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제안 방법
- 3차원 공간상의 결함 영역 레이블링을 위하여 본 논문에서는 그림 6에 보여지는 바와 같이 (x, y, z)의 결함 화소에 대해 같은 단면(z) 내의 주변 8개 화소와 전(z-1), 후(z+1)의 단면에서 각각 9개의 화소를 검색하여 이들 중에 결함이 존재한다면, 그 화소도 (x, y, z)의 결함 화소와 연결된 것으로 보고 같은 레이블을 부여함으로써 결함들의 레이블 링을 완성하였다. 부여된 레이블의 수가 곧 결함 개수가 되고, 하나의 결함에 대해 그 위치는 결함 영역의 도심 (centroid)으로부터 구할 수 있다.
- 검사대상 시편들에 대해 결함유형의 자동 판별 및 3차원 형상 디스플레이 실험을 수행하였다. 본 실험에서 시용한 영상은 모두 비트맵 형식(bmp format)의 파일이며, 실제 시편과 획득된 영상의 대응 부위 비교를 통해 영상좌표를 실제 값으로 변환함으로써 결함의 크기를 측정하였다[5].
- 본 연구에서 개발된 그래픽 디스플레이 프로그램은 MFC API (Application Program Interface) 환경에서 OpenGL 라이브러리를 이용하여 제작되었다[9,10]. 디스플레이 화면에 대상물의 형상 데이터와 결함 데이터를 불러와 3차원 그래픽 디스플레이를 구현한다. 또한 각각의 결함에 대해서 결함의 중심 위치, 크기, 체적, 유형 등 요약된 결함정보(defect information)도 함께 보여준다.
- 본 논문에서는 핀블록형, 핀플레이트형, 지그플레이트형 등 다양한 브레이즈형 열교환기 시편을 대상으로 하여 X-선 단층영상을 획득하고, 이로부터 결함 검출 및 검출된 결함에 대한 미접합, 보이드 등의 결함유형을 자동으로 판별 하였다. 또한 대상 시편과 결함의 형상에 대한 3차원 디스플레이를 구현함으로써 결함 현황을 쉽게 파악할 수 있도록 하였다. 실험 결과 대상 시편에서 결함의 검출 및 유형 판정이 모두 올바르게 이루어졌고, 결함의 상세 정보와 더불어 3차원 디스플레이를 통해 결함의 위치 및 형상을 쉽게 파악할 수 있었다.
- 본 논문에서는 X-선 단층영상을 이용한 방법으로 검출된 열교환기의 브레이징 접합 결함에 대해 위치와 크기, 형상 정보 등에 기반하여 미접합(unconnected defect), 보이드(void) 등의 결함유형을 자동 판별하고, 또한 결함에 대한 3차원(3D) 디스플레이를 구현함으로써 결함 위치 및 크기, 형상 등을 포함한 전체적인 결함 현황을 쉽게 파악할 수 있도록 한다. 이를 위하여 우선 검사대상 시편에 대한 CT(Computerized Tomography) 기반의 X-선 단층영상을 획득하고, 이의 영상처리를 통해 결함검사를 수행한다[5].
- 본 논문에서는 핀블록형, 핀플레이트형, 지그플레이트형 등 다양한 브레이즈형 열교환기 시편을 대상으로 하여 X-선 단층영상을 획득하고, 이로부터 결함 검출 및 검출된 결함에 대한 미접합, 보이드 등의 결함유형을 자동으로 판별 하였다. 또한 대상 시편과 결함의 형상에 대한 3차원 디스플레이를 구현함으로써 결함 현황을 쉽게 파악할 수 있도록 하였다.
- 본 논문의 II 장에서는 검사대상 시편과 이에 존재하는 결함에 대해 기술하고, III 장에서는 결함의 유형 분류 방법을, IV 장에서는 결함형상의 3차원 디스플레이 방법을 제안한다. V 장에서는 대상시편에 대한 결함 유형 판별 및 디스플레이의 실제 구현 결과를 기술하고, VI 장에서 본 논문의 결론을 기술한다.
- 검사대상 시편들에 대해 결함유형의 자동 판별 및 3차원 형상 디스플레이 실험을 수행하였다. 본 실험에서 시용한 영상은 모두 비트맵 형식(bmp format)의 파일이며, 실제 시편과 획득된 영상의 대응 부위 비교를 통해 영상좌표를 실제 값으로 변환함으로써 결함의 크기를 측정하였다[5]. 그림 1(a)의 핀블록형 시편에서 가로 길이 50.
- 본 연구에서 개발된 그래픽 디스플레이 프로그램은 MFC API (Application Program Interface) 환경에서 OpenGL 라이브러리를 이용하여 제작되었다[9,10]. 디스플레이 화면에 대상물의 형상 데이터와 결함 데이터를 불러와 3차원 그래픽 디스플레이를 구현한다.
- 본 논문에서는 X-선 단층영상을 이용한 방법으로 검출된 열교환기의 브레이징 접합 결함에 대해 위치와 크기, 형상 정보 등에 기반하여 미접합(unconnected defect), 보이드(void) 등의 결함유형을 자동 판별하고, 또한 결함에 대한 3차원(3D) 디스플레이를 구현함으로써 결함 위치 및 크기, 형상 등을 포함한 전체적인 결함 현황을 쉽게 파악할 수 있도록 한다. 이를 위하여 우선 검사대상 시편에 대한 CT(Computerized Tomography) 기반의 X-선 단층영상을 획득하고, 이의 영상처리를 통해 결함검사를 수행한다[5].
- 앞에서 기술했듯이 보이드 결함은 브레이징 접합부 내부에 기포 등으로 인해 작은 빈 공간이 생긴 것이며, 미접합 결함은 핀과 플레이트 사이에 브레이징 납이 채워지지 않아 개방된 빈 공간이 생긴 것이다. 이에 기반하여 본 논문의 검사대상 시편에서는 결함의 외부가 모두 브레이징으로 채워져 있는 내부 빈 공간일 때 보이드로 판정하고, 결함부의 주위가 브레이징으로 전부 채워져 있지는 않은 개방된 상태일 때 미접합으로 판정하였다. 단 보이드의 크기가 브레이징 접합부 자체의 크기보다 클 수는 없다.
- 081 mm이다. 한편 실제 결함 개수와 각 결함들의 실제 크기 등은 X-선 영상의 수작업 관찰을 통해 얻어질 수 있고, 이들을 본 논문의 자동 검사 프로그램 결과와 비교함으로써 검사 프로그램의 유효성을 확인한다.
대상 데이터
- 이들 시편에 대해 내부의 결함검사를 위해 CT를 이용하여 단층영상을 얻었는데, 검사 단면의 깊이 방향으로 핀블록형은 200장, 핀플레이트형은 120장, 지그플레이트형은 202장을 획득하였다. 이중에서 핀플레이트형 시편의 X-선 단층영상의 한 예가 그림 2에 보여진다.
이론/모형
- 우선 각각의 결함을 분리하기 위하여 레이블링(labeling) 기법을 이용한다. 레이블링이란 같은 연결 성분의 화소에 같은 레이블(번호)을 부여하고, 다른 연결 성분의 화소에는 다른 레이블을 부여함으로써 서로 떨어진 객체들을 구분하는 방법이다[7,8].
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