KR102233402B1 - Method for estimating concentration of fine dust and apparatus for executing the method - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명의 실시예는 미세먼지 농도 추정 기술과 관련된다. An embodiment of the present invention relates to a technique for estimating the concentration of fine dust.
최근, 미세 먼지가 사회적 이슈가 되고 있으며, 뉴스 등 각종 매체에서도 미세 먼지의 농도를 각 지역별로 제공해주고 있다. 기존의 미세 먼지 측정 방식은 방사선 또는 빛의 물리적 특성을 이용하여 간접적으로 측정하는 방법(베타선 흡수법 또는 광 산란법 등) 및 미세 먼지의 질량을 저울로 측정하는 방법(중량 농도법 등)이 있으나, 고가의 미세 먼지 측정 장비가 필요하다는 문제점이 있다. Recently, fine dust has become a social issue, and various media such as news provide the concentration of fine dust for each region. Existing methods of measuring fine dust include a method of measuring indirectly using the physical properties of radiation or light (beta ray absorption method or light scattering method, etc.) and a method of measuring the mass of fine dust with a balance (weight concentration method, etc.). However, there is a problem that expensive fine dust measuring equipment is required.
기존에는 행정 구역 단위(예를 들어, 구 단위) 별로 미세 먼지를 측정하였으나, 실제적으로는 동일한 행정 구역이라 하더라도 지형 특성 및 건물 밀집도 등에 따라 미세 먼지의 측정값에는 차이가 나게 된다. 따라서, 고가의 미세 먼지 측정 장비 없이도 각 위치에 따라 미세 먼지 농도를 측정할 수 있는 방안이 요구된다.In the past, fine dust was measured for each administrative area unit (eg, ward unit), but in reality, even in the same administrative area, the measured value of the fine dust differs depending on topographic characteristics and building density. Therefore, there is a need for a method capable of measuring the concentration of fine dust according to each location without expensive fine dust measuring equipment.
본 발명의 실시예는 미세먼지 농도를 용이하게 추정할 수 있는 미세먼지 농도 추정 방법 및 이를 수행하기 위한 장치를 제공하기 위한 것이다.An embodiment of the present invention is to provide a method for estimating the concentration of fine dust capable of easily estimating the concentration of the fine dust and an apparatus for performing the same.
개시되는 일 실시예에 따른 미세먼지 농도 추정 방법은, 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법으로서, 소정 장소에서 촬영된 촬영 영상을 획득하는 단계; 상기 촬영 영상을 손실 압축 처리하고, 기 설정된 단위 시간 길이로 구분하여 저장하는 단계; 상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 압축 처리된 영상에서 미세 먼지가 제거된 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계; 상기 압축 처리된 영상과 상기 미세 먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지를 생성하는 단계; 및 상기 잔차 이미지에 기반하여 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도를 추정하는 단계를 포함한다.The method for estimating the concentration of fine dust according to the disclosed embodiment is a method performed in a computing device having one or more processors and a memory for storing one or more programs executed by the one or more processors, at a predetermined location. Obtaining a photographed photographed image; Performing lossy compression processing on the captured image, and storing the captured image by dividing it into a predetermined unit time length; Generating a fine dust removal image from which fine dust has been removed from the compressed image based on the compressed image; Generating a residual image through a difference between the compressed image and the fine dust removal image; And estimating the concentration of fine dust in the captured image based on the residual image.
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계는, 상기 압축 처리된 영상에서 RGB 데이터를 각각 추출하여 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 생성하는 단계; 상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지를 기반으로 다크 채널(Dark Channel) 이미지를 생성하는 단계; 상기 다크 채널 이미지를 기반으로 각 화소의 위치에서 전달량을 산출하여 전달량 맵을 생성하는 단계; 및 상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 미세먼지 제거 이미지를 생성하는 단계를 포함할 수 있다.The generating of the fine dust removal image may include extracting RGB data from the compressed image to generate an R-channel compressed image, a G-channel compressed image, and a B-channel compressed image; Generating a dark channel image based on the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed image; Generating a transmission amount map by calculating a transmission amount at the location of each pixel based on the dark channel image; And generating the fine dust removal image based on the delivery amount map and the compressed image.
