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KR20120134962A - Method for recognizing coordinate from coordinate pattern on pattern sheet - Google Patents

Method for recognizing coordinate from coordinate pattern on pattern sheet Download PDF

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Publication number
KR20120134962A
KR20120134962A KR1020110054230A KR20110054230A KR20120134962A KR 20120134962 A KR20120134962 A KR 20120134962A KR 1020110054230 A KR1020110054230 A KR 1020110054230A KR 20110054230 A KR20110054230 A KR 20110054230A KR 20120134962 A KR20120134962 A KR 20120134962A
Authority
KR
South Korea
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coordinate
pattern
image
coordinate pattern
identification
Prior art date
Application number
KR1020110054230A
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Korean (ko)
Inventor
홍영표
Original Assignee
제노젠(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제노젠(주) filed Critical 제노젠(주)
Priority to KR1020110054230A priority Critical patent/KR20120134962A/en
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Abstract

PURPOSE: A method for recognizing coordinates from a coordinate pattern on a pattern sheet is provided to quickly and accurately recognize numbers corresponding to a coordinate value expressed by the coordinate pattern of an identification pattern from an image taken with a digital camera by using the coordinate pattern. CONSTITUTION: A digital image is obtained by photographing a coordinate pattern around an identification spot(S100). A line of the coordinate pattern on the image is vertically and horizontally arranged(S200). A direction of the image is checked and the image is placed forward(S300). A coordinate value indicated by the coordinate pattern around the identification spot is recognized(S400). The coordinate value indicating the center of the coordinate pattern is determined(S500). The coordinate value of the identification spot on the image is calculated(S600). [Reference numerals] (AA) Start; (BB) End; (S100) Obtaining coordinate pattern digital image; (S200) Vertically and horizontally arranging coordinate pattern; (S300) Placing image forward; (S400) Recognizing coordinate pattern in forwarding direction; (S500) Determining coordinate pattern center coordinate value; (S600) Calculating identification spot coordinate value

Description

패턴시트 상의 좌표패턴으로부터 좌표를 인식하는 방법 {METHOD FOR RECOGNIZING COORDINATE FROM COORDINATE PATTERN ON PATTERN SHEET}How to recognize coordinates from coordinate pattern on pattern sheet {METHOD FOR RECOGNIZING COORDINATE FROM COORDINATE PATTERN ON PATTERN SHEET}

이 발명은 좌표패턴이 배열된 패턴시트 상의 한 지점의 위치를 좌표값으로 인식하는 좌표인식방법에 관한 것이며, 더 자세하게는 좌표패턴을 촬상한 이미지 상의 좌표패턴의 왜곡을 보정하여 고도의 인식률과 신뢰도로 정확하게 인식할 수 있는 좌표인식방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a coordinate recognition method for recognizing a position of a point on a pattern sheet in which a coordinate pattern is arranged as a coordinate value. More particularly, the present invention relates to a high recognition rate and reliability by correcting a distortion of a coordinate pattern on an image captured by the coordinate pattern. The present invention relates to a coordinate recognition method that can be recognized correctly.

좌표값에 대응하는 숫자를 패턴으로 표현한 좌표패턴이 배열된 패턴시트 상의 한 지점의 위치를 좌표값으로 인식하는 기술이 개발되어 이용되고 있다.A technique for recognizing a position of a point on a pattern sheet in which a coordinate pattern representing a number corresponding to the coordinate value as a pattern is arranged as a coordinate value has been developed and used.

다양한 방식의 그러한 좌표패턴들이 제안되어 있으며, 제각기 나름대로의 용도에서 잘 활용되고 있다.Such coordinate patterns in various ways have been proposed and are well utilized in their respective uses.

그러한 좌표인식기술에서는 이미지 소자로 좌표패턴을 촬상하여 분석함으로써 좌표값을 인식하고 있으며, 그러한 대표적인 도구로서 디지털펜이 출시되어 있다.In such coordinate recognition technology, coordinate values are recognized by imaging and analyzing coordinate patterns with image elements, and digital pens have been introduced as such representative tools.

종래의 디지털펜은 광 마우스용 이미지 소자와 동일 또는 유사한 이미지 소자를 이용하고 있다.Conventional digital pens use the same or similar image elements as those for optical mice.

한편, 근래에 디지털 카메라용 이미지 센서가 비약적으로 발전하고 가격이 저렴해지면서, 웹캠, 펜스캐너 등 디지털 카메라를 이용한 다양한 응용제품이 출시되고 있다.On the other hand, as the image sensor for digital cameras has been rapidly developed and the price has been reduced in recent years, various applications using digital cameras such as webcams and pen scanners have been released.

웹캠, 펜스캐너는 물론이고, 디지털펜도 폭넓은 응용분야를 확보하고 있고, 더욱 확대되고 있는 추세이다.In addition to webcams and pen scanners, digital pens have a wide range of applications and are expanding.

지금까지 웹캠과 펜스캐너 및 디지털펜은 제각기 독특한 기능을 구현하고 있는데, 그러한 기능들을 겸비한 통합적인 도구가 없으며, 사용자들은 그러한 도구들을 따로따로 구비하여 사용해야 하는 불편이 있다.Until now, webcams, pen scanners, and digital pens each have their own unique features, and there is no integrated tool that combines those features, and users are inconvenient to use them separately.

웹캠과 펜스캐너는 공히 디지털 카메라를 이용하고 있으므로 그 기능의 통합이 비교적 용이하다고 할 것이다.Both webcams and pen scanners use digital cameras, so their integration is relatively easy.

그런데, 웹캠 또는 펜스캐너와 달리, 디지털펜은 광마우스용 이미지 소자를 이용하기 때문에 웹캠과 디지털펜 또는 펜스캐너와 디지털펜의 기능을 통합하는 것은 여러 가지 극복해야 할 문제가 있다.However, unlike a webcam or a pen scanner, since the digital pen uses an image element for an optical mouse, integrating the functions of the webcam and the digital pen or the scanner and the digital pen has various problems to overcome.

가장 선행적인 문제는 웹캠 또는 펜스캐너에서 이용되는 디지털 카메라를 이용하여 디지털 펜의 기능을 구현하는 것이다.The most prominent problem is to implement the function of the digital pen using a digital camera used in a webcam or a pen scanner.

광마우스용 이미지 소자는 마우스 및 디지털펜 등과 같이 비교적 작은 화소 수를 갖고 식별지점만을 정확하고 정밀하게 촬상하여 처리할 수 있도록 특화되어 있다.Optical mouse image elements have a relatively small number of pixels, such as a mouse and a digital pen, and are specialized to accurately and precisely capture and process only identification points.

그러나, 디지털 카메라는 고화소의 이미지 소자에 의해 넓은 영역을 처리할 수 있도록 특화되어 있으므로, 작은 식별지점을 촬상하여 고속으로 처리해야 하는 디지털펜의 기능을 구현함에 있어서는 여러 가지 극복해야 할 문제가 있다.However, since a digital camera is specialized to handle a large area by an image element of a high pixel, there are various problems to be overcome in implementing a function of the digital pen which needs to capture small identification points and process them at high speed.

더욱이, 디지털 카메라의 렌즈를 통해 촬상되는 이미지에는 렌즈수차로 인한 다소간의 왜곡이 있으며, 그러한 왜곡은 상이 맺히는 센서 어레이의 위치마다 다르고 초점거리 및 피사체에 대한 광축의 경사 등 다양한 요소에 의해 영향을 받게 되는 것이어서, 정확하고 정밀한 이미지를 촬상하여 처리해야 하는 디지털펜의 기능을 구현함에 있어서는 여러 가지 극복해야 할 문제가 있다.Moreover, there is some distortion in the image taken through the lens of the digital camera due to lens aberration, which is different for each position of the sensor array where the image is formed and is affected by various factors such as focal length and tilt of the optical axis with respect to the subject. Therefore, there are a number of problems to be overcome in implementing the functions of the digital pen that must capture and process accurate and precise images.

출원인은 발명의 명칭이 "좌표패턴과 패턴시트 및 그 것을 이용한 좌표인식방법"인 다른 발명을 특허출원하였다. 그 발명은 디지털 카메라에 의해 촬상된 이미지로부터 좌표값을 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 좌표패턴 및 패턴시트를 제안하는 것이다. 패턴시트에는 가로방향의 위치 좌표를 표현한 제1종 좌표패턴 및 세로방향의 위치 좌표를 표현한 제2종 좌표패턴을 포함하는 좌표패턴이 배열된다.
Applicant has filed a patent for another invention entitled "Coordinate Pattern and Pattern Sheet and Coordinate Recognition Method Using the Same". The present invention proposes a coordinate pattern and a pattern sheet capable of quickly and accurately recognizing coordinate values from an image captured by a digital camera. The pattern sheet is arranged with a coordinate pattern including a first type coordinate pattern representing a horizontal position coordinate and a second type coordinate pattern representing a vertical position coordinate.

이 발명은 디지털 카메라에 의해 패턴시트 상의 좌표패턴을 촬상하여 좌표값을 신속하고 정확하게 인식할 수 있는 좌표인식방법을 제공하려는 것이다.The present invention is to provide a coordinate recognition method capable of quickly and accurately recognizing coordinate values by imaging a coordinate pattern on a pattern sheet by a digital camera.

또한, 이 발명은 촬상시마다 천차만별의 형상으로 왜곡되는 디지털 카메라 촬상 이미지에 의해서도 정확하게 인식할 수 있는 좌표인식방법을 제공하려는 것이다.In addition, the present invention is to provide a coordinate recognition method that can be accurately recognized even by a digital camera captured image that is distorted in the shape of a star every time the image pickup.

또한, 이 발명은 패턴시트의 정방향에 대해 촬상시마다 천차만별의 방향으로 편향되어 촬상된 디지털 카메라 촬상 이미지에서 목표 식별지점의 좌표패턴을 정확하게 인식할 수 있는 좌표인식방법을 제공하려는 것이다.In addition, the present invention is to provide a coordinate recognition method capable of accurately recognizing the coordinate pattern of the target identification point in the digital camera picked-up image picked up by the direction of the only difference every time the image pickup with respect to the positive direction of the pattern sheet.

또한, 이 발명은 비교적 광범위하게 촬상된 디지털 카메라 촬상 이미지에서 목표 식별지점의 좌표패턴을 신속하게 인식할 수 있는 좌표인식방법을 제공하려는 것이다.In addition, the present invention is to provide a coordinate recognition method that can quickly recognize the coordinate pattern of the target identification point in the digital camera image picked up relatively broadly.

또한, 이 발명은 촬상시마다 천차만별로 노출 및 품질이 달라지는 디지털 카메라 촬상 이미지에서 목표 식별지점의 좌표패턴을 고도의 인식률과 정확도로 인식할 수 있는 좌표인식방법을 제공하려는 것이다.
In addition, the present invention is to provide a coordinate recognition method capable of recognizing the coordinate pattern of the target identification point with a high recognition rate and accuracy in the digital camera captured image that changes the exposure and the quality by only the difference every time the imaging.

