KR102207737B1 - An unmanned insert monitoring system and method of the insert recognition using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무인 생물 모니터링 시스템 및 이를 이용한 생물 인식 방법에 관한 것으로, 모니터링하기 위해 촬영된 생물 이미지에서 이진화, 필터링, 분석하는 단계를 거침으로써, 대상 생물의 구체적인 종류 및/또는 생물의 수를 용이하게 분류하고 분석할 수 있는 이점이 있다.The present invention relates to an unmanned organism monitoring system and a method for recognizing organisms using the same, and by going through the steps of binarizing, filtering, and analyzing a captured organism image for monitoring, the specific type and/or the number of organisms can be easily determined. It has the advantage of being able to classify and analyze.

Description

무인 생물 모니터링 시스템 및 이를 이용한 생물 인식 방법{An unmanned insert monitoring system and method of the insert recognition using the same}An unmanned insert monitoring system and method of the insert recognition using the same}

본 발명은 무인 생물 모니터링 시스템 및 이를 이용한 생물 인식 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an unmanned organism monitoring system and a method for recognizing organisms using the same.

지구 환경은 장기간에 거쳐 지속적으로 변해오고 있으며, 생태계는 이러한 변화에 끊임없이 반응하며 적응해오고 있다. 19세기를 기점으로 화석연료 사용량이 증가됨에 따라 대기 중의 이산화탄소 농도는 급격한 증가 추세를 보이며 이로 인해 지구 온난화 현상은 국지적, 지역적 기후뿐만 아니라 지구 수준의 기후변화를 일으키고 있다. 이러한 단기간 내 급속한 기후변화와 이로 인한 환경 변화는 종 수준에서의 개체수 변동이나 멸종뿐만 아니라 개체군 및 군집변화, 나아가 생태계 전반에 걸쳐 영향을 미치고 있다. 특히, 많은 생물종의 경우 개발에 따른 서식지의 인위적인 소실이나 파편화 그리고 과도한 이용에 따라 개체수가 급감하고 있는 상황에서 인간의 활동에 기인한 기후 변화로 인한 환경변화는 종의 유지뿐만 아니라 생존에 더 큰 위협이 되고 있다. 이러한 영향은 범지구적 규모로 그리고 생태계 전반에 걸쳐 일어나고 있으며, 국가와 지역 사회의 사업 및 경제 분야 등에 큰 파급력 효과를 초래하고 있다. 따라서, 생태계 유지, 나아가 인류의 생존을 위해 생태계 변화에 대한 이해와 예측 더불어 생태계 변화에 의한 사회적 영향에 대한 대책 마련이 필요하다.The global environment has been constantly changing over a long period of time, and the ecosystem has been constantly responding and adapting to these changes. Starting in the 19th century, as the use of fossil fuels increased, the concentration of carbon dioxide in the atmosphere showed a sharp increase. As a result, global warming is causing not only local and regional climates, but also global climate change. The rapid climate change and the resulting environmental change within a short period of time are affecting not only population fluctuations or extinctions at the species level, but also population and community changes, and even the entire ecosystem. In particular, in the case of many species, environmental changes due to climate change caused by human activities are more significant for survival as well as maintenance of the species in a situation where the population is rapidly decreasing due to the artificial loss or fragmentation of habitats due to development and excessive use. It is a threat. These effects are taking place on a global scale and across ecosystems, and have great ripple effects in the business and economic sectors of the country and local communities. Therefore, for the maintenance of the ecosystem and further survival of humanity, it is necessary to understand and predict the changes in the ecosystem and to prepare countermeasures for the social impact of the changes in the ecosystem.

한편, 종래에 기후변화에 따른 수중 생태계의 변화와 영향을 파악하고 예측할 수 있는 수서생물 모니터링 시스템 및 방법에 대한 기술이 개발된 바 있다. 상기 모니터링 시스템은 수서생물을 유인하여 설정된 시간에 따라 촬영수단으로 촬영하고, 상기 촬영한 이미지를 저장한 후, 상기 이미지 내의 곤충의 종류 및 곤충의 수 등을 측정하여 수서생물을 분석하는 장치이다.On the other hand, in the related art, a technology for aquatic organism monitoring system and method that can grasp and predict changes and impacts of an aquatic ecosystem due to climate change has been developed. The monitoring system is a device that attracts aquatic organisms to photograph with a photographing means according to a set time, stores the photographed image, and then measures the types of insects and the number of insects in the image to analyze aquatic organisms.