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계는, 합성곱 신경망(Convolution Neural Network : CNN)에 의해 수행되며, 상기 합성곱 신경망은, 상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지가 입력되는 경우 상기 전달량 맵을 생성하도록 학습된 특징 추출 네트워크; 및 상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상이 입력되는 경우, 상기 미세 먼지 제거 이미지를 출력하도록 학습된 재건 네트워크를 포함할 수 있다.The step of generating the fine dust removal image is performed by a convolution neural network (CNN), and the convolutional neural network includes the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed image A feature extraction network learned to generate the transfer amount map when is input; And a reconstruction network trained to output the fine dust removal image when the transmission amount map and the compressed image are input.
상기 미세먼지 농도를 추정하는 단계는, 상기 잔차 이미지에 대한 통계량을 산출하는 단계; 및 상기 산출된 통계량과 대응되는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The estimating of the fine dust concentration may include calculating a statistic for the residual image; And estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated statistic as a fine dust concentration value in the captured image.
상기 통계량을 산출하는 단계는, 상기 잔차 이미지의 엔트로피(Entropy)를 산출하는 단계; 및 기 저장된 엔트로피 및 미세먼지 농도 관계 그래프에서 상기 산출된 엔트로피와 대응하는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하는 단계를 포함할 수 있다.The calculating of the statistic may include calculating an entropy of the residual image; And estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated entropy from a previously stored entropy and fine dust concentration relationship graph as a fine dust concentration value in the captured image.
개시되는 일 실시예에 따른 컴퓨팅 장치는, 하나 이상의 프로세서들; 메모리; 및 하나 이상의 프로그램들을 포함하고, 상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 메모리에 저장되고, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되도록 구성되며, 상기 하나 이상의 프로그램들은, 소정 장소에서 촬영된 촬영 영상을 획득하기 위한 명령; 상기 촬영 영상을 손실 압축 처리하고, 기 설정된 단위 시간 길이로 구분하여 저장하기 위한 명령; 상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 압축 처리된 영상에서 미세 먼지가 제거된 미세 먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령; 상기 압축 처리된 영상과 상기 미세 먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지를 생성하기 위한 명령; 및 상기 잔차 이미지에 기반하여 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도를 추정하기 위한 명령을 포함한다.A computing device according to the disclosed embodiment includes: one or more processors; Memory; And one or more programs, wherein the one or more programs are stored in the memory and configured to be executed by the one or more processors, and the one or more programs include: an instruction for obtaining a photographed image photographed at a predetermined location; A command for lossy compression processing the captured image, dividing and storing the captured image by a preset unit time length; A command for generating a fine dust removal image from which fine dust is removed from the compressed image based on the compressed image; A command for generating a residual image through a difference between the compressed image and the fine dust removal image; And a command for estimating the concentration of fine dust in the captured image based on the residual image.
상기 압축 처리된 영상에서 RGB 데이터를 각각 추출하여 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 생성하기 위한 명령; 상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지를 기반으로 다크 채널(Dark Channel) 이미지를 생성하기 위한 명령; 상기 다크 채널 이미지를 기반으로 각 화소의 위치에서 전달량을 산출하여 전달량 맵을 생성하기 위한 명령; 및 상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 미세먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령을 포함할 수 있다.A command for extracting RGB data from the compressed image to generate an R-channel compressed image, a G-channel compressed image, and a B-channel compressed image; A command for generating a dark channel image based on the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed image; A command for generating a transmission amount map by calculating a transmission amount at the location of each pixel based on the dark channel image; And a command for generating the fine dust removal image based on the delivery amount map and the compressed image.
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령은, 합성곱 신경망(Convolution Neural Network : CNN)에 의해 수행되며, 상기 합성곱 신경망은, 상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지가 입력되는 경우 상기 전달량 맵을 생성하도록 학습된 특징 추출 네트워크; 및 상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상이 입력되는 경우, 상기 미세 먼지 제거 이미지를 출력하도록 학습된 재건 네트워크를 포함할 수 있다.The command for generating the fine dust removal image is performed by a convolution neural network (CNN), and the convolutional neural network includes the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed A feature extraction network learned to generate the transfer amount map when an image is input; And a reconstruction network trained to output the fine dust removal image when the transmission amount map and the compressed image are input.
