the pixel corresponding to one frame is stored in the frame memory unit 30, The frame memory unit 30 reads the written data and supplies the data to the D / A converter 40. The digital signal supplied to the D / A converter 40 is a D / A sampling clock generator 36. In accordance with the clock pulse output from the) is converted into an analog signal and supplied to the monitor 50, an image of the object is displayed.

한편, 상기 A/D변환부(20)에서 디지털화되어 출력되는 화소의 데이터값은 화소밝기 판단부(60)의 비교회로인 비교기(COM1)(COM2)의 일측단자에 공급되어 타측단자에 인가된 문턱값(TL)(TH)과 비교된다.On the other hand, the data value of the pixel digitized and output from the A / D converter 20 is supplied to one terminal of the comparator (COM1) (COM2) which is a comparison circuit of the pixel brightness determination unit 60 is applied to the other terminal It is compared with the threshold TL TH.

여기서 문턱값(TL)(TH)은, 물체에 해당되는 화소의 밝기 분포가 화면 전체의 밝기분포내의 어느 한 영역에 속할때 밝기분포의 최소값과 최대값이 된다.Here, the threshold value TL (TH) is a minimum value and a maximum value of the brightness distribution when the brightness distribution of the pixel corresponding to the object belongs to any area within the brightness distribution of the entire screen.

따라서 A/D변환부(20)에서 출력된 화소의 밝기에 해당되는 데이터값이 두문턱값(TL)(TH)사이에 있으면 비교기(COM1)(COM2)의 출력은 하이상태로 되기 때문에 조합회로인 앤드게이트(AN)의 출력도 하이가 되어 제1,2가산부(70)(75)의 인네이블단자(EN)에 공급된다.Therefore, when the data value corresponding to the brightness of the pixel output from the A / D converter 20 is between the two threshold values TL and TH, the output of the comparator COM1 and COM2 is in a high state. The output of the in and gate AN is also high and is supplied to the enable terminal EN of the first and second adders 70 and 75.

이와같이 인에이블단자(EN)에 인에이블 신호가 공급되면 제1,2가산부(70)(75)는 어드레스발생부(14)에서 출력되는 화소의 X,Y축 어드레스 데이터와 제1,2데이터저장부(80)(85)에 저장된 전화소의 X,Y축 어드레스 데이터값을 독출하여 가산한 후 상기 제1,2데이터저장부(80)(85)에 기입한다.When the enable signal is supplied to the enable terminal EN in this manner, the first and second adders 70 and 75 perform X and Y axis address data and first and second data of pixels output from the address generator 14. The X and Y axis address data values of the telephone station stored in the storage units 80 and 85 are read out and added to the first and second data storage units 80 and 85.

즉, 화소밝기 판단부(60)에서 인네이블 신호가 출력될 때 마다 제1,2가산기(70)(75)는 화소의 X,Y축 어드레스 데이터와 제1,2데이터저장부(80)(85)에 저장된 전화소의 X,Y축 어드레스 데이터합과 적산하여 다시 제1,2데이터저장부(80)(85)에 공급함과 동시에 마이크로프로세서(90)에 공급하는 과정에서 카운터부(65)는 가산기를 작동시킨 회수를 카운트한다.That is, each time the enable signal is output from the pixel brightness determining unit 60, the first and second adders 70 and 75 may store the X and Y axis address data of the pixel and the first and second data storage units 80 ( In the process of supplying to the first and second data storages 80 and 85 and integrating with the sum of the X and Y axis address data of the telephone station stored in 85), the counter 65 is Count the number of times the adder was activated.

이와같이, 제1,2데이터저장부(80)(85)에 적산되어 메모리된 화소의 X,Y축 어드레스 데이터값은 전기한 두 문턱값 사이에 있는 밝기값을 가진 화소의 X,Y위치에 해당되는 데이터의 총합이므로 마이크로프로세서(90)는 이 총합을 화소의 갯수로 나누어 X,Y축의 중심점을 구할 수 있어서, 모니터(50)에 물체가 디스플레이되는 순간 물체의 중심점을 추출할 수 있다.As such, the X and Y axis address data values of the pixels accumulated and stored in the first and second data storage units 80 and 85 correspond to the X and Y positions of the pixels having brightness values between the two thresholds. Since the total data is the sum of the data, the microprocessor 90 may obtain the center point of the X and Y axes by dividing the total by the number of pixels, so that the center point of the object may be extracted when the object is displayed on the monitor 50.

상술한 바와같이 작동하는 물체의 중심점 추출장치를 부품삽입시스템에 채용하면 부품이 삽입되는 중심점을 실시간으로 추출하므로 부품이 삽입될 위치를 빨리 결정할 수 있어 전체적인 부품 삽입공정 시간을 줄일 수 있는 장점이 있다.Employing the center point extraction device of the working object as described above in the component insertion system extracts the center point in which the component is inserted in real time, so that the position of the component can be quickly determined, thereby reducing the overall part insertion process time. .

Claims

A video camera for capturing an object (subject) and outputting an analog video signal corresponding thereto, and an output signal of an A / D converter for converting the analog video signal output from the video camera into a digital video signal and applying the same to a frame memory unit. A device for extracting a center point of an object having a microprocessor for extracting the center point of the object, wherein the brightness value of one pixel output from the A / D converter is determined between two arbitrarily set thresholds. When the brightness value of the pixel determined by the pixel brightness determination unit and the pixel brightness determination unit are between two threshold values, the pixel brightness determination unit is enabled to convert X and Y axis address data where the pixel is located on the screen. First and second adders for adding and outputting the X and Y-axis address data of each pixel), and the first and second adders A first and second data storage unit for storing and reading small X and Y axis address data for one frame period, and receiving the X and Y address data values of pixels output from the first and second data storage units Apparatus for extracting the center point of the object, characterized in that consisting of a microprocessor for extracting.

The display device of claim 1, wherein the pixel brightness determiner 60 comprises two comparison circuits for comparing the brightness value of the one pixel and the two threshold values TL (TH) output from the A / D converter 20; And a combination circuit for combining the respective data output from the two comparison circuits to check whether the brightness value of the pixel is between two threshold values (TL) (TH).

The method of claim 2, wherein the two threshold values TL (TH) are minimum and maximum values of the area when the brightness distribution of the pixel corresponding to the object belongs to any one area within the brightness distribution of the entire screen. Apparatus for extracting the center point of the object.