이 발명에 따르면, 좌표패턴이 배열된 패턴시트 상의 한 지점의 위치를 좌표값으로 인식하는 좌표인식방법이 제공된다.According to the present invention, a coordinate recognition method for recognizing a position of a point on a pattern sheet on which a coordinate pattern is arranged as a coordinate value is provided.

좌표인식방법이, 식별지점 부근의 좌표패턴을 촬상하여 디지털 이미지를 획득하는 단계와, 이미지 상의 좌표패턴의 행렬을 수평방향과 수직방향으로 정렬하는 단계와, 이미지의 방향을 파악하고 이미지를 정방향으로 배치하는 단계와, 이미지 상의 식별지점 부근에 있는 좌표패턴이 나타내는 좌표값을 인식하는 단계와, 이미지 상의 식별지점 부근에 있는 좌표패턴의 중심을 나타내는 좌표값을 결정하는 단계 및, 이미지 상의 식별지점의 좌표값을 계산하는 단계를 포함하고, 수평 수직 정렬 단계는 이미지 상의 각각의 좌표패턴의 왜곡을 보정하는 단계를 포함한다.The coordinate recognition method includes the steps of acquiring a digital image by capturing a coordinate pattern near an identification point, aligning a matrix of coordinate patterns on the image in a horizontal direction and a vertical direction, grasping the direction of the image and aligning the image in a forward direction. Arranging, recognizing a coordinate value indicated by a coordinate pattern near the identification point on the image, determining a coordinate value representing the center of the coordinate pattern near the identification point on the image, and Calculating coordinate values, and the horizontal and vertical alignment steps include correcting the distortion of each coordinate pattern on the image.

양호하게는, 수평 수직 정렬 단계가, 이미지 상의 좌표패턴의 행렬의 수평방향 또는 수직방향 기울기를 측정하는 단계 및, 기울기 측정 단계에서 측정된 수평방향 또는 수직방향 기울기를 보정하도록 이미지 상의 좌표패턴의 행렬을 회전시키는 단계를 포함한다.Preferably, the horizontal vertical alignment step measures the horizontal or vertical tilt of the matrix of coordinate patterns on the image, and the matrix of coordinate patterns on the image to correct the horizontal or vertical tilt measured in the tilt measurement step. Rotating.

양호하게는, 기울기 측정 단계에서는 수평방향 및 수직방향의 기울기를 모두 측정하고, 좌표패턴 행렬 회전 단계에서는 수평방향 또는 수직방향 중 어느 하나의 기울기를 보정하도록 좌표패턴의 행렬을 회전시키며, 좌표패턴 왜곡 보정 단계에서는 수평방향 또는 수직방향 중 다른 하나의 기울기를 보정하도록 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 이동시킨다.Preferably, the tilt measurement step measures both the horizontal and vertical inclination, and in the rotation of the coordinate pattern matrix, the matrix of the coordinate pattern is rotated to correct the slope of either the horizontal or vertical direction, and the coordinate pattern is distorted. In the correcting step, the pixels constituting each coordinate pattern are moved to correct the inclination of the other of the horizontal direction and the vertical direction.

양호하게는, 기울기 측정 단계에서는 인접한 좌표패턴 사이를 구분하는 경계선이 수평선 또는 수직선에 대해 기울어진 각도를 측정한다.Preferably, in the inclination measurement step, the boundary line separating the adjacent coordinate patterns measures the inclination of the horizontal line or the vertical line.

양호하게는, 기울기 측정 단계가, 이미지 상의 좌표패턴을 단색 처리하는 단계 및, 이미지를 흑백 처리하여 경계선을 흑색 선으로 나타내는 단계를 포함한다.Preferably, the inclination measuring step includes monochrome processing of the coordinate pattern on the image, and monochrome processing of the image to represent the boundary line as a black line.

양호하게는, 이미지 흑백 처리 단계에서는 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 흑색으로 치환하고 잔여 화소들은 백색으로 치환하며, 기울기 측정 단계가 이미지를 역상 처리하는 단계를 포함한다.Preferably, in the image black and white processing step, the pixels constituting each coordinate pattern are replaced with black, the remaining pixels are replaced with white, and the gradient measuring step includes inversely processing the image.

양호하게는, 패턴시트에 가로방향의 위치 좌표를 표현한 제1종 좌표패턴 및 세로방향의 위치 좌표를 표현한 제2종 좌표패턴을 포함하는 좌표패턴이 배열된다.Preferably, a coordinate pattern including a first type coordinate pattern representing a horizontal position coordinate and a second type coordinate pattern representing a vertical position coordinate is arranged on the pattern sheet.

양호하게는, 제1종 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 제1 위치에 배치되고, 제2종 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 제1 위치와 상이한 제2 위치에 배치되며, 이미지 정방향 배치 단계에서는 방향식별 패턴요소가 제1 위치에 배치된 좌표패턴과 방향식별 패턴요소가 제2 위치에 배치된 좌표패턴이 모두 발견되는 방향으로 이미지를 회전시킨다.Preferably, in the first type coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at a first position, and in the second type coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at a second position different from the first position. The image is rotated in a direction in which both the coordinate pattern where the direction identification pattern element is disposed at the first position and the coordinate pattern where the direction identification pattern element is disposed at the second position are found.

양호하게는, 이미지 정방향 배치 단계는, 이미지로부터 특정 좌표 패턴 형상을 검출하는 단계 및, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계에서의 검출 결과에 따라 이미지의 회전각도를 결정하는 단계를 포함한다.Preferably, the image forward positioning step includes detecting a specific coordinate pattern shape from the image and determining a rotation angle of the image according to the detection result in the specific coordinate pattern shape detection step.

양호하게는, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서는 제1종 좌표패턴의 형상과 제2종 좌표패턴의 형상을 검출한다.Preferably, the specific coordinate pattern shape detection step detects the shape of the first type coordinate pattern and the shape of the second type coordinate pattern.

양호하게는, 제1종 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치되고, 제2종 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 상단에 배치되며, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서는 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴과 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴을 검출한다.Preferably, the direction identification pattern element is disposed at the left end in the first type coordinate pattern, and the direction identification pattern element is disposed at the upper end in the second type coordinate pattern, and the direction identification pattern element is positioned at the left end in the specific coordinate pattern shape detecting step. The coordinate pattern and the direction identification pattern element disposed are detected.

양호하게는, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴과 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴이 모두 검출되는 경우에는 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 0도로 결정하고, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴만 검출되는 경우에는 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 시계방향 90도로 결정하며, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴과 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴의 어느 하나도 검출되지 않는 경우에는 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 180도로 결정하고, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴만 검출되는 경우에는 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 시계방향 270도로 결정한다.Preferably, in the step of detecting a specific coordinate pattern shape, when both the coordinate pattern having the direction identification pattern element disposed at the left end and the coordinate pattern having the direction identification pattern element disposed at the upper end are detected, the rotation angle is zero in the image rotation angle determination step. In the case of detecting a specific coordinate pattern shape, if only the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end is detected, the rotation angle is determined 90 degrees clockwise in the image rotation angle determination step. If neither of the coordinate pattern having the direction identification pattern element disposed at the left end and the coordinate pattern having the direction identification pattern element disposed at the upper end is detected, the rotation angle is determined to be 180 degrees in the image rotation angle determination step, and the specific coordinate pattern shape is detected. When only the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the top is detected in the step In determining an image rotation angle and the rotation angle determination step clockwise 270 degrees.

양호하게는, 좌표값 인식 단계에서는 각각의 좌표패턴으로부터 가로방향 또는 세로방향 중 어느 하나의 위치 좌표를 인식하고, 중심 좌표값 결정 단계에서는 좌표값 인식 단계에서 인식한 인접 좌표패턴의 위치 좌표를 참조하여 가로방향의 위치 좌표와 세로방향의 위치 좌표를 모두 포함하는 좌표값을 각각의 좌표패턴의 중심 좌표값으로 결정한다.Preferably, in the coordinate value recognition step, the position coordinates of either the horizontal direction or the vertical direction are recognized from each coordinate pattern, and in the center coordinate value determination step, the position coordinates of the adjacent coordinate pattern recognized in the coordinate value recognition step are referred to. The coordinate value including both the horizontal position coordinate and the vertical position coordinate is determined as the center coordinate value of each coordinate pattern.

양호하게는, 식별지점의 좌표값 계산 단계에서는 식별지점에 인접한 좌표패턴들의 중심 좌표값을 이용한 보간법에 의해 식별지점의 좌표값을 계산한다.
Preferably, in the step of calculating the coordinate value of the identification point, the coordinate value of the identification point is calculated by interpolation using the central coordinate values of the coordinate patterns adjacent to the identification point.

이상과 같이 구성된 이 발명에 따른 좌표패턴을 이용하면, 디지털 카메라에 의해 촬상된 이미지에 의해서도 식별지점의 좌표패턴이 표현하고 있는 좌표값에 대응하는 숫자를 신속하고 정확하게 인식할 수 있다.By using the coordinate pattern according to the present invention configured as described above, it is possible to quickly and accurately recognize the number corresponding to the coordinate value expressed by the coordinate pattern of the identification point even by the image captured by the digital camera.

또한, 사용자가 디지털 카메라로 구성된 디지털펜을 부주의하고 자유로운 상태에서 패턴시트의 방향을 무시하고 사용할지라도, 촬상 이미지를 패턴시트의 정방향으로 신속하고 용이하게 정렬하여 식별지점의 좌표패턴이 표현하고 있는 좌표값에 대응하는 숫자를 신속하고 정확하게 인식할 수 있다.In addition, even if a user uses a digital pen composed of a digital camera carelessly and ignores the direction of the pattern sheet, the coordinates represented by the coordinate pattern of the identification point can be quickly and easily aligned with the forward direction of the pattern sheet. The number corresponding to the value can be recognized quickly and accurately.

또한, 디지털 카메라 촬상 이미지의 노출 및 품질이 열악할지라도 고도의 인식률과 신뢰도로 좌표값을 인식할 수 있다.
Also, even if the exposure and quality of the digital camera captured image are poor, the coordinate values can be recognized with high recognition rate and reliability.