상기 미세먼지 농도를 추정하기 위한 명령은, 상기 잔차 이미지에 대한 통계량을 산출하기 위한 명령; 및 상기 산출된 통계량과 대응되는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하기 위한 명령을 포함할 수 있다.The command for estimating the fine dust concentration may include: a command for calculating a statistic for the residual image; And a command for estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated statistic as a fine dust concentration value in the captured image.
상기 통계량을 산출하기 위한 명령은, 상기 잔차 이미지의 엔트로피(Entropy)를 산출하기 위한 명령; 및 기 저장된 엔트로피 및 미세먼지 농도 관계 그래프에서 상기 산출된 엔트로피와 대응하는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하기 위한 명령을 포함할 수 있다.The instruction for calculating the statistic may include an instruction for calculating an entropy of the residual image; And a command for estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated entropy from a previously stored entropy and fine dust concentration relationship graph as a fine dust concentration value in the captured image.
개시되는 실시예에 의하면, 촬영 영상만으로 해당 지역의 미세 먼지 농도를 확인할 수 있으므로, 고가의 미세 먼지 측정 장비가 필요치 않으며, 사용자가 위치하는 각 지역에서의 미세 먼지 농도를 용이하게 확인할 수 있게 된다. 즉, 미세 먼지 농도를 알기 위한 장소의 주변을 촬영한 영상만 있으면 되므로, 장소나 지역에 구애 받지 않고 어느 장소에서나 미세 먼지 농도를 용이하게 확인할 수 있게 된다.According to the disclosed embodiment, since it is possible to check the concentration of fine dust in a corresponding region only with a photographed image, expensive fine dust measuring equipment is not required, and the concentration of fine dust in each region in which a user is located can be easily checked. That is, since only an image photographed around a place for knowing the fine dust concentration is required, it is possible to easily check the fine dust concentration at any place regardless of the place or region.
도 1은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경을 예시하여 설명하기 위한 블록도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 먼지 판독 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 3은 본 발명의 실시예에서 합성곱 신경망을 이용하여 압축된 이미지에서 미세먼지 제거 이미지를 생성하는 상태를 나타낸 도면
도 4는 본 발명의 실시예에서 합성곱 신경망(CNN)을 이용하여 미세먼지를 제거한 상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에서 잔차 이미지를 그레이 스케일 이미지로 나타낸 도면
도 6은 실제 미세먼지 농도를 측정한 장소에서 촬영한 영상을 기반으로 산출된 통계량(분산 또는 평균값)과 실제 미세먼지 농도 측정 값을 대응시켜 작성된 그래프
도 7은 실제 미세먼지 농도를 측정한 장소에서 촬영한 영상을 기반으로 산출된 통계량(엔트로피)과 실제 미세먼지 농도 측정 값을 대응시켜 작성된 그래프1 is a block diagram illustrating and describing a computing environment including a computing device suitable for use in example embodiments.
2 is a flow chart for explaining a fine dust reading method according to an embodiment of the present invention
3 is a diagram showing a state in which a fine dust removal image is generated from a compressed image using a convolutional neural network in an embodiment of the present invention
4 is a diagram showing a state in which fine dust is removed using a convolutional neural network (CNN) in an embodiment of the present invention
5 is a diagram showing a residual image as a gray scale image in an embodiment of the present invention
FIG. 6 is a graph created by correlating a statistic (variance or average value) calculated based on an image taken at a location where the actual fine dust concentration was measured and the actual fine dust concentration measurement value
Fig. 7 is a graph created by correlating a statistic (entropy) calculated based on an image taken at a location where the actual fine dust concentration is measured and the actual fine dust concentration measurement value
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 이하의 상세한 설명은 본 명세서에서 기술된 방법, 장치 및/또는 시스템에 대한 포괄적인 이해를 돕기 위해 제공된다. 그러나 이는 예시에 불과하며 본 발명은 이에 제한되지 않는다.Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The following detailed description is provided to aid in a comprehensive understanding of the methods, devices, and/or systems described herein. However, this is only an example and the present invention is not limited thereto.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서, 본 발명과 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 그리고, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 상세한 설명에서 사용되는 용어는 단지 본 발명의 실시예들을 기술하기 위한 것이며, 결코 제한적이어서는 안 된다. 명확하게 달리 사용되지 않는 한, 단수 형태의 표현은 복수 형태의 의미를 포함한다. 본 설명에서, "포함" 또는 "구비"와 같은 표현은 어떤 특성들, 숫자들, 단계들, 동작들, 요소들, 이들의 일부 또는 조합을 가리키기 위한 것이며, 기술된 것 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특성, 숫자, 단계, 동작, 요소, 이들의 일부 또는 조합의 존재 또는 가능성을 배제하도록 해석되어서는 안 된다.In describing the embodiments of the present invention, when it is determined that a detailed description of a known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted. In addition, terms to be described later are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary according to the intention or custom of users or operators. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout the present specification. The terms used in the detailed description are only for describing embodiments of the present invention, and should not be limiting. Unless explicitly used otherwise, expressions in the singular form include the meaning of the plural form. In the present description, expressions such as "comprising" or "feature" are intended to refer to certain features, numbers, steps, actions, elements, some or combination thereof, and one or more It should not be construed to exclude the presence or possibility of other features, numbers, steps, actions, elements, any part or combination thereof.
