[라이브러리] 머신 비전 라이브러리 종류 및 소개

머신 비전 라이브러리란?

머신 비전에서 영상 처리 소프트웨어는 빠질 수 없는 필수 요소입니다. 카메라를 통해 얻어진 이미지에서 불량 여부 및 결함에 대한 검사를 처리하는 것이 비전 알고리즘인데요. 이 알고리즘을 위한 무료, 유료로 제공되는 라이브러리가 있습니다. 무료 라이브러리를 사용할지 유료 라이브러리를 사용할지 그리고 유료 라이브러리 중에서 어떤 제조사의 라이브러리를 사용할지에 대한 선택을 하게 되는데요. 본문에서는 무료 라이브러리인 OpenCV와 유료 라이브러리의 대표 제조사들에 대해 소개하도록 하겠습니다.

자, 그래서 머신 비전 라이브러리를 한 줄로 정리하겠습니다.

머신 비전 라이브러리는 이미지 처리를 위한 비전 알고리즘을 제공하는 소프트웨어 라이브러리를 의미합니다.

무료 비전 라이브러리, OpenCV

OpenCV 로고. 출처: OpenCV 홈페이지

꼭 머신 비전 관련 개발자가 아니더라도 OpenCV라는 이름은 많이 들어봤을 것입니다. OpenCV는 오픈 소스 컴퓨터 비전(Open source Computer Vision) 라이브러리 중 대표적인 것으로, 크로스 플랫폼과 실시간 이미지 프로세싱에 중점을 둔 것이 특징입니다. Windows 뿐만 아니라 Linux, macOS, iOS, Android 등 다양한 OS 플랫폼을 지원합니다.

또한 중요한 점은 BSD 라이선스라는 것인데요. BSD 라이선스는 소스 코드 공개 의무가 없으며, 상업적 이용에도 제한을 받지 않습니다. 즉, 상용 프로그램 개발 시 별다른 제약 없이 사용이 가능하다는 것이죠. 그래도 라이선스에 대한 내용은 중요하므로, 필요시 아래의 사이트를 참고하시기 바랍니다.

https://www.olis.or.kr/license/licenseGuide.do

라이선스 가이드

OpenCV는 아무래도 무료 라이브러리이다 보니, 어딘가에서 기술 지원을 받기보다는 공부하면서 개발을 해야 합니다. 국내 OpenCV 대표 포럼으로는 아래의 네이버 카페가 있습니다.

https://cafe.naver.com/opencv

OpenCV KOREA 대한민국 최고... : 네이버 카페

예전보다 카페 활동량이 많이 줄긴 했지만, 관심 있는 개발 주제에 관해 다른 사람과 여러 의견을 나눌 수 있습니다.

유료 머신 비전 라이브러리

앞서 소개한 OpenCV를 사용하기 위해서는 아무래도 기본적인 영상 처리 지식이 있어야 개발이 가능합니다. 기본 지식 없이 그저 사용하는 방법만 터득해서는 심도 있는 알고리즘 개발이 어려워집니다. 그래서 유료 라이브러리가 있는 것입니다. 유료 라이브러리를 구매하면 기술 지원을 받을 수 있고, 머신 비전에서 자주 사용하는 알고리즘을 별다른 지식 없이도 사용할 수 있는 장점이 있습니다. 아래는 국내에 많이 사용 중인 상용 비전 라이브러리와 간단한 특징을 나열해 보았습니다.

MVTec의 Halcon Library

너무나 유명한 라이브러리입니다. 할콘 라이브러리는 국내 총판이 한 곳 있으며, 이곳에서 구입 및 기술 지원을 요청할 수 있습니다. 할콘 라이브러리의 가장 큰 특징은 가격과 성능입니다. 비전 라이브러리 중 가장 비싸지만, 그만큼 훌륭한 성능을 보여주는데요. 물론, 사용자에 따라 그 값어치를 할 수도 있고 아닐 수도 있습니다. 너무나 많은 툴이 존재하다 보니, 이 툴을 다 이해하고 사용하기에도 어려움이 있습니다. 그래서 일부 기업에서는 Halcon Library 사용 가능한 사람을 우대하여 채용하기도 할 정도입니다.