도 1은 이 발명의 양호한 실시예에 따른 패턴시트에 배열된 좌표패턴의 일부를 도시하고,
도 2a는 이 발명의 양호한 실시예에 따른 패턴시트의 중앙부분의 4행 4열에 배열된 좌표패턴들을 도시하며,
도 2b는 도 2a에 도시된 좌표패턴들의 각각에 인용부호를 병기하여 도시하고,
도 3은 이 발명의 양호한 실시예에 따른 패턴시트 상의 좌표값을 인식하는 한 예를 설명하기 위한 도면이며,
도 4a는 이 발명의 양호한 실시예에 따라 구성된 패턴시트 상의 좌표값을 인식하는 방법을 설명하기 위한 예시적 단계를 도시하는 순서도이며,
도 4b는 도 4a에 도시된 순서도의 좌표패턴 수평 수직 정렬 단계의 구성을 설명하기 위한 세부적인 단계를 도시하는 순서도이고,
도 4c는 도 4a에 도시된 순서도의 이미지 정방향 배치 단계의 구성을 설명하기 위한 세부적인 단계를 도시하는 순서도이며,
도 4d는 도 4c에 도시된 순서도의 이미지 회전 각도 결정 단계의 구성을 설명하기 위한 세부적인 단계를 도시하는 순서도이고,
도 5a는 이 발명의 양호한 실시예에 따른 패턴시트를 인쇄하기 위한 좌표패턴 이미지를 도시하며,
도 5b는 도 5a에 도시된 이미지의 일부를 확대하여 도시하고,
도 6은 도 5a에 도시된 이미지에 의해 인쇄된 패턴시트의 한 지점을 디지털 카메라로 촬상한 이미지를 도시하며,
도 7은 도 6에 도시된 이미지의 좌표패턴을 수평 수직 정렬한 상태의 이미지를 도시하고,
도 8은 도 7에 도시된 이미지를 정방향 배치한 상태의 이미지를 도시하며,
도 9는 도 5a에 도시된 이미지에 의해 인쇄된 패턴시트의 한 지점을 디지털 카메라로 촬상한 이미지를 도시하고,
도 10은 도 9에 도시된 이미지의 좌표패턴을 단색 처리한 이미지를 도시하며,
도 11은 도 10에 도시된 이미지를 흑백 처리한 이미지를 도시하고,
도 12는 도 11에 도시된 이미지를 역상 처리하고 수평 정렬한 이미지를 도시하며,
도 13은 도 12에 도시된 이미지를 수직 정렬한 이미지를 도시하고,
도 14는 도 9에 도시된 이미지를 수평 보정한 이미지를 도시하며,
도 15는 도 14에 도시된 이미지를 수직 보정한 이미지를 도시하고,
도 16은 도 15에 도시된 이미지로부터 좌표값을 인식하는 것을 설명하기 위한 도면이다.1 shows a part of a coordinate pattern arranged in a pattern sheet according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2A shows coordinate patterns arranged in four rows and four columns of a central portion of a pattern sheet according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 2B shows the quotation marks in parallel with each of the coordinate patterns shown in FIG. 2A, and FIG.
3 is a view for explaining an example of recognizing the coordinate value on the pattern sheet according to a preferred embodiment of the present invention,
4A is a flow chart illustrating exemplary steps for explaining a method of recognizing coordinate values on a pattern sheet constructed according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 4B is a flowchart showing detailed steps for explaining the configuration of the coordinate pattern horizontal vertical alignment step of the flowchart shown in FIG. 4A;
FIG. 4C is a flowchart showing detailed steps for explaining the configuration of the image forward arrangement step of the flowchart shown in FIG. 4A;
FIG. 4D is a flowchart showing detailed steps for explaining the configuration of the image rotation angle determination step of the flowchart shown in FIG. 4C;
5A shows a coordinate pattern image for printing a pattern sheet according to a preferred embodiment of the present invention,
FIG. 5B is an enlarged view of a portion of the image shown in FIG. 5A, and FIG.
FIG. 6 shows an image of a digital camera photographing a point of a pattern sheet printed by the image shown in FIG. 5A;
FIG. 7 illustrates an image of horizontally aligned vertical coordinate patterns of the image illustrated in FIG. 6,
8 illustrates an image of a state in which the image illustrated in FIG. 7 is disposed in a forward direction.
FIG. 9 shows an image obtained by photographing a point of the pattern sheet printed by the image shown in FIG. 5A with a digital camera,
FIG. 10 illustrates an image in which the coordinate pattern of the image illustrated in FIG. 9 is monochromatic processed,
FIG. 11 illustrates an image obtained by monochrome processing of the image illustrated in FIG. 10;
FIG. 12 shows an image of the image shown in FIG. 11 reversely processed and horizontally aligned,
FIG. 13 shows an image in which the images shown in FIG. 12 are vertically aligned;
FIG. 14 illustrates an image obtained by horizontally correcting the image illustrated in FIG. 9.
FIG. 15 illustrates an image obtained by vertically correcting the image illustrated in FIG. 14;
FIG. 16 is a diagram for describing recognizing a coordinate value from the image illustrated in FIG. 15.

이하에서는, 이 발명의 양호한 실시예에 따른 패턴시트의 구성 및 좌표값 인식 방법에 관해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the pattern sheet and the coordinate value recognition method according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

1. 패턴시트의 구성1. Composition of Pattern Sheet

우선, 이 발명의 양호한 실시예에 따른 좌표값 인식 방법을 적용하기 위해 이용되는 패턴시트의 구성에 관해 상세하게 설명한다.First, the configuration of the pattern sheet used for applying the coordinate value recognition method according to the preferred embodiment of the present invention will be described in detail.

도 1은 이 발명의 양호한 실시예에 따른 좌표패턴들이 배열된 패턴시트를 도시하고 있다.1 shows a pattern sheet in which coordinate patterns are arranged in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

이 실시예에 따르면, 3행 3열, 즉 9개의 패턴요소에 의해 하나의 좌표패턴이 구성된다. 그 중에서 8개의 패턴요소(M1~M8)는 좌표식별 패턴요소이며, + 기호가 표기된 1개의 녹색 패턴요소는 방향식별 패턴요소이다.According to this embodiment, one coordinate pattern is composed of three rows, three columns, that is, nine pattern elements. Among them, eight pattern elements M1 to M8 are coordinate identification pattern elements, and one green pattern element with a + symbol is a direction identification pattern element.

도 1에서 좌표패턴의 패턴요소들이 칼라로 표시되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위해 구분이 쉽게 한 것이며, 실제 좌표패턴에서는 패턴요소들이 도면에 표시된 칼라를 갖지 않는다.Although the pattern elements of the coordinate pattern are shown in color in FIG. 1, this is easily distinguished for convenience of description, and in the actual coordinate pattern, the pattern elements do not have the color indicated in the drawing.

방향식별 패턴요소는 패턴시트 바탕색과 동일한 색으로 표시되거나 좌표식별 패턴요소와 구별되는 다른 색으로 표시될 수 있다.The direction identification pattern element may be displayed in the same color as the pattern sheet background color or in a different color that is distinguished from the coordinate identification pattern element.

8개의 패턴요소는 명도를 달리하는 2개 이상의 그레이로 표시되거나, 색상 또는 명도를 달리하는 2개 이상의 컬러로 표시될 수 있다.The eight pattern elements may be displayed in two or more grays having different brightness, or may be displayed in two or more colors having different brightness or brightness.

각각의 좌표패턴을 경계식별 패턴요소로 둘러싸서 인접 좌표패턴과 구별되게 한다. 방향식별 패턴요소와 마찬가지로, 경계식별 패턴요소도 패턴시트 바탕색과 동일한 색으로 표시되거나 좌표식별 패턴요소와 구별되는 다른 색으로 표시될 수 있다.Each coordinate pattern is surrounded by a boundary identification pattern element to distinguish it from an adjacent coordinate pattern. Like the direction identification pattern element, the boundary identification pattern element may be displayed in the same color as the pattern sheet background color or in a different color that is distinguished from the coordinate identification pattern element.

예시된 실시예에서는 패턴요소가 정사각형으로 구성되어 있지만, 이 발명에 따른 좌표패턴의 패턴요소가 정사각형 패턴요소만으로 제한되는 것은 아니며, 원형, 마름모꼴 등 다양한 형상의 패턴요소로 구성할 수 있다.In the illustrated embodiment, the pattern element is configured as a square, but the pattern element of the coordinate pattern according to the present invention is not limited to the square pattern element only, and may be configured as a pattern element of various shapes such as a circle and a lozenge.

예시된 실시예에서는 9개의 패턴요소로 구성되는 좌표패턴에 대해 설명하지만, 이 발명에 따른 좌표패턴의 구성이 9개의 패턴요소만으로 제한되는 것은 아니며, 4개 또는 16개 등 필요에 따라 적절하게 달리 구성할 수 있다.In the illustrated embodiment, a coordinate pattern composed of nine pattern elements will be described. However, the configuration of the coordinate pattern according to the present invention is not limited to only nine pattern elements. Can be configured.

좌표패턴은 방향식별 패턴요소의 위치에 따라 2종, 즉 X축 좌표패턴으로 이용되는 제1종 좌표패턴 및 Y축 좌표패턴으로 이용되는 제2종 좌표패턴으로 구별된다.The coordinate pattern is divided into two types according to the position of the direction identification pattern element, that is, the first type coordinate pattern used as the X-axis coordinate pattern and the second type coordinate pattern used as the Y-axis coordinate pattern.

제1종 좌표패턴, 즉 X축 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 좌단 중앙에 배치된다. X축 좌표패턴이라 함은 좌표식별 패턴요소들의 조합으로 이루어지는 값이 해당 좌표패턴이 배치된 지점의 x 좌표값을 나타냄을 의미한다.In the first type coordinate pattern, that is, the X-axis coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at the center of the left end. The X-axis coordinate pattern means that a value composed of a combination of coordinate identification pattern elements represents an x coordinate value of a point where the corresponding coordinate pattern is disposed.

제2종 좌표패턴, 즉 Y축 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 상단 중앙에 배치된다. Y축 좌표패턴이라 함은 좌표식별 패턴요소들의 조합으로 이루어지는 값이 해당 좌표패턴이 배치된 지점의 y 좌표값을 나타냄을 의미한다.In the second type coordinate pattern, that is, the Y-axis coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at the top center. The Y-axis coordinate pattern means that the value formed by the combination of the coordinate identification pattern elements represents the y coordinate value of the point where the corresponding coordinate pattern is disposed.

예시된 실시예에서는 X축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소가 좌단 중앙에 배치되고 Y축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소가 상단 중앙에 배치되는 것으로 설명하였지만, 이 발명의 구성이 그렇게 제한되는 것은 아니다. X축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소는 좌단 또는 우단 어디에든 배치될 수 있고, 중앙 또는 구석 어디에든 배치될 수 있다. Y축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소도 상단 또는 하단 어디에든 배치될 수 있고, 중앙 또는 구석 어디에든 배치될 수 있다. 또한, X축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소가 상단 또는 하단에 배치되고, Y축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소가 좌단 또는 우단에 배치될 수도 있다.In the illustrated embodiment, the direction identification pattern element of the X-axis coordinate pattern is disposed at the center of the left end and the direction identification pattern element of the Y-axis coordinate pattern is disposed at the top center, but the configuration of the present invention is not so limited. The direction identification pattern element of the X-axis coordinate pattern may be disposed anywhere at the left end or at the right end, and may be disposed at the center or the corner. The direction identification pattern element of the Y-axis coordinate pattern may also be disposed anywhere at the top or the bottom, and may be disposed at the center or the corner. In addition, the direction identification pattern element of the X-axis coordinate pattern may be disposed at the top or bottom, and the direction identification pattern element of the Y-axis coordinate pattern may be disposed at the left or right end.