한편, 상기 모니터링 시스템에서 촬영된 이미지를 이용하여 수서생물을 분석할 때, 사람이 직접 이미지를 분석해서 곤충의 종류 및 개수를 분류해야 하는 번거로움이 있었다.On the other hand, when analyzing aquatic organisms using images captured by the monitoring system, there is an inconvenience of having to classify the type and number of insects by directly analyzing the images by humans.

따라서, 수서곤충 등 생물의 이미지를 이용하여 곤충의 종류 및 개수를 용이하게 분류할 수 있는 프로그램 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop a program that can easily classify the type and number of insects using images of organisms such as aquatic insects.

대한민국 등록특허 제10-1546453호Korean Patent Registration No. 10-1546453

이러한 상기 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 모니터링 시스템으로 촬영한 생물의 이미지를 이용하여 생물의 종류 및 개수를 용이하게 분류할 수 있는 프로그램을 제공하고자 한다.In order to solve such a problem, the present invention is to provide a program capable of easily classifying the type and number of organisms using images of organisms photographed by a monitoring system.

상기 목적을 달성하기 위하여,To achieve the above object,

본 발명은 하나의 실시예에서, The present invention in one embodiment,

생물을 유인하는 유인수단, 유인된 생물을 촬영하는 촬영수단 및 촬영된 이미지를 분석하는 분석수단을 포함하는 무인생물 모니터링 시스템에 있어서,In the unmanned organism monitoring system comprising an attracting means for attracting a living creature, a photographing means for photographing the attracted creature, and an analysis means for analyzing the photographed image,

상기 분석수단은, 촬영된 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환하는 영상변환부;The analysis means includes an image conversion unit for converting the photographed color image into a black and white image;

흑백 이미지를 이진화 이미지로 이진화 처리하는 이진화부;A binarization unit for binarizing the black and white image into a binarized image;

이진화 처리한 이미지에 포함된 노이즈를 제거하여 생물과 비생물을 분류하는 필터부; 및 A filter unit for classifying living things and non-living things by removing noise included in the binarized image; And

노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 데이터와 기저장된 기준 데이터를 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출하는 분석부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 생물 모니터링 시스템을 제공한다.An analysis unit that compares the data of living organisms with pre-stored reference data in the image from which noise has been removed, and derives the type and number of organisms in the image; It provides an unmanned organism monitoring system comprising a.

또한, 본 발명은 다른 하나의 실시예에서,In addition, the present invention in another embodiment,

생물이 촬영된 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환하는 단계;Converting the color image photographed by the creature into a black and white image;

흑백 이미지를 이진화 이미지로 이진화 처리하는 단계; Binarizing the black and white image into a binarized image;

이진화 처리한 이미지에 포함된 노이즈를 제거하여 생물과 비생물을 분류하는 단계; 및Classifying living things and non-living things by removing noise included in the binarized image; And

노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 데이터와 기저장된 기준 데이터를 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출하는 단계; 를 포함하는 상기 무인 생물 모니터링 시스템을 이용한 생물 인식 방법을 제공한다.Comparing the data of living organisms and pre-stored reference data in the image from which noise has been removed, and deriving the type and number of organisms in the image; It provides a biological recognition method using the unmanned biological monitoring system comprising a.

본 발명에 따른 무인 생물 모니터링 시스템 및 이를 이용한 생물 인식 방법에 따르면, 촬영된 생물의 구체적인 종류 및/또는 개체수를 용이하게 분류하여 분석할 수 있는 이점이 있다.According to the unmanned organism monitoring system and the method for recognizing a organism using the same according to the present invention, there is an advantage in that it is possible to easily classify and analyze the specific type and/or the number of the captured organism.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 생물 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 생물 모니터링 시스템을 이용한 생물 인식 방법의 순서도이다.
도 3은 는 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 인식 방법에 따라 생물을 분석한 단계를 순서대로 나타낸 사진이다.
1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an unmanned organism monitoring system according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart of a method for recognizing a creature using an unmanned organism monitoring system according to an embodiment of the present invention.
3 is a photograph sequentially showing steps of analyzing an organism according to a method for recognizing a organism according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다.In the present invention, various modifications may be made and various embodiments may be provided, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description.

그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.However, this is not intended to limit the present invention to a specific embodiment, it is to be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 발명에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present invention, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude in advance.