Visual Studio 확장 도구 화면. 출처: MVtec 홈페이지

Cognex의 VisionPro Library

VisionPro는 주로 코드 리딩이나 패턴 매칭 애플리케이션에 많이 사용됩니다. 물론, 그 외에도 일반적인 알고리즘도 제공하고, 딥 러닝 회사를 인수하여 딥 러닝 검사 알고리즘인 Vidi와 SuaKIT도 제공하고 있습니다. VisionPro의 가장 큰 특징은 Flow Chart처럼 검사 흐름을 설정할 수 있습니다. Drag & Drop 지정은 물론이고 스크립트 작성 기능도 지원합니다.

VisionPro Tool 화면. 출처: Cognex 홈페이지

Matrox의 MIL

Matrox의 이미지 처리 라이브러리인 MIL(Matrox Imaging Library)은, 경험상 국내에서 제일 많이 사용되고 있는 라이브러리로 알고 있습니다. 가격대가 중급 정도이고, 일반적인 머신 비전 알고리즘도 제공합니다. 그리고 국내에는 Matrox Frame Grabber를 많이 사용하는데, 이미지 데이터를 곧바로 MIL에 연동할 수 있는 편리함 때문에 많이 사용됩니다. 물론, Frame Grabber 및 Library가 하나의 제조사면 기술 지원을 받기에도 편리한 면이 있겠죠.

Pattern Matching 예시. 출처: Matrox 홈페이지

Euresys의 Open eVision

Open eVision도 일반 2D 검사 알고리즘은 물론 3D와 딥러닝 검사 알고리즘도 제공하고 있습니다. 가격은 Matrox와 비슷한 중급이고, 무엇보다도 개발키와 런타임 키가 분리되어 있지 않습니다. 즉, 하나의 Dongle USB만 구입하면 개발 및 런타임 모두 사용할 수 있습니다. 성능으로 보면 Halcon이나 Cognex보다는 조금 낮을 수 있지만, Matrox와 비슷한 성능이라는 평이 있습니다.

Open eVision Deep Learning Studio 화면. 출처: Euresys 홈페이지

정리

위에서 언급한 제조사 외에도 많은 비전 라이브러리가 있습니다. 그중 현장에서 가장 많이 사용되던 제품들만 언급한 것인데요. 가격이나 성능을 기준으로 순위를 나열한다면 다음과 같다고 생각합니다(아주 주관적인 생각입니다).

Halcon > VisionPro > Open eVision ≒ MIL

비싼 라이브러리는 그만큼 성능이 나오고, 상대적으로 저렴한 라이브러리는 그래도 일반적인 애플리케이션에서 충분한 성능을 낸다고 생각합니다. 즉, 굳이 고성능을 요구하는 비전 프로그램이 아니라면 적당한 라이브러리를 사용해도 적절하다는 의미이죠.

상용 라이브러리 검토

비용을 줄여야 하고 시간이 많다면 무료 라이브러리인 OpenCV를 선택하여 알고리즘을 직접 개발할 수 있습니다. 하지만 보통 상용 라이브러리의 가격이 저렴하면 수십만 원에서 100~200만 원 선에 구입할 수 있습니다(라이선스에 따라 가격이 천차만별입니다). 비전 소프트웨어 가격이 수천만 원이라고 하면, 라이브러리의 가격이 차지하는 부분이 크지 않은데요. 이 경우 상용 라이브러리를 구입하면 시간도 절약하고 알고리즘 검사 안정성을 높일 수 있는 장점이 있습니다.

마지막으로, 제가 생각하는 아주 중요한 상용 라이브러리의 선택 기준은 기술 지원인 것 같습니다. 아무리 성능이 좋아도 기술 지원이 제대로 안된다면 현장에서의 답답함은 이루 말할 수 없습니다. 당장에 급한데 처리는 안되고, 문제가 생겨도 연락이 없다면 정말 난감하죠. 초고성능을 요구하는 검사 알고리즘이 아니라면, 기술 지원이 잘 되는 라이브러리를 구입하는 것이 좋은 선택일 수 있습니다.