도 1에 표기된 좌표식별 패턴요소들의 구분자 M1~M8은 그러한 패턴요소들의 조합으로 구성되는 좌표값 표시 숫자의 자릿수를 나타낸다. 다시 말해서, 좌표값 표시 숫자가 2진수일 때, M1은 첫째 자리인 20을 나타내고, M2는 둘째 자리인 21을 나타내며, M3은 셋째 자리인 22을 나타내고, M4는 넷째 자리인 23을 나타내며, M5는 다섯째 자리인 24을 나타내고, M6은 여섯째 자리인 25을 나타내며, M7은 일곱째 자리인 26을 나타내고, M8은 여덟째 자리인 27을 나타낸다.The delimiters M1 to M8 of the coordinate identification pattern elements shown in FIG. 1 represent the digits of the coordinate value display number composed of a combination of such pattern elements. In other words, when the coordinate display number is binary, M1 represents 2 0 as the first digit, M2 represents 2 1 as the second digit, M3 represents 2 2 as the third digit, and M4 represents 2 3 as the fourth digit. M5 represents the fifth digit 2 4 , M6 represents the sixth digit 2 5 , M7 represents the seventh digit 2 6 , and M8 represents the eighth digit 2 7 .

도 1에 보이듯이, X축 좌표패턴과 Y축 좌표패턴은 가로방향 및 세로방향으로 1개씩 교번적으로 배열된다. 이렇게 좌표패턴이 배열된 패턴시트가 정방향으로 배열된 상태, 즉 Y축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 상태에서는, 도 3에서 L자 모양의 빨간 선으로 표시된 바와 같이, Y축 좌표패턴의 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 X축 좌표패턴이 반드시 우측에 존재한다.As shown in FIG. 1, the X-axis coordinate pattern and the Y-axis coordinate pattern are alternately arranged one by one in the horizontal and vertical directions. In the state in which the pattern sheets in which the coordinate patterns are arranged are arranged in the forward direction, that is, in the state in which the direction identification pattern elements of the Y-axis coordinate pattern are arranged at the top, as shown by the red line in L shape in FIG. The X-axis coordinate pattern in which the direction identification pattern element of the pattern is arranged at the left end always exists on the right side.

패턴시트가 시계방향으로 90도 회전된 상태에서도 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴이 발견된다. 그러나, 이 좌표패턴은 Y축 좌표패턴이 아니며, X축 좌표패턴의 좌단에 배치된 방향식별 패턴요소가 시계방향으로 90도 회전되어 상단으로 옮겨짐으로써 나타난 현상이다. 이 상태에서는 좌단에 방향식별 패턴요소를 갖는 X축 좌표패턴이 어디에서도 발견되지 않는다. 이 상태에서, 해당 좌표패턴과 그 상측에 인접한 좌표패턴의 방향식별 패턴요소를 연결해 보면, 시계방향으로 90도 회전된 L자 모양의 선이 그려짐을 발견할 수 있고, 패턴시트를 반시계방향으로 90도 회전해야 정방향으로 배치된다고 판단할 수 있다.Even when the pattern sheet is rotated 90 degrees in the clockwise direction, the coordinate pattern where the direction identification pattern element is disposed at the top is found. However, this coordinate pattern is not a Y-axis coordinate pattern, but is a phenomenon that occurs when the direction identification pattern element disposed at the left end of the X-axis coordinate pattern is rotated 90 degrees clockwise and moved upward. In this state, the X-axis coordinate pattern having the direction identification pattern element at the left end is not found anywhere. In this state, when connecting the coordinate pattern and the direction identification pattern element of the coordinate pattern adjacent to the upper side, it can be found that an L-shaped line rotated 90 degrees clockwise is drawn, and the pattern sheet is turned counterclockwise. It can be determined that it should be rotated 90 degrees in the forward direction.

패턴시트가 반시계방향으로 90도 회전된 상태에서는 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴이 발견되지 않고, 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴만 발견된다. 그러나, 이 좌표패턴은 X축 좌표패턴이 아니며, Y축 좌표패턴의 상단에 배치된 방향식별 패턴요소가 반시계방향으로 90도 회전되어 좌단으로 옮겨짐으로써 나타난 현상이다. 이 상태에서, 해당 좌표패턴과 그 상측에 인접한 좌표패턴의 방향식별 패턴요소를 연결해 보면, 반시계방향으로 90도 회전된 L자 모양의 선이 그려짐을 발견할 수 있고, 패턴시트를 시계방향으로 90도 회전해야 정방향으로 배치된다고 판단할 수 있다.In the state in which the pattern sheet is rotated 90 degrees counterclockwise, the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the top is not found, and only the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end is found. However, this coordinate pattern is not an X-axis coordinate pattern, but is a phenomenon caused by the direction identification pattern element disposed on the top of the Y-axis coordinate pattern being rotated 90 degrees counterclockwise and moved to the left end. In this state, when connecting the coordinate pattern and the direction identification pattern element of the coordinate pattern adjacent to the upper side, it can be found that an L-shaped line rotated 90 degrees counterclockwise is drawn, and the pattern sheet is turned clockwise. It can be determined that it should be rotated 90 degrees in the forward direction.

패턴시트가 180도 회전된 상태에서는 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴도 발견되지 않고, 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴도 발견되지 않는다. 이 상태에서, 방향식별 패턴요소가 하단에 배치된 좌표패턴과 그 좌측에 인접한 좌표패턴의 방향식별 패턴요소를 연결해 보면, 180도 회전된 L자 모양의 선이 그려짐을 발견할 수 있고, 패턴시트를 180도 회전해야 정방향으로 배치된다고 판단할 수 있다.In the state in which the pattern sheet is rotated 180 degrees, no coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the top is found, and no coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end is not found. In this state, if you connect the coordinate pattern where the direction identification pattern element is arranged at the bottom and the direction identification pattern element of the coordinate pattern adjacent to the left side, it can be found that an L-shaped line rotated by 180 degrees is drawn. It can be determined that is rotated 180 degrees to be disposed in the forward direction.

이와 같이, 이 실시예에 따른 패턴시트는 방향식별 패턴요소에 의해 해당 좌표패턴의 종류를 식별할 수 있을 뿐만 아니라, 패턴시트의 방향도 식별할 수 있다.As described above, the pattern sheet according to this embodiment may not only identify the type of the corresponding coordinate pattern by the direction identification pattern element, but also identify the direction of the pattern sheet.

이하에서는, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 이 발명의 양호한 실시예에 따른 좌표패턴들이 배열된 패턴시트의 구성을 예시적으로 설명한다.Hereinafter, referring to FIGS. 2A and 2B, a configuration of a pattern sheet in which coordinate patterns are arranged according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 2a 및 도 2b에 도시된 패턴시트에서는, 경계식별 패턴요소 및 방향식별 패턴요소가 패턴시트의 바탕색과 동일한 백색으로 표시되고, 좌표식별 패턴요소는 그레이 넘버 128 및 192를 갖는 2톤 그레이로 표시된다.In the pattern sheet shown in Figs. 2A and 2B, the boundary identification pattern element and the direction identification pattern element are displayed in the same white color as the background color of the pattern sheet, and the coordinate identification pattern element is displayed in two tone gray with gray numbers 128 and 192. do.

도시된 패턴시트에서는 패턴요소들의 경계선이 그어져 있고, 각각의 패턴요소들의 구분자, 즉 +, 0, 1이 표기되어 있지만, 이는 설명의 편의를 위한 것이며, 실제의 패턴시트에서는 경계선 및 구분자가 없이 각각의 패턴요소의 색상만 표시되어 있다. 그러므로, 실제의 패턴시트에서는 각각의 좌표패턴에서 8개의 좌표식별 패턴요소들의 색상만 나타나고 방향식별 패턴요소는 비어 있는 것처럼 보인다.In the illustrated pattern sheet, the boundary lines of the pattern elements are drawn, and the separators of the respective pattern elements, i.e., +, 0, and 1, are marked. However, this is for convenience of explanation. Only the color of the pattern element is displayed. Therefore, in the actual pattern sheet, only the colors of the eight coordinate identification pattern elements appear in each coordinate pattern, and the direction identification pattern element appears to be empty.

2톤 그레이로 표현된 좌표식별 패턴요소들의 조합에 의해 구성되는 좌표값은 2진수이다.The coordinate value constituted by the combination of coordinate identification pattern elements expressed in two-tone gray is binary.

도 2a는 이 발명의 양호한 실시예에 따라 구성된 패턴시트의 중앙부분의 4행 4열, 즉 좌표 (131,131)에서 (134,134)에 배열된 좌표패턴들을 도시하고 있으며, 도 2b는 설명의 편의를 위해 도 5a에 도시된 좌표패턴들의 각각에 인용부호를 병기하여 도시하고 있다.FIG. 2A shows the coordinate patterns arranged in four rows and four columns of the central portion of the pattern sheet constructed in accordance with the preferred embodiment of the present invention, that is, coordinates 131 and 131 to 134 and 134, and FIG. 2B is for convenience of description. Reference numerals are shown in parallel with each of the coordinate patterns shown in FIG. 5A.

좌표 (131,131)에 배열된 좌표패턴(P111)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000011, 즉 십진수 131이 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,131)인 것을 알 수 있다.Coordinate pattern (P111) arranged at coordinates (131,131) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty. It can be seen that the coordinate value of is (x, 131).

좌표 (131,132)에 배열된 좌표패턴(P112)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000011, 즉 십진수 131이 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (131,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P112 arranged at the coordinates (131, 132) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary number 10000011 combining the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 131 is the coordinate value x, It can be seen that the coordinate value of is (131, y).

좌표 (131,133)에 배열된 좌표패턴(P113)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000101, 즉 십진수 133이 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,133)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P113 arranged at the coordinates (131,133) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty, and the binary number 10000101, that is, the combination of the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 133 is the coordinate value y, It can be seen that the coordinate value of is (x, 133).

좌표 (131,134)에 배열된 좌표패턴(P114)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000011, 즉 십진수 131이 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (131,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P114 arranged at the coordinates (131, 134) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary value 10000011 combining the pattern identification pattern elements, that is, the decimal value 131 is the coordinate value x It can be seen that the coordinate value of is (131, y).

좌표 (132,131)에 배열된 좌표패턴(P121)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000100, 즉 십진수 132가 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (132,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P121 arranged at the coordinates (132,131) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary value 10000100, that is, the decimal value 132, which combines the coordinate identification pattern elements is the coordinate value x, It can be seen that the coordinate value of is (132, y).

좌표 (132,132)에 배열된 좌표패턴(P122)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000100, 즉 십진수 132가 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,132)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P122 arranged at the coordinates (132, 132) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty, and the binary number 10000100, that is, the combination of the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 132 is the coordinate value y, It can be seen that the coordinate value of is (x, 132).

좌표 (132,133)에 배열된 좌표패턴(P123)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000100, 즉 십진수 132가 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (132,y)인 것을 알 수 있다.Coordinate pattern (P123) arranged at coordinates (132,133) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty. It can be seen that the coordinate value of is (132, y).