또한, 본 발명에서 첨부된 도면은 설명의 편의를 위하여 확대 또는 축소하여 도시된 것으로 이해되어야 한다.In addition, the accompanying drawings in the present invention should be understood as being enlarged or reduced for convenience of description.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 생물 모니터링 시스템의 구성을 개략적으로 도시한 개념도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 무인 생물 모니터링 시스템을 이용한 생물 인식 방법의 순서도, 도 3은 는 본 발명의 일 실시예에 따른 생물 인식 방법에 따라 생물을 분석한 단계를 순서대로 나타낸 사진이다.1 is a conceptual diagram schematically showing the configuration of an unmanned organism monitoring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flow chart of a method for recognizing an organism using an unmanned organism monitoring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 Is a photograph sequentially showing steps of analyzing a creature according to the method for recognizing a creature according to an embodiment of the present invention.

이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명의 무인 생물 모니터링 시스템 및 이를 이용한 생물 인식 방법을 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to FIGS. 1 to 3, an unmanned organism monitoring system of the present invention and a method for recognizing a organism using the same will be described in detail.

본 발명은 일 실시예에서,The present invention in one embodiment,

생물을 유인하는 유인수단(110), 유인된 생물을 촬영하는 촬영수단(120) 및 촬영된 이미지를 분석하는 분석수단(130)을 포함하는 무인생물 모니터링 시스템(100)에 있어서,In the unmanned organism monitoring system 100 comprising an attracting means 110 for attracting a living creature, a photographing means 120 for photographing an attracted creature, and an analysis means 130 for analyzing the captured image,

상기 분석수단(130)은, 촬영된 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환하는 영상변환부(131);The analysis means 130 may include an image conversion unit 131 for converting the photographed color image into a black and white image;

흑백 이미지를 이진화 이미지로 이진화 처리하는 이진화부(132);A binarization unit 132 for binarizing a black and white image into a binarized image;

이진화 처리한 이미지에 포함된 노이즈를 제거하여 생물과 비생물을 분류하는 필터부(133); 및 A filter unit 133 for classifying living things and non-living things by removing noise included in the binarized image; And

노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 데이터와 기저장된 기준 데이터를 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출하는 분석부(134); 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무인 생물 모니터링 시스템(100)을 제공한다(도 1 참조).An analysis unit 134 that compares the data of the organism from the noise-removed image with the previously stored reference data to derive the type and number of organisms in the image; It provides an unmanned organism monitoring system 100 characterized in that it comprises a (see Fig. 1).

본 발명에서, "생물"은, 모니터링 시스템을 이용하여 촬영가능한 모든 생물을 의미할 수 있으며, 토양 배회성 무척추 동물, 주광성 곤충 또는 수서생물을 의미할 수 있으며, 수서생물일 수 있다. 수서생물은 바다, 하천, 호수 또는 그 연안에서 생활하는 생물을 의미하며, 일 예로, 물매암이, 소금쟁이, 장구애비, 물방개, 노린재류, 잠자리류, 어류일 수 있다.In the present invention, "living organisms" may mean all organisms that can be photographed using a monitoring system, may mean soil roaming invertebrates, daylight insects, or aquatic organisms, and may be aquatic organisms. Aquatic organisms refer to organisms living in the sea, rivers, lakes, or coasts thereof, and may be, for example, whirligigfish, water striders, jangguaebi, squirrels, stingrays, dragonflies, and fish.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 무인생물 모니터링 시스템은 유인수단(110), 촬영수단(120) 및 분석수단(130)을 포함한다.As described above, the unmanned organism monitoring system according to an embodiment of the present invention includes an incentive means 110, a photographing means 120, and an analysis means 130.

먼저, 유인수단(110)은 생물을 유인하는 공간인 함체(111)와 상기 함체(111)로 생물을 유인하는 유인장치(112)를 포함할 수 있다. 수서생물을 모니터링 하기 위해서는 상기 함체(111)는 자체 부력으로 함체(111)의 일부만 잠길 수 있으며, 하천과 같은 수로 상에 부유될 수 있다. 그리고, 상기 함체(111)의 부근 또는 내부에는 모니터링하고자 하는 생물을 유인하기 위한 유인장치(112)를 포함할 수 있다. 예를 들면, LED(Light emitting diode), 수은등(mercury lamp), black light 또는 할로겐등(halogen lamp)과 같은 유인등일 수 있으며, LED(Light emitting diode) 일 수 있다.First, the attracting means 110 may include a housing 111 that is a space that attracts living things, and an attracting device 112 that attracts living things to the enclosure 111. In order to monitor aquatic organisms, the enclosure 111 may submerge only a part of the enclosure 111 due to its own buoyancy, and may be suspended on a waterway such as a river. In addition, in the vicinity of or inside the enclosure 111, a attracting device 112 for attracting a creature to be monitored may be included. For example, it may be a light emitting diode (LED), a mercury lamp, a black light, or a manned lamp such as a halogen lamp, and may be a light emitting diode (LED).

함체(111) 내부 또는 상단에는 상기 함체(111) 내부를 촬영하기 위한 촬영수단(120)을 포함할 수 있다.A photographing means 120 for photographing the interior of the enclosure 111 may be included in the interior or top of the enclosure 111.

구체적으로, 촬영수단(120)은 촬영부(121), 촬영시간 조절부(122) 및 저장부(123)를 포함한다. 상기 촬영부(121)는 함체(111) 하부의 수중을 촬영하기 위한 장치로, 통상적으로 사용되는 디지털 카메라 또는 비디오 카메라 일 수 있으며, 예를 들면, 디지털 카메라로 1200 만 화소의 고해상도 카메라일 수 있다.Specifically, the photographing means 120 includes a photographing unit 121, a photographing time adjustment unit 122 and a storage unit 123. The photographing unit 121 is a device for photographing underwater under the enclosure 111, and may be a commonly used digital camera or a video camera, for example, a high resolution camera of 12 million pixels as a digital camera. .

아울러, 촬영시간 조절부(122)는 촬영부(121)의 동작 시간을 설정하는 구성으로, 본 발명에서는 6시부터 23시까지 약 17시간 동안 10분 당 1회씩 촬영하도록 설정할 수 있다. 한편, 저장부(123)는 촬영부(121)로 촬영된 이미지를 저장하는 수단으로, 예를 들면 SD 카드 일 수 있다.In addition, the photographing time adjustment unit 122 is configured to set the operation time of the photographing unit 121, and in the present invention, it may be set to shoot once per 10 minutes for about 17 hours from 6:00 to 23:00. Meanwhile, the storage unit 123 is a means for storing an image photographed by the photographing unit 121 and may be, for example, an SD card.

본 발명에서, 분석수단(130)은 모니터링하고자 하는 생물이 촬영된 이미지를 분석하는 수단으로, 영상변환부(131), 이진화부(132), 필터부(133), 및 분석부(134)를 포함한다.In the present invention, the analysis means 130 is a means for analyzing an image captured by a creature to be monitored, and includes an image conversion unit 131, a binarization unit 132, a filter unit 133, and an analysis unit 134. Include.

영상변환부(131)는 촬영수단(120)의 저장부(123)로부터 수신한 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환한다. 이는 생물의 세분화(Segmentation) 과정을 통해 이미지 내 배경(Back ground)과 개체를 구분하는 기능을 구현할 수 있다. 한편, 이는 원본 이미지의 선명도에 따라서 소프트웨어의 인식률이 영향을 받을 수 있다.The image conversion unit 131 converts the color image received from the storage unit 123 of the photographing means 120 into a black and white image. This can implement a function of distinguishing an object from a background in the image through the process of segmentation of living things. Meanwhile, this may affect the recognition rate of the software depending on the sharpness of the original image.

이진화부(132)는 영상변환부(131)에서 변환한 흑백 이미지를 이진화 이미지로 변환할 수 있다. 이진화(binarization)는 픽셀에 대하여 다양하게 분포되어 있는 색상값을 0과 1의 두 가지 값만으로 표현하는 것이다. 구체적으로, 이진화부(132)는 이미지의 흑백 이미지의 회색도 평균값 또는 회색도의 표준 편차값을 기반으로 임계값을 설정할 수 있다. 그리고, 픽셀의 회색도가 임계값 보다 작으면 픽셀을 1에 대응시키고, 픽셀의 회색도가 임계값 보다 높으면 픽셀을 0에 대응시켜 촬영된 이미지를 이진화할 수 있다. The binarization unit 132 may convert the monochrome image converted by the image conversion unit 131 into a binarized image. Binarization is the expression of color values distributed in various ways for a pixel with only two values of 0 and 1. Specifically, the binarization unit 132 may set a threshold value based on an average gray level value or a standard deviation value of gray levels of a black and white image of the image. In addition, when the gray level of the pixel is less than the threshold value, the pixel is matched to 1, and when the gray level of the pixel is higher than the threshold value, the captured image is binarized by matching the pixel to 0.