좌표 (132,134)에 배열된 좌표패턴(P124)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000110, 즉 십진수 134가 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,134)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P124 arranged at the coordinates (132, 134) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty, and the binary number 10000110, that is, the combination of the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 134 is the coordinate value y, It can be seen that the coordinate value of is (x, 134).

좌표 (133,131)에 배열된 좌표패턴(P131)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000011, 즉 십진수 131이 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,131)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P131 arranged at the coordinates (133, 131) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty, and the binary number 10000011 combining the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 131 is the coordinate value y, It can be seen that the coordinate value of is (x, 131).

좌표 (133,132)에 배열된 좌표패턴(P132)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000101, 즉 십진수 133이 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (133,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P132 arranged at the coordinates (133, 132) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary value 10000101, that is, the combination of the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 133 is the coordinate value x, It can be seen that the coordinate value of is (133, y).

좌표 (133,133)에 배열된 좌표패턴(P133)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000101, 즉 십진수 133이 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,133)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P133 arranged at the coordinates (133, 133) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty. It can be seen that the coordinate value of is (x, 133).

좌표 (133,134)에 배열된 좌표패턴(P134)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000101, 즉 십진수 133이 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (133,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P134 arranged at the coordinates (133, 134) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary number 10000101, that is, the combination of the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 133 is the coordinate value x, It can be seen that the coordinate value of is (133, y).

좌표 (134,131)에 배열된 좌표패턴(P141)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000110, 즉 십진수 134가 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (134,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P141 arranged at the coordinates (134,131) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary value 10000110, ie, the decimal number 134, which combines the coordinate identification pattern elements is the coordinate value x, It can be seen that the coordinate value of is (134, y).

좌표 (134,132)에 배열된 좌표패턴(P142)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000100, 즉 십진수 132가 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,132)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P142 arranged at the coordinates (134, 132) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty, and the binary number 10000100, that is, the combination of the coordinate identification pattern elements, that is, the decimal value 132 is the coordinate value y, It can be seen that the coordinate value of is (x, 132).

좌표 (134,133)에 배열된 좌표패턴(P143)은 좌단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000110, 즉 십진수 134가 좌표값 x이고, 이 지점의 좌표값은 (134,y)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P143 arranged at the coordinates (134,133) is an X-axis coordinate pattern in which the pattern element at the center of the left end is empty, and the binary number 10000110, ie, the decimal number 134, which combines the coordinate identification pattern elements is the coordinate value x, It can be seen that the coordinate value of is (134, y).

좌표 (134,134)에 배열된 좌표패턴(P144)은 상단 중앙의 패턴요소가 비어 있는 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000110, 즉 십진수 134가 좌표값 y이고, 이 지점의 좌표값은 (x,134)인 것을 알 수 있다.The coordinate pattern P144 arranged at the coordinates (134, 134) is a Y-axis coordinate pattern in which the pattern element at the top center is empty. It can be seen that the coordinate value of is (x, 134).

도 3은 이 발명의 양호한 실시예에 따른 패턴시트 상의 좌표값을 인식하는 한 예를 설명하기 위한 도면이다.3 is a view for explaining an example of recognizing coordinate values on a pattern sheet according to a preferred embodiment of the present invention.

도 3에서 중앙의 빨간 점은 식별지점, 즉 기준점을 나타내며, 이 발명의 양호한 실시예에 따른 좌표값 인식에서는 패턴시트 상에서의 이 기준점의 위치를 인식하려는 것이다.In FIG. 3, the red dot in the center represents an identification point, that is, a reference point, and in the recognition of coordinate values according to a preferred embodiment of the present invention, it is intended to recognize the position of this reference point on the pattern sheet.

예를 들어, 디지털 카메라를 인식소자로 장착한 펜형 디지타이저를 구성하는 경우에, 이 기준점은 패턴시트에 펜팁(pen tip)이 닿는 지점일 수도 있고, 펜팁이 닿는 지점으로부터 상하좌우의 어디로든 일정한 거리만큼 떨어진 위치에 정해진 어떤 지점일 수도 있다. 양호하게는, 이 지점의 상이 인식소자로 장착된 디지털 카메라의 이미지 센서 어레이의 중심이든 어디든 항상 정해진 위치에 입사되도록 구성된다.For example, in the case of constructing a pen-type digitizer equipped with a digital camera as a recognition element, the reference point may be a point where a pen tip touches the pattern sheet, and a constant distance up, down, left, and right from the point where the pen tip touches. It may be any point at a distance apart. Preferably, the image at this point is configured to always be incident at a predetermined position, whether in the center of the image sensor array of the digital camera mounted with the recognition element.

이 발명의 양호한 실시예에 따르면, 기준점 근처의 9개의 좌표패턴을 인식대상 좌표패턴으로 삼아 기준점의 좌표값을 인식한다.According to a preferred embodiment of the present invention, the coordinate values of the reference point are recognized using nine coordinate patterns near the reference point as the recognition target coordinate pattern.

도 3에 도시된 이미지에서는 상단이 비어 있는 좌표패턴 및 좌단이 비어 있는 좌표패턴이 모두 존재하므로, 이 이미지는 패턴시트가 정방향으로 배치된 상태에서 촬상된 이미지인 것을 알 수 있다.In the image shown in FIG. 3, since there are both a coordinate pattern with an empty upper end and a coordinate pattern with an empty left end, it can be seen that the image is an image photographed with a pattern sheet disposed in a forward direction.

도 3에 도시된 좌표패턴의 좌표값을 인식해 보면, 9개의 인식대상 좌표패턴 중 중앙의 좌표패턴은 Y축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000101, 즉 십진수 133이 좌표값 y이다. 또한, 그 좌중앙의 좌표패턴은 X축 좌표패턴이며, 그 좌표식별 패턴요소들을 조합한 2진수 10000100, 즉 십진수 132가 좌표값 x이다. 그러므로, 중앙 좌표패턴의 중심의 좌표값은 (133, 133)이고, 좌중앙 좌표패턴의 중심의 좌표값은 (132, 133)이며, 하중앙 좌표패턴의 중심의 좌표값은 (133, 134)인 것을 알 수 있다.When recognizing the coordinate values of the coordinate pattern shown in FIG. 3, the coordinate pattern in the center of the nine recognition target coordinate patterns is the Y-axis coordinate pattern, and the binary number 10000101, ie, the decimal number 133, which combines the coordinate identification pattern elements, coordinates. The value y. In addition, the coordinate pattern of the center left is the X-axis coordinate pattern, and the binary value 10000100, that is, the decimal number 132, which combines the coordinate identification pattern elements is the coordinate value x. Therefore, the coordinate value of the center of the center coordinate pattern is (133, 133), the coordinate value of the center of the left center coordinate pattern is (132, 133), and the coordinate value of the center of the load center coordinate pattern is (133, 134). It can be seen that.

이 실시예에 따르면, 식별지점에 인접한 좌표패턴들의 중심 좌표값을 이용한 보간법에 의해 식별지점의 좌표값을 계산한다.According to this embodiment, the coordinate value of the identification point is calculated by interpolation using the central coordinate values of the coordinate patterns adjacent to the identification point.

도 3에서, 식별지점, 즉 기준점은 중앙 좌표패턴의 중심으로부터 약 1/2 패턴요소만큼 좌측으로 치우쳐 있고, 약 1/2 패턴요소만큼 하측으로 치우쳐 있다.In Fig. 3, the identification point, i.e., the reference point, is biased to the left by about 1/2 pattern elements from the center of the central coordinate pattern, and biased to the bottom by about 1/2 pattern elements.

좌표값 x가 132인 지점에서 133인 지점, 즉 좌중앙 좌표패턴의 중심으로부터 중앙 좌표패턴의 중심까지의 거리는 패턴요소 4개에 대응한다. 그러므로, 중앙 좌표패턴의 중심으로부터 약 1/2 패턴요소만큼 좌측으로 치우쳐 있는 기준점의 좌표값 x는,The distance from the point where the coordinate value x is 132 to the point 133, that is, the center of the left center coordinate pattern to the center of the central coordinate pattern corresponds to four pattern elements. Therefore, the coordinate value x of the reference point deviated to the left by about 1/2 pattern element from the center of the center coordinate pattern is

132 + [ 1 - {( 1/2 ) / 4 }] = 132 + (1 - 0.125) = 132.875132 + [1-{(1/2) / 4}] = 132 + (1-0.125) = 132.875

로 계산된다.Is calculated.

좌표값 y가 133인 지점에서 134인 지점, 즉 중앙 좌표패턴의 중심으로부터 하중앙 좌표패턴의 중심까지의 거리는 패턴요소 4개에 대응한다. 그러므로, 중앙 좌표패턴의 중심으로부터 약 1/2 패턴요소만큼 하측으로 치우쳐 있는 기준점의 좌표값 y는,The distance from the point of the coordinate value y to 133 to the point of 134, that is, from the center of the center coordinate pattern to the center of the load center coordinate pattern corresponds to four pattern elements. Therefore, the coordinate value y of the reference point biased downward by about 1/2 pattern element from the center of the center coordinate pattern is

133 + [ ( 1/2 ) / 4 ] = 133 + 0.125 = 133.125133 + [(1/2) / 4] = 133 + 0.125 = 133.125

로 계산된다.Is calculated.

그러므로, 도 8에 도시된 이미지에서 기준점의 좌표값은 (132.875, 133.125)이다.Therefore, the coordinate values of the reference point in the image shown in FIG. 8 are (132.875, 133.125).

2. 좌표 인식 방법2. Coordinate recognition method

이하, 앞서 설명한 패턴시트 상의 한 지점의 위치를 좌표값으로 인식하는 좌표인식방법의 구성에 관해 상세하게 설명한다.Hereinafter, the configuration of the coordinate recognition method for recognizing the position of a point on the pattern sheet described above as coordinate values will be described in detail.

도 4a는 이 발명의 양호한 실시예에 따라 구성된 패턴시트 상의 좌표값을 인식하는 방법을 설명하기 위한 예시적 단계를 도시하는 순서도가 도시되어 있다.4A is a flow chart showing exemplary steps for explaining a method of recognizing coordinate values on a pattern sheet constructed in accordance with a preferred embodiment of the present invention.

이 실시예에 따른 좌표인식방법은, 식별지점 부근의 좌표패턴을 촬상하여 디지털 이미지를 획득하는 단계(S100)와, 이미지 상의 좌표패턴의 행렬을 수평방향과 수직방향으로 정렬하는 단계(S200)와, 이미지의 방향을 파악하고 이미지를 정방향으로 배치하는 단계(S300)와, 이미지 상의 식별지점 부근에 있는 좌표패턴이 나타내는 좌표값을 인식하는 단계(S400)와, 이미지 상의 식별지점 부근에 있는 좌표패턴의 중심을 나타내는 좌표값을 결정하는 단계(S500) 및, 이미지 상의 식별지점의 좌표값을 계산하는 단계(S600)를 포함한다.The coordinate recognition method according to this embodiment includes the steps of acquiring a digital image by imaging a coordinate pattern near an identification point (S100), and arranging a matrix of coordinate patterns on the image in a horizontal direction and a vertical direction (S200); Determining the direction of the image and arranging the image in the forward direction (S300); recognizing the coordinate value indicated by the coordinate pattern near the identification point on the image (S400); and the coordinate pattern near the identification point on the image. Determining a coordinate value representing the center of the (S500), and calculating a coordinate value of the identification point on the image (S600).