임계값은 0~1 사이로 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 0.4 값을 임계값으로 설정할 수 있으며, 상기 픽셀의 회색도가 임계값 보다 작으면 픽셀을 1에 대응시키고, 픽셀의 회색도가 임계값 보다 높으면 픽셀을 0에 대응시켜 촬영된 이미지를 이진화할 수 있다. 1로 표현된 부분은 백(white)으로 나타내고 0으로 표현된 부분은 흑(black)으로 나타낼 수 있다. The threshold may be appropriately set between 0 and 1. For example, a value of 0.4 can be set as a threshold, and if the gray level of the pixel is less than the threshold, the pixel is matched to 1, and if the gray level of the pixel is higher than the threshold, the pixel is matched to 0. Can be binarized. The part represented by 1 may be represented by white, and the part represented by 0 may be represented by black.

예를 들면, 생물 개체를 백(white)으로 나타낼 수 있으며, 생물 개체가 아닌 부분은 흑(black)으로 나타낼 수 있다. For example, a living entity may be represented as white, and a non-living entity may be represented as black.

아울러, 필터부(133)에서는 이진화 처리한 이미지에 포함된 노이즈를 제거하여 생물과 비생물을 분류할 수 있다. 구체적으로, 이진화 처리한 이미지에서 이미지 픽셀 평균값 또는 표준 편차값을 기반으로 임계값을 설정한 후, 그 임계값을 기준으로 생물 및 비생물로 분류하고, 상기 비생물은 제거할 수 있으며, 이는, 이진화 처리한 이미지에서 존재하는 크기가 작은 개체를 제거할 수 있다. 예를 들면, 이진화 처리한 이미지에서 10 픽셀 이하의 개체를 제거할 수 있다. In addition, the filter unit 133 may classify living things and non-living things by removing noise included in the binarized image. Specifically, after setting a threshold value based on an image pixel average value or a standard deviation value in the binarized image, it is classified as living and non-living based on the threshold value, and the non-living can be removed. Small objects that exist in the binarized image can be removed. For example, you can remove objects less than 10 pixels from the binarized image.

본 발명의 일 실시예에서, 분석 대상인 수서곤충은 통상적으로 일정한 크기를 가지기 때문에 이보다 상대적으로 작은 크기의 개체는 이물질로 간주할 수 있다. 이러한 과정을 통해 이미지 배경에 존재하는 이물질을 제거하여, 결과적으로 선명하고 부드러운 이미지를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, since the aquatic insect to be analyzed usually has a certain size, an individual having a size relatively smaller than this may be regarded as a foreign matter. Through this process, foreign matter existing in the background of the image is removed, resulting in a clear and smooth image.

다음으로, 분석부(134)에서는 노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 데이터와 기저장된 기준 데이터를 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출할 수 있다. 구체적으로, 분석부(134)에서 노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 픽셀과, 기준 데이터의 픽셀을 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출할 수 있다.Next, the analysis unit 134 may derive the type and number of organisms in the image by comparing the data of the organism from which the noise has been removed and the previously stored reference data. Specifically, the analysis unit 134 may derive the type and number of organisms in the image by comparing the pixels of the creature with the pixels of the reference data in the image from which noise has been removed.

먼저, 이 과정에서 분석하고자 하는 타깃 개체를 설정할 수 있다. 촬영된 이미지 내의 생물 개체는 다양하지만, 타깃 개체는 일정한 크기를 가질 수 있기 때문에 과도하게 크거나 작은 개체의 제거하여 타깃 객체만 표현할 수 있다. 예를 들어, 타깃 개체가 물땡땡이류일 때, 이미지 내의 개체의 중심점으로부터 반지름을 구하여 각 면적의 값을 따라 픽셀을 측정할 수 있고, 이는 기 저장된 픽셀값과 비교하여 구분할 수 있다. 한편, 잔물땡땡이는 21픽셀로 설정할 수 있으며, 애물땡땡이는 14픽셀로 설정할 수 있으며, 물땡땡이류는 4픽셀로 설정할 수 있다.First, you can set the target object to be analyzed in this process. Although there are various biological objects in the captured image, since the target object can have a certain size, only the target object can be expressed by removing excessively large or small objects. For example, when the target object is water polka dots, a radius can be obtained from the center point of the object in the image and a pixel can be measured according to the value of each area, which can be distinguished by comparing with a previously stored pixel value. Meanwhile, the ripples can be set to 21 pixels, the polka dots can be set to 14 pixels, and the water polka dots can be set to 4 pixels.

그리고, 상기 분석부(134)에서 상기 픽셀값과 이미지 내의 픽셀값을 비교하여 분석하고자 하는 생물의 종류와 개수 등을 도출할 수 있다.In addition, the analysis unit 134 may compare the pixel value with the pixel value in the image to derive the type and number of organisms to be analyzed.

또한, 본 발명은 다른 하나의 실시예에서,In addition, the present invention in another embodiment,

생물이 촬영된 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환하는 단계;Converting the color image photographed by the creature into a black and white image;

흑백 이미지를 이진화 이미지로 이진화 처리하는 단계; Binarizing the black and white image into a binarized image;

이진화 처리한 이미지에 포함된 노이즈를 제거하여 생물과 비생물을 분류하는 단계; 및Classifying living things and non-living things by removing noise included in the binarized image; And

노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 데이터와 기저장된 기준 데이터를 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출하는 단계; 를 포함하는 상기 무인 생물 모니터링 시스템(100)을 이용한 생물 인식 방법을 제공한다(도 2 및 도 3 참조).Comparing the data of living organisms and pre-stored reference data in the image from which noise has been removed, and deriving the type and number of organisms in the image; It provides a biological recognition method using the unmanned biological monitoring system 100 including (see FIGS. 2 and 3).

구체적으로, 본 발명에 따른 생물 인식 방법에 따르면, 무인 생물 모니터링 시스템(100)을 이용하여 촬영된 생물의 구체적인 종류 및/또는 개체수를 용이하게 분류하여 분석할 수 있는 이점이 있다.Specifically, according to the method for recognizing organisms according to the present invention, there is an advantage of being able to easily classify and analyze specific types and/or the number of organisms photographed using the unmanned organism monitoring system 100.

먼저, 촬영하고자 하는 장소에 설치된 무인 생물 모니터링 시스템(100)의 촬영부(121)는 촬영시간 조절부(122)의 기 설정된 시간 간격으로 생물 이미지를 촬영하고, 상기 촬영된 이미지를 본 발명의 저장부(123)에 저장한다. 한편, 촬영시간 조절 수단에 의해 동작시간은 5 내지 6시부터 22 내지 23시까지 10 내지 30분당 1회 촬영하도록 설정할 수 있다.First, the photographing unit 121 of the unmanned creature monitoring system 100 installed at the location to be photographed takes a biological image at a preset time interval of the photographing time control unit 122, and stores the photographed image according to the present invention. It is stored in the unit 123. On the other hand, the operation time may be set to be taken once every 10 to 30 minutes from 5 to 6 o'clock to 22 to 23 o'clock by the photographing time adjusting means.

다음으로, 상기 촬영한 이미지 영상을 이용하여 대상 생물을 인식하여 분석할 수 있다. 생물이 촬영된 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환시키고, 상기 변환된 이미지를 2 가지 색으로 이진화 처리할 수 있다. 한편,"이진화(binarization)"는 픽셀에 대하여 다양하게 분포되어 있는 색상값을 0과 1의 두 가지 값만으로 표현하는 것이다.Next, a target organism may be recognized and analyzed using the captured image image. A color image photographed by a living organism may be converted into a black and white image, and the converted image may be subjected to binary processing in two colors. On the other hand, "binarization" refers to expressing color values that are variously distributed for a pixel with only two values of 0 and 1.

보다 구체적으로, 상기 이진화 처리하는 단계는 흑백 이미지의 회색도 평균값 또는 회색도의 표준 편차값을 기반으로 임계값을 설정하는 단계 및 흑백 이미지의 픽셀의 회색도가 임계값보다 작으면 픽셀을 1에 대응시키고, 픽셀의 회색도가 임계값보다 높으면 픽셀을 0에 대응시켜 촬영된 이미지를 이진화 처리하는 단계를 포함한다.More specifically, the binarization process includes setting a threshold value based on an average gray level value or a standard deviation value of the gray level of the black and white image, and if the gray level of the pixel of the black and white image is less than the threshold value, the pixel is Matching and, if the gray level of the pixel is higher than the threshold value, binarizing the captured image by matching the pixel to 0.