도 5a 및 도 5b에 보이듯이, 패턴시트 상의 좌표패턴은 수평방향 및 수직방향과 일치하는 행렬을 이루도록 배열되어 있지만, 디지털 카메라로 촬상된 이미지는 렌즈수차 및 피사체에 대한 카메라 광축의 기울기 등으로 인하여 좌표패턴의 행렬이 수평방향 및 수직방향과 일치하지 못하고 기울어지는 왜곡현상이 발생한다.As shown in Figs. 5A and 5B, the coordinate patterns on the pattern sheet are arranged to form a matrix coinciding with the horizontal direction and the vertical direction, but the image captured by the digital camera is due to the lens aberration and the tilt of the camera optical axis with respect to the subject. The matrix of coordinate patterns does not coincide with the horizontal direction and the vertical direction, and tilting phenomenon occurs.

이 실시예에서 이용하는 패턴시트는 도 5b에 보이듯이 방향식별 패턴요소 및 경계식별 패턴요소가 지면 바탕색과 동일한 칼라를 가지며, 좌표식별 패턴요소는 옐로우와 그레이의 2색으로 구성되어 있다.In the pattern sheet used in this embodiment, as shown in Fig. 5B, the direction identification pattern element and the boundary identification pattern element have the same color as the ground background color, and the coordinate identification pattern element is composed of two colors of yellow and gray.

좌표값 인식률을 높이고 정확하게 인식하기 위해서는, 촬상된 이미지 상에서의 그러한 왜곡을 보정하여 좌표패턴의 행렬을 수평방향 및 수직방향과 가능한 한 일치시킨 상태에서 좌표패턴을 분석하여야 한다.In order to increase the recognition rate of the coordinate value and to accurately recognize it, it is necessary to analyze the coordinate pattern while correcting such distortion on the captured image to make the matrix of the coordinate pattern as consistent with the horizontal and vertical directions as possible.

이 실시예에 따르면, 인접한 좌표패턴 사이를 구분하는 경계선, 측 경계식별 패턴요소로 이루어진 선에 의해 왜곡상태, 즉 수평방향 및 수직방향으로 기울어진 정도를 측정하고, 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 측정된 기울기만큼 이동시킴으로써 왜곡을 보정한다.According to this embodiment, the degree of inclination of the distortion state, that is, the horizontal direction and the vertical direction, is measured by a line consisting of a boundary line separating the adjacent coordinate patterns and a side boundary identification pattern element, and the pixels forming each coordinate pattern are measured. Correct the distortion by shifting by the measured slope.

이 실시예에 따르면, 도 4b에 보이듯이, 좌표패턴 수평 수직 정렬 단계(S200)는 이미지 상의 좌표패턴을 단색 처리하는 단계(210)와, 이미지를 흑백 처리하는 단계(S220)와, 이미지를 역상 처리하는 단계(S230)와, 좌표패턴의 수평 기울기를 측정하는 단계(S240)와, 좌표패턴의 수직 기울기를 측정하는 단계(S250)와, 좌표패턴의 행을 수평선과 일치시켜 수평 정렬하는 단계(S260) 및, 좌표패턴의 열을 수직선과 일치시켜 수직 정렬하는 단계(S270)를 포함한다.According to this embodiment, as shown in FIG. 4B, the coordinate pattern horizontal vertical alignment step (S200) includes the step of monochromating 210 the coordinate pattern on the image, the step of monochrome processing the image (S220), and inverting the image. Processing (S230), measuring the horizontal slope of the coordinate pattern (S240), measuring the vertical slope of the coordinate pattern (S250), and horizontally aligning the rows of the coordinate pattern with a horizontal line ( S260) and vertical alignment of the column of the coordinate pattern with the vertical line (S270).

앞서 설명한 바와 같이, 제1종 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 제1 위치에 배치되고, 제2종 좌표패턴에서는 방향식별 패턴요소가 제1 위치와 상이한 제2 위치에 배치되는 경우에, 이미지 정방향 배치 단계(S300)에서는, 제1종 좌표패턴의 형상을 갖는 좌표패턴, 즉 방향식별 패턴요소가 제1 위치에 배치된 좌표패턴 및, 제2종 좌표패턴의 형상을 갖는 좌표패턴, 즉 방향식별 패턴요소가 제2 위치에 배치된 좌표패턴이 모두 발견되는 방향으로 이미지를 회전시킨다.As described above, when the direction identification pattern element is disposed at the first position in the first type coordinate pattern, and the direction identification pattern element is disposed at a second position different from the first position in the second type coordinate pattern, In the arrangement step S300, the coordinate pattern having the shape of the first type coordinate pattern, that is, the coordinate pattern having the shape of the direction identification pattern element at the first position, and the coordinate pattern having the shape of the second type coordinate pattern, that is, the direction identification The image is rotated in the direction in which all the coordinate patterns in which the pattern element is disposed at the second position are found.

이 실시예에 따르면, 도 4c에 보이듯이, 이미지 정방향 배치 단계(300)는 이미지 상에서 특정 좌표패턴 형상을 검출하는 단계(310) 및, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(S310)에서의 검출 결과에 따라 이미지의 회전각도를 결정하는 단계(S320)를 포함한다.According to this embodiment, as shown in FIG. 4C, the image forward arrangement step 300 may include detecting a specific coordinate pattern shape on the image 310 according to the detection result in the specific coordinate pattern shape detection step S310. Determining the rotation angle of the image (S320).

이 실시예에 따르면, 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계(S310)에서는 제1종 좌표패턴의 형상과 제2종 좌표패턴의 형상을 검출한다.According to this embodiment, the specific coordinate pattern shape detection step (S310) detects the shape of the first type coordinate pattern and the shape of the second type coordinate pattern.

이 실시예에 따르면, 도 4d에 보이듯이, 이미지 회전 각도 결정 단계(320)는, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상이 검출되었는지 판단하는 단계(321)와, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상이 검출되었으면, 제2종 좌표패턴 형상도 검출되었는지 판단하는 단계(322)와, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상이 검출되고 제2종 좌표패턴 형상도 검출되었으면, 이미지 회전 각도를 0도로 결정하고 이미지를 회전시키지 않는 단계(324)와, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상이 검출되었지만 제2종 좌표패턴 형상은 검출되지 않았으면, 이미지 회전 각도를 시계방향 90도로 결정하고 이미지를 회전시키는 단계(325)와, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상이 검출되지 않았으면, 제2종 좌표패턴 형상은 검출되었는지 판단하는 단계(323)와, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상은 검출되지 않았지만 제2종 좌표패턴 형상은 검출되었으면, 이미지 회전 각도를 시계방향 270도로 결정하고 이미지를 회전시키는 단계(326) 및, 특정 좌표패턴 형상 검출 단계(310)에서 제1종 좌표패턴 형상이 검출되지 않았고 제2종 좌표패턴 형상도 검출되지 않았으면, 이미지 회전 각도를 180도로 결정하고 이미지를 회전시키는 단계(327)를 포함한다.According to this embodiment, as shown in FIG. 4D, the image rotation angle determination step 320 may include determining whether the first type coordinate pattern shape is detected in the specific coordinate pattern shape detection step 310 and specifying the specific shape. If the first type coordinate pattern shape is detected in the coordinate pattern shape detection step 310, determining whether the second type coordinate pattern shape is also detected (322) and the first type coordinate in the specific coordinate pattern shape detection step 310. If the pattern shape is detected and the second type coordinate pattern shape is also detected, the method determines the image rotation angle at 0 degrees and does not rotate the image, and the first type coordinate pattern shape in the specific coordinate pattern shape detection step 310. Is detected, but the second type coordinate pattern shape is not detected, determining an image rotation angle 90 degrees clockwise and rotating the image (325), and detecting the specific coordinate pattern shape step 310, the first type coordinate patternIf the shape is not detected, the second type coordinate pattern shape is detected (step 323) and the specific coordinate pattern shape detection step (310), the first type coordinate pattern shape was not detected, but the second type coordinate pattern shape If is detected, determine the image rotation angle 270 degrees clockwise and rotate the image (326) and the specific coordinate pattern shape detection step 310, the first type coordinate pattern shape was not detected and the second type coordinate pattern shape If neither is detected, determining an image rotation angle by 180 degrees and rotating the image (327).

이 실시예에 따르면, 좌표값 인식 단계(S400)에서는 각각의 좌표패턴으로부터 가로방향 또는 세로방향 중 어느 하나의 위치 좌표를 인식하고, 중심 좌표값 결정 단계(S500)에서는 좌표값 인식 단계(S400)에서 인식한 인접 좌표패턴의 위치 좌표를 참조하여 가로방향의 위치 좌표와 세로방향의 위치 좌표를 모두 포함하는 좌표값을 각각의 좌표패턴의 중심 좌표값으로 결정한다.According to this embodiment, the coordinate value recognition step (S400) recognizes any one of the horizontal or vertical direction coordinates from each coordinate pattern, and in the central coordinate value determination step (S500), the coordinate value recognition step (S400) With reference to the position coordinates of the adjacent coordinate pattern recognized in the step of determining a coordinate value including both the horizontal position coordinates and the vertical position coordinates as the center coordinate value of each coordinate pattern.

도 6은 도 5a에 도시된 이미지에 의해 인쇄된 패턴시트의 한 지점을 디지털 카메라로 촬상한 이미지를 도시한다.FIG. 6 shows an image obtained by photographing a point of the pattern sheet printed by the image shown in FIG. 5A with a digital camera.

도 6에 도시된 이미지는 좌측으로 기울어져 있음을 볼 수 있다. 이러한 현상은 펜형 디지타이저의 사용자가 디지타이저의 카메라를 패턴시트의 정방향으로 배치하지 못한 상태에서 촬상함으로써 발생한 현상으로, 디지타이저 사용과정에서 거의 일상적으로 발생하는 현상이다.It can be seen that the image shown in FIG. 6 is tilted to the left. This phenomenon occurs when the user of the pen-type digitizer photographs in a state in which the digitizer camera cannot be placed in the forward direction of the pattern sheet, and is a phenomenon that occurs almost daily in the process of using the digitizer.

도 7은 도 6에 도시된 이미지의 좌표패턴의 행렬을 도 4a에 도시된 S200에서 수평선 및 수직선에 거의 일치하게 정렬한 상태의 이미지를 도시한다.FIG. 7 shows an image of a matrix of coordinate patterns of the image shown in FIG. 6 aligned almost horizontally with a horizontal line and a vertical line in S200 shown in FIG. 4A.