임계값은 0~1 사이로 적절하게 설정될 수 있다. 예를 들면, 0.4 값을 임계값으로 설정할 수 있으며, 상기 픽셀의 회색도가 임계값 보다 작으면 픽셀을 1에 대응시키고, 픽셀의 회색도가 임계값 보다 높으면 픽셀을 0에 대응시켜 촬영된 이미지를 이진화할 수 있다. 1로 표현된 부분은 백(white)으로 나타내고 0으로 표현된 부분은 흑(black)으로 나타낼 수 있다.The threshold may be appropriately set between 0 and 1. For example, a value of 0.4 can be set as a threshold, and if the gray level of the pixel is less than the threshold, the pixel is matched to 1, and if the gray level of the pixel is higher than the threshold, the pixel is matched to 0. Can be binarized. The part represented by 1 may be represented by white, and the part represented by 0 may be represented by black.

예를 들면, 생물 개체를 백(white)으로 나타낼 수 있으며, 생물 개체가 아닌 부분은 흑(black)으로 나타낼 수 있다. For example, a living entity may be represented as white, and a non-living entity may be represented as black.

이진화 처리한 이미지에 포함된 노이즈를 제거하여 생물과 비생물을 분류할 수 있다.Biological and non-living can be classified by removing noise included in the binarized image.

구체적으로, 이진화 처리한 이미지에서 이미지의 픽셀 평균값 또는 표준 편차값을 기반으로 임계값을 설정하는 단계 및 상기 임계값을 기준으로 생물 및 비생물로 분류하고, 상기 비생물은 제거하는 단계를 포함한다. 여기서, 이진화 처리한 이미지에 존재하는 크기가 작은 개체를 제거할 수 있다. 예를 들면, 이진화 처리한 이미지에서 10 픽셀 이하의 개체를 제거할 수 있다.Specifically, it includes setting a threshold value based on the average pixel value or standard deviation value of the image in the binarized image, and classifying it into living things and non-living things based on the threshold value, and removing the non-living things. . Here, a small object existing in the binarized image can be removed. For example, you can remove objects less than 10 pixels from the binarized image.

본 발명의 일 실시예에서, 분석 대상인 수서곤충은 통상적으로 일정한 크기를 가지기 때문에 이보다 상대적으로 작은 크기의 개체는 이물질로 간주할 수 있다. 이러한 과정을 통해 이미지 배경에 존재하는 이물질을 제거하여, 결과적으로 선명하고 부드러운 이미지를 생성할 수 있다.In one embodiment of the present invention, since the aquatic insect to be analyzed usually has a certain size, an individual having a size relatively smaller than this may be regarded as a foreign matter. Through this process, foreign matter existing in the background of the image is removed, resulting in a clear and smooth image.

마지막으로, 본 발명의 생물 인식 방법은 노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 데이터와 기저장된 기준 데이터를 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출하는 단계를 포함한다.Finally, the method of recognizing a creature of the present invention includes the step of deriving the type and number of organisms in the image by comparing the data of the organism with the reference data previously stored in the image from which noise has been removed.

구체적으로, 분석부(134)에서 노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 픽셀과, 기준 데이터의 픽셀을 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출할 수 있다.Specifically, the analysis unit 134 may derive the type and number of organisms in the image by comparing the pixels of the creature with the pixels of the reference data in the image from which noise has been removed.

먼저, 이 과정에서 분석하고자 하는 타깃 개체를 설정할 수 있다. 촬영된 이미지 내의 생물 개체는 다양하지만, 타깃 개체는 일정한 크기를 가질 수 있기 때문에 과도하게 크거나 작은 개체의 제거하여 타깃 객체만 표현할 수 있다. 예를 들어, 타깃 개체가 물땡땡이류일 때, 이미지 내의 개체의 중심점으로부터 반지름을 구하여 각 면적의 값을 따라 픽셀을 측정할 수 있고, 이는 기 저장된 픽셀값과 비교하여 구분할 수 있다. 한편, 잔물땡땡이는 21픽셀로 설정할 수 있으며, 애물땡땡이는 14픽셀로 설정할 수 있으며, 물땡땡이류는 4픽셀로 설정할 수 있다.First, you can set the target object to be analyzed in this process. Although there are various biological objects in the captured image, since the target object can have a certain size, only the target object can be expressed by removing excessively large or small objects. For example, when the target object is water polka dots, a radius can be obtained from the center point of the object in the image and a pixel can be measured according to the value of each area, which can be distinguished by comparing with a previously stored pixel value. On the other hand, the ripples can be set to 21 pixels, the polka dots can be set to 14 pixels, and the water polka dots can be set to 4 pixels.