도 7에 도시된 이미지를 살펴보면, 제1종 좌표패턴의 형상은 발견되지만, 제2종 좌표패턴의 형상은 발견되지 않는다. 그러므로, 도 4c에 도시된 S320에서 이미지 회전 각도를 결정해야 하며, 도 4d의 S325에 해당하는 경우이므로, 이미지를 시계방향으로 90도 회전시켜야 한다.Referring to the image illustrated in FIG. 7, the shape of the first type coordinate pattern is found, but the shape of the second type coordinate pattern is not found. Therefore, it is necessary to determine the image rotation angle in S320 shown in Figure 4c, since it corresponds to S325 of Figure 4d, the image should be rotated 90 degrees clockwise.

도 8에는 도 7에 도시된 이미지를 시계방향으로 90도 회전시켜 정방향으로 배치한 상태의 이미지가 도시되어 있다.FIG. 8 illustrates an image in a state in which the image shown in FIG. 7 is rotated 90 degrees clockwise and disposed in the forward direction.

도 8에서 인식대상 좌표패턴 9개의 패턴요소들을 분석해보면, 중앙의 좌표패턴의 중심 좌표값은 (50, 73)인 것을 알 수 있다.Referring to FIG. 8, when the nine pattern elements of the recognition target coordinate pattern are analyzed, the center coordinate values of the center coordinate pattern are (50, 73).

도 9는 도 5a에 도시된 이미지에 의해 인쇄된 패턴시트의 한 지점을 디지털 카메라로 촬상한 또다른 이미지를 도시하고 있다.FIG. 9 shows another image obtained by photographing a point of the pattern sheet printed by the image shown in FIG. 5A with a digital camera.

도 6에 도시된 이미지와 만찬가지로, 도 9에 도시된 이미지도 좌측으로 기울어져 있음을 볼 수 있다. 그런데, 도 9에 도시된 이미지는 좌측으로 기울어져 있는 것뿐만 아니라, 좌표패턴이 정사각형을 이루지 못하고 찌그러져 있다.As with the image shown in FIG. 6, it can be seen that the image shown in FIG. 9 is also tilted to the left. However, not only the image shown in FIG. 9 is inclined to the left, but the coordinate pattern does not form a square and is distorted.

이러한 현상은 펜형 디지타이저의 사용자가 디지타이저의 카메라를 패턴시트의 정방향으로 배치하지 못하였을 뿐만 아니라, 카메라의 광축을 패턴시트에 직교하도록 배치하지 못하고 기울어진 상태에서 촬상함으로써 발생한 현상으로, 디지타이저 사용과정에서 거의 일상적으로 발생하는 현상이다.This phenomenon occurs not only because the user of the pen-type digitizer does not place the camera of the digitizer in the forward direction of the pattern sheet, but also because the image is taken in an inclined state without placing the optical axis of the camera perpendicular to the pattern sheet. It is a phenomenon that occurs almost everyday.

그러므로, 도 4a에 도시된 S200에서, 인접한 좌표패턴 사이를 구분하는 경계선에 의해 왜곡상태를 측정하고, 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 측정된 기울기만큼 이동시켜야 한다.Therefore, in S200 illustrated in FIG. 4A, the distortion state is measured by the boundary line separating the adjacent coordinate patterns, and the pixels constituting each coordinate pattern must be moved by the measured inclination.

이를 위해, 도 9에 도시된 이미지의 좌표패턴을 도 4b의 S210에서 단색 처리한다. 도 10에 보이듯이, 단색 처리는 옐로우와 그레이로 구성된 좌표식별 패턴요소 중에서 옐로우 패턴요소를 그레이 패턴요소와 동일한 색상으로 색상 치환함으로써 이루어진다.To this end, the coordinate pattern of the image shown in FIG. 9 is monochromatic processed in S210 of FIG. 4B. As shown in Fig. 10, the monochromatic processing is performed by color substituting the yellow pattern element with the same color as the gray pattern element among the coordinate identification pattern elements composed of yellow and gray.

단색 처리된 좌표패턴을 갖는 이미지를 도 4b의 S220에서 흑백 처리한 이미지가 도 11에 도시되어 있다.An image obtained by monochrome processing of an image having a monochrome color coordinate pattern in S220 of FIG. 4B is illustrated in FIG. 11.

흑백 처리된 이미지를 도 4b의 S230에서 역상 처리함으로써 인접한 좌표패턴 사이의 경계선이 흑색 선으로 나타난 이미지가 얻어진다.The black and white processed image is reversed in S230 of FIG. 4B to obtain an image in which a boundary line between adjacent coordinate patterns is represented by a black line.

예시된 실시예에서는, 도 11에 보이듯이, S220에서 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 흑색으로 치환하고 잔여 화소들은 백색으로 치환한 후, 이미지를 역상 처리함으로써 인접한 좌표패턴 사이의 경계선을 흑색 선으로 나타내는 것으로 설명하고 있다. 그러나, 이 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, S220에서 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 백색으로 치환하고 잔여 화소들은 흑색으로 치환함으로써 역상 처리 없이 인접한 좌표패턴 사이의 경계선을 바로 흑색 선으로 나타낼 수도 있다.In the illustrated embodiment, as shown in FIG. 11, in S220, the pixels constituting each coordinate pattern are replaced with black and the remaining pixels are replaced with white, and then the image is processed inversely to convert the boundary line between adjacent coordinate patterns into a black line. It is described as showing. However, the present invention is not limited thereto, and in S220, the pixels constituting the respective coordinate patterns are replaced with white and the remaining pixels are replaced with black, so that a boundary line between adjacent coordinate patterns may be directly represented by a black line without reversed-phase processing.

도 4b의 S240에서, 수평방향에 인접한 흑색 경계선이 수평선과 일치할 때까지 이미지를 회전시킴으로써 이미지의 수평방향 기울기를 측정한다. 도 12에는 도 11에 도시된 이미지를 역상 처리하고 수평 정렬한 이미지가 도시되어 있다.In S240 of FIG. 4B, the horizontal inclination of the image is measured by rotating the image until the black boundary line adjacent to the horizontal direction coincides with the horizontal line. FIG. 12 shows an image of the image shown in FIG. 11 reversely processed and horizontally aligned.

도 4b의 S250에서, 수직방향에 인접한 흑색 경계선이 수직선과 일치할 때까지 이미지를 회전시킴으로써 이미지의 수직방향 기울기를 측정한다. 도 13에는 도 12에 도시된 이미지를 수직 정렬한 이미지가 도시되어 있다.In S250 of FIG. 4B, the vertical tilt of the image is measured by rotating the image until the black border line adjacent to the vertical direction coincides with the vertical line. FIG. 13 illustrates an image in which the image illustrated in FIG. 12 is vertically aligned.

도 9에 도시된 이미지에서는 수평방향 기울기가 반시계방향으로 28.81도 기울어져 있었고, 수직방향 기울기는 반시계방향으로 19.18도 기울어져 있었다. 그러므로, 좌표패턴은 수평방향 기울기와 수직방향 기울기의 차이, 즉 9.63도 만큼 찌그러진 것을 알 수 있다.In the image shown in FIG. 9, the horizontal inclination was inclined 28.81 degrees counterclockwise, and the vertical inclination was inclined 19.18 degrees counterclockwise. Therefore, it can be seen that the coordinate pattern is distorted by the difference between the horizontal inclination and the vertical inclination, that is, 9.63 degrees.

도 4b의 S260에서, 도 9에 도시된 이미지를 시계방향으로 28.81도 회전시켜 수평선과 일치하게 정렬함으로써 수평방향 기울기를 보정한다. 도 14에는 도 9에 도시된 이미지의 수평방향 기울기를 보정한 이미지가 도시되어 있다.In S260 of FIG. 4B, the horizontal tilt is corrected by rotating the image shown in FIG. 9 clockwise by 28.81 degrees to align with the horizontal line. FIG. 14 illustrates an image of correcting a horizontal tilt of the image illustrated in FIG. 9.

도 4b의 S270에서는, 수평방향 기울기를 보정한 도 14의 이미지에서 앞서 계산된 수평방향 기울기와 수직방향 기울기의 차이, 즉 9.63도 만큼 좌표패턴의 화소들을 좌측으로 이동시킴으로써 좌표패턴의 왜곡을 보정한다. 도 15에는 도 14에 도시된 이미지 상의 좌표패턴의 왜곡을 보정한 이미지가 도시되어 있다. 도 15에 보이듯이, 각각의 좌표패턴은 찌그러진 왜곡상태를 보정하여 거의 정사각형으로 회복되었고, 좌표패턴의 행렬이 수평선 및 수직선에 거의 일치하고 있음을 볼 수 있다.In S270 of FIG. 4B, the distortion of the coordinate pattern is corrected by shifting the pixels of the coordinate pattern to the left by the difference between the horizontal slope and the vertical slope calculated in the image of FIG. 14 having corrected the horizontal slope, that is, 9.63 degrees. . FIG. 15 illustrates an image in which distortion of a coordinate pattern on the image illustrated in FIG. 14 is corrected. As shown in FIG. 15, each coordinate pattern was recovered to a nearly square shape by correcting the distorted distortion state, and it can be seen that the matrix of the coordinate patterns is almost coincident with the horizontal and vertical lines.

도시된 실시예에서는 수평정렬을 먼저 하고 좌표패턴의 화소들을 좌우로 이동시켜 좌표패턴의 왜곡을 보정하는 것으로 설명하고 있지만, 수직정렬을 먼저 하고 좌표패턴의 화소들을 상하로 이동시켜 좌표패턴의 왜곡을 보정하는 것도 가능하다.In the illustrated embodiment, horizontal alignment is performed first, and the distortion of the coordinate pattern is corrected by moving the pixels of the coordinate pattern to the left and right. However, the vertical alignment is performed first and the pixels of the coordinate pattern are moved up and down to correct the distortion of the coordinate pattern. It is also possible to correct.

도 16에서 인식대상 좌표패턴 9개의 패턴요소들을 분석해보면, 중앙의 좌표패턴의 중심 좌표값은 (34, 66)인 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 16, when the nine pattern elements of the recognition target coordinate pattern are analyzed, the center coordinate values of the center coordinate pattern are (34, 66).

한편, 좌표패턴 일부의 오염 또는 손상, 촬상 이미지의 품질저하, 또는 펜형 디지타이저인 경우에, 좌표패턴의 일부가 펜팁에 의해 가려지는 등 다양한 원인에 의해 좌표패턴의 일부에서의 좌표값 인식에 실패할 수 있다.On the other hand, in the case of contamination or damage of a part of the coordinate pattern, deterioration of the captured image, or pen type digitizer, the recognition of the coordinate value in the part of the coordinate pattern may fail due to various reasons such as part of the coordinate pattern being covered by the pen tip. Can be.

예시된 실시예에서는 기준점 부근의 9개의 인식대상 좌표패턴의 좌표값을 인식하고 있는데, 그러한 9개의 좌표패턴 중 2개 이상의 좌표패턴, 즉 1개 이상의 Y축 좌표패턴과 1개 이상의 X축 좌표패턴으로부터만 좌표값을 인식할 수 있다면, 잔여 인식대상 좌표패턴으로부터 좌표값을 인식하는 것에 실패할지라도, 기준점의 좌표값을 구할 수 있다.In the illustrated embodiment, the coordinate values of nine recognition target coordinate patterns near the reference point are recognized. Two or more coordinate patterns among the nine coordinate patterns, that is, one or more Y-axis coordinate patterns and one or more X-axis coordinate patterns If the coordinate value can be recognized only from the above, even if it fails to recognize the coordinate value from the remaining recognition target coordinate pattern, the coordinate value of the reference point can be obtained.

이 기술분야에 숙련된 자에게는 앞서 설명한 양호한 실시예에 따른 이 발명의 구성에 대한 수정, 변경, 치환이 가능하다는 것이 자명할 것이다. 이 발명의 기술적 사상 및 정신을 벗어남이 없는 이 발명의 구성에 대한 수정, 변경, 치환은 이 발명의 보호범위 내에 두고자 한다.It will be apparent to those skilled in the art that modifications, variations, and substitutions of the construction of the present invention in accordance with the preferred embodiments described above are possible. Modifications, changes, and substitutions of the structure of the present invention without departing from the spirit and spirit of the present invention are intended to be within the protection scope of the present invention.

M, M1~M8 : 좌표식별 패턴요소
P111~P144 : 좌표패턴M, M1 ~ M8: Coordinate Identification Pattern Element
P111 ~ P144: Coordinate Pattern

Claims (14)

좌표패턴이 배열된 패턴시트 상의 한 지점의 위치를 좌표값으로 인식하는 좌표인식방법에 있어서,
식별지점 부근의 좌표패턴을 촬상하여 디지털 이미지를 획득하는 단계와,
상기 이미지 상의 좌표패턴의 행렬을 수평방향과 수직방향으로 정렬하는 단계와,
상기 이미지의 방향을 파악하고 상기 이미지를 정방향으로 배치하는 단계와,
상기 이미지 상의 식별지점 부근에 있는 좌표패턴이 나타내는 좌표값을 인식하는 단계와,
상기 이미지 상의 식별지점 부근에 있는 좌표패턴의 중심을 나타내는 좌표값을 결정하는 단계 및,
상기 이미지 상의 식별지점의 좌표값을 계산하는 단계를 포함하고,
상기 수평 수직 정렬 단계가 상기 이미지 상의 각각의 좌표패턴의 왜곡을 보정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
In the coordinate recognition method for recognizing the position of a point on the pattern sheet in which the coordinate pattern is arranged as a coordinate value,
Acquiring a digital image by capturing a coordinate pattern near an identification point;
Aligning a matrix of coordinate patterns on the image in a horizontal direction and a vertical direction;
Determining the direction of the image and arranging the image in a forward direction;
Recognizing a coordinate value indicated by a coordinate pattern near an identification point on the image;
Determining a coordinate value representing a center of a coordinate pattern near an identification point on the image;
Calculating a coordinate value of an identification point on the image,
And the horizontal and vertical alignment steps include correcting the distortion of each coordinate pattern on the image.
청구항 1에 있어서,
상기 수평 수직 정렬 단계가,
상기 이미지 상의 좌표패턴의 행렬의 수평방향 또는 수직방향 기울기를 측정하는 단계 및,
상기 기울기 측정 단계에서 측정된 수평방향 또는 수직방향 기울기를 보정하도록 상기 이미지 상의 좌표패턴의 행렬을 회전시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 1,
The horizontal vertical alignment step,
Measuring a horizontal or vertical inclination of the matrix of coordinate patterns on the image;
And rotating the matrix of coordinate patterns on the image to correct the horizontal or vertical tilt measured in the tilt measuring step.
청구항 2에 있어서,
상기 기울기 측정 단계에서는 수평방향 및 수직방향의 기울기를 모두 측정하고,
상기 좌표패턴 행렬 회전 단계에서는 수평방향 또는 수직방향 중 어느 하나의 기울기를 보정하도록 상기 좌표패턴의 행렬을 회전시키며,
상기 좌표패턴 왜곡 보정 단계에서는 수평방향 또는 수직방향 중 다른 하나의 기울기를 보정하도록 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 이동시키는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 2,
In the inclination measurement step, it measures both the horizontal and vertical inclination,
In the rotating the coordinate pattern matrix, the matrix of the coordinate pattern is rotated to correct the slope of any one of the horizontal direction and the vertical direction.
In the coordinate pattern distortion correction step, the pixels of each coordinate pattern are moved to correct the inclination of the other of the horizontal direction and the vertical direction.
청구항 3에 있어서,
상기 기울기 측정 단계에서는 인접한 좌표패턴 사이를 구분하는 경계선이 수평선 또는 수직선에 대해 기울어진 각도를 측정하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 3,
In the tilt measurement step, the coordinate recognition method characterized in that for measuring the angle of inclination with respect to the horizontal line or the vertical line bordering lines separating adjacent coordinate patterns.
청구항 4에 있어서,
상기 기울기 측정 단계가,
상기 이미지 상의 좌표패턴을 단색 처리하는 단계 및,
상기 이미지를 흑백 처리하여 상기 경계선을 흑색 선으로 나타내는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method of claim 4,
The tilt measurement step,
Monochrome processing the coordinate pattern on the image;
And monochrome processing the image to indicate the boundary line as a black line.
청구항 5에 있어서,
상기 이미지 흑백 처리 단계에서는 각각의 좌표패턴을 이루는 화소들을 흑색으로 치환하고 잔여 화소들은 백색으로 치환하며,
상기 기울기 측정 단계가 상기 이미지를 역상 처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 5,
In the image black and white processing step, the pixels constituting each coordinate pattern are replaced with black, and the remaining pixels are replaced with white,
And the tilt measuring step includes reverse processing the image.
청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 패턴시트에는 가로방향의 위치 좌표를 표현한 제1종 좌표패턴 및 세로방향의 위치 좌표를 표현한 제2종 좌표패턴을 포함하는 좌표패턴이 배열된 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
7. The method according to any one of claims 1 to 6,
The pattern sheet is a coordinate recognition method comprising a coordinate pattern including a first type coordinate pattern representing the position coordinates in the horizontal direction and a second type coordinate pattern representing the position coordinates in the vertical direction.
청구항 7에 있어서,
상기 제1종 좌표패턴에서는 상기 방향식별 패턴요소가 제1 위치에 배치되고,
상기 제2종 좌표패턴에서는 상기 방향식별 패턴요소가 상기 제1 위치와 상이한 제2 위치에 배치되며,
상기 이미지 정방향 배치 단계에서는 상기 방향식별 패턴요소가 제1 위치에 배치된 좌표패턴과 상기 방향식별 패턴요소가 제2 위치에 배치된 좌표패턴이 모두 발견되는 방향으로 상기 이미지를 회전시키는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method of claim 7,
In the first type coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at a first position,
In the second type coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at a second position different from the first position,
In the forward direction of the image, the image is rotated in a direction in which both the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the first position and the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed in the second position are found. Coordinate recognition method.
청구항 8에 있어서,
상기 이미지 정방향 배치 단계는,
상기 이미지로부터 특정 좌표 패턴 형상을 검출하는 단계 및,
상기 특정 좌표패턴 형상 검출 단계에서의 검출 결과에 따라 상기 이미지의 회전각도를 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 8,
The image forward positioning step,
Detecting a specific coordinate pattern shape from the image, and
And determining a rotation angle of the image according to the detection result in the specific coordinate pattern shape detection step.
청구항 9에 있어서,
상기 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서는 상기 제1종 좌표패턴의 형상과 상기 제2종 좌표패턴의 형상을 검출하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 9,
In the specific coordinate pattern shape detecting step, the shape of the first type coordinate pattern and the shape of the second type coordinate pattern is detected.
청구항 10에 있어서,
상기 제1종 좌표패턴에서는 상기 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치되고,
상기 제2종 좌표패턴에서는 상기 방향식별 패턴요소가 상단에 배치되며,
상기 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서는 상기 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴과 상기 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴을 검출하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method of claim 10,
In the first type coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at the left end,
In the second type coordinate pattern, the direction identification pattern element is disposed at an upper end thereof.
In the detecting of the specific coordinate pattern shape, a coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end and a coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the upper end are detected.
청구항 11에 있어서,
상기 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 상기 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴과 상기 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴이 모두 검출되는 경우에는 상기 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 0도로 결정하고,
상기 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 상기 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴만 검출되는 경우에는 상기 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 시계방향 90도로 결정하며,
상기 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 상기 방향식별 패턴요소가 좌단에 배치된 좌표패턴과 상기 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴의 어느 하나도 검출되지 않는 경우에는 상기 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 180도로 결정하고,
상기 특정 좌표 패턴 형상 검출 단계에서 상기 방향식별 패턴요소가 상단에 배치된 좌표패턴만 검출되는 경우에는 상기 이미지 회전각도 결정 단계에서는 회전각도를 시계방향 270도로 결정하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method of claim 11,
In the step of detecting the specific coordinate pattern shape, when both the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end and the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the upper end are detected, the rotation angle is zero in the image rotation angle determination step. Decide on the road,
When only the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end is detected in the specific coordinate pattern shape detection step, the rotation angle is determined 90 degrees clockwise in the image rotation angle determination step.
In the step of detecting the specific coordinate pattern shape, when none of the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the left end and the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed at the upper end is detected, the rotation angle is determined in the image rotation angle determination step. Is determined to be 180 degrees,
And in the detecting of the image rotation angle, determining the rotation angle 270 degrees in the clockwise direction when only the coordinate pattern in which the direction identification pattern element is disposed is detected in the specific coordinate pattern shape detection step.
청구항 12에 있어서,
상기 좌표값 인식 단계에서는 각각의 좌표패턴으로부터 가로방향 또는 세로방향 중 어느 하나의 위치 좌표를 인식하고,
상기 중심 좌표값 결정 단계에서는 상기 좌표값 인식 단계에서 인식한 인접 좌표패턴의 위치 좌표를 참조하여 가로방향의 위치 좌표와 세로방향의 위치 좌표를 모두 포함하는 좌표값을 각각의 좌표패턴의 중심 좌표값으로 결정하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method of claim 12,
In the coordinate value recognition step, any one of the horizontal or vertical direction coordinates are recognized from each coordinate pattern,
In the determining the center coordinate value, the coordinate value including both the horizontal position coordinate and the vertical position coordinate by referring to the position coordinates of the adjacent coordinate pattern recognized in the coordinate value recognition step is the center coordinate value of each coordinate pattern. Coordinate recognition method characterized in that determined by.
청구항 13에 있어서,
상기 식별지점의 좌표값 계산 단계에서는 상기 식별지점에 인접한 좌표패턴들의 중심 좌표값을 이용한 보간법에 의해 상기 식별지점의 좌표값을 계산하는 것을 특징으로 하는 좌표인식방법.
The method according to claim 13,
In the step of calculating the coordinate value of the identification point, the coordinate recognition method for calculating the coordinate value of the identification point by the interpolation method using the center coordinate value of the coordinate pattern adjacent to the identification point.
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WO2020251129A1 (en) * 2019-06-13 2020-12-17 주식회사 넥스트칩 Method and device for correcting distorted image

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