그리고, 상기 분석부(134)에서 상기 픽셀값과 이미지 내의 픽셀값을 비교하여 분석하고자 하는 생물의 종류와 개수 등을 도출할 수 있다.In addition, the analysis unit 134 may compare the pixel value with the pixel value in the image to derive the type and number of organisms to be analyzed.

이에 따라 기후 변화에 따라 생물의 출현 빈도와 출현 시기 등의 생태학적 변화를 용이하게 모니터링을 할 수 있다.Accordingly, it is possible to easily monitor ecological changes such as the frequency and time of appearance of organisms according to climate change.

100: 무인 생물 모니터링 시스템
110: 유인수단
111: 함체 112: 유인장치
120: 촬영수단
121: 촬영부 122: 촬영시간 조절부
123: 저장부
130: 분석수단
131: 영상변환부 132: 이진화부
133: 필터부 134: 분석부
100: unmanned organism monitoring system
110: incentives
111: enclosure 112: attraction device
120: shooting means
121: photographing unit 122: photographing time adjustment unit
123: storage
130: analysis means
131: image conversion unit 132: binarization unit
133: filter unit 134: analysis unit

Claims (9)

생물을 유인하는 공간인 함체와 상기 함체로 생물을 유인하는 유인장치를 포함하는 유인수단, 유인된 생물을 촬영하는 촬영수단 및 촬영된 이미지를 분석하는 분석수단을 포함하는 무인생물 모니터링 시스템에 있어서,
상기 분석수단은, 생물의 세분화(Segmentation) 과정을 통해 이미지 내 배경과 개체를 구분하는 기능을 구현하기 위해, 촬영된 컬러 이미지를 흑백 이미지로 변환하는 영상변환부;
흑백 이미지의 픽셀의 회색도가 임계값보다 작으면 픽셀을 1에 대응시키고, 픽셀의 회색도가 임계값보다 높으면 픽셀을 0에 대응시켜, 흑백 이미지를 이진화 이미지로 이진화 처리하는 이진화부;
이진화 처리한 이미지에서 이미지 픽셀 평균값 또는 표준 편차값을 기반으로 임계값을 설정한 후, 그 임계값을 기준으로 생물 및 비생물로 분류하고, 상기 비생물은 제거하는 필터부; 및
노이즈가 제거된 이미지에서 생물의 픽셀과 기저장된 기준 데이터의 픽셀을 비교하여, 상기 이미지 내의 생물의 종류 및 개수를 도출하는 분석부; 를 포함하되
상기 필터부에서의 임계값은 10픽셀이며, 상기 필터부는 10픽셀 이하의 개체를 비생물로 분류하여 제거하고,
상기 유인장치는 LED, 수은등, 할로겐등 및 블랙라이트(black light) 중 어느 하나의 유인등으로 이루어지고,
상기 생물은 주광성 곤충인 것을 특징으로 하는 무인 생물 모니터링 시스템.
In the unmanned organism monitoring system comprising an attracting means comprising a space that is a space for attracting a living thing and an attracting device that attracts a living thing to the enclosure, a photographing means for photographing the attracted creature, and an analysis means for analyzing the captured image,
The analysis means includes: an image conversion unit for converting a photographed color image into a black and white image in order to realize a function of classifying an object from a background in an image through a segmentation process of a living thing;
A binarization unit for binarizing the monochrome image into a binarized image by matching the pixel to 1 when the gray level of the pixel of the monochrome image is less than the threshold value and matching the pixel to 0 when the gray level of the pixel is higher than the threshold value;
A filter unit configured to set a threshold value based on an average image pixel value or a standard deviation value in the binarized image, and then classify it into living things and non-living things based on the threshold value, and removing the non-living things; And
An analysis unit that compares a pixel of a living being from an image from which noise has been removed and a pixel of a pre-stored reference data to derive the type and number of living things in the image; Including
The threshold value in the filter unit is 10 pixels, and the filter unit classifies and removes objects less than 10 pixels as non-living,
The attracting device is made of any one of an LED, a mercury lamp, a halogen lamp, and a black light,
The unmanned organism monitoring system, characterized in that the organism is a daylight insect.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
촬영수단은, 유인된 생물을 촬영하는 촬영부, 촬영수단의 동작 시간을 설정하는 촬영시간 조절부, 촬영부에 의해 촬영된 이미지를 저장하는 저장수단을 포함하는 무인 생물 모니터링 시스템.


The method of claim 1,
The photographing means includes a photographing unit for photographing an attracted creature, a photographing time adjustment unit for setting an operation time of the photographing means, and a storage means for storing an image photographed by the photographing unit.


삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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