이하의 설명에 있어서, 신호 또는 정보의 "전송", "통신", "송신", "수신" 기타 이와 유사한 의미의 용어는 일 구성요소에서 다른 구성요소로 신호 또는 정보가 직접 전달되는 것뿐만이 아니라 다른 구성요소를 거쳐 전달되는 것도 포함한다. 특히 신호 또는 정보를 일 구성요소로 "전송" 또는 "송신"한다는 것은 그 신호 또는 정보의 최종 목적지를 지시하는 것이고 직접적인 목적지를 의미하는 것이 아니다. 이는 신호 또는 정보의 "수신"에 있어서도 동일하다. 또한 본 명세서에 있어서, 2 이상의 데이터 또는 정보가 "관련"된다는 것은 하나의 데이터(또는 정보)를 획득하면, 그에 기초하여 다른 데이터(또는 정보)의 적어도 일부를 획득할 수 있음을 의미한다. In the following description, "transmission", "communication", "transmission", "reception" of signals or information, and other terms having a similar meaning are not only directly transmitted signals or information from one component to another component. It includes what is passed through other components. In particular, "transmitting" or "transmitting" a signal or information to a component indicates the final destination of the signal or information and does not mean a direct destination. The same is true for "reception" of signals or information. In addition, in the present specification, when two or more pieces of data or information are "related", it means that when one data (or information) is obtained, at least a part of other data (or information) can be obtained based thereon.
또한, 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성 요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.In addition, terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, without departing from the scope of the present invention, a first element may be referred to as a second element, and similarly, a second element may be referred to as a first element.
도 1은 예시적인 실시예들에서 사용되기에 적합한 컴퓨팅 장치를 포함하는 컴퓨팅 환경(10)을 예시하여 설명하기 위한 블록도이다. 도시된 실시예에서, 각 컴포넌트들은 이하에 기술된 것 이외에 상이한 기능 및 능력을 가질 수 있고, 이하에 기술된 것 이외에도 추가적인 컴포넌트를 포함할 수 있다.1 is a block diagram illustrating and describing a
도시된 컴퓨팅 환경(10)은 컴퓨팅 장치(12)를 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 촬영된 영상을 기반으로 미세 먼지 농도를 측정하기 위한 장치일 수 있다. The illustrated
컴퓨팅 장치(12)는 적어도 하나의 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16) 및 통신 버스(18)를 포함한다. 프로세서(14)는 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 앞서 언급된 예시적인 실시예에 따라 동작하도록 할 수 있다. 예컨대, 프로세서(14)는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 하나 이상의 프로그램들을 실행할 수 있다. 상기 하나 이상의 프로그램들은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함할 수 있으며, 상기 컴퓨터 실행 가능 명령어는 프로세서(14)에 의해 실행되는 경우 컴퓨팅 장치(12)로 하여금 예시적인 실시예에 따른 동작들을 수행하도록 구성될 수 있다.The
컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 컴퓨터 실행 가능 명령어 내지 프로그램 코드, 프로그램 데이터 및/또는 다른 적합한 형태의 정보를 저장하도록 구성된다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)에 저장된 프로그램(20)은 프로세서(14)에 의해 실행 가능한 명령어의 집합을 포함한다. 일 실시예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)는 메모리(랜덤 액세스 메모리와 같은 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리, 또는 이들의 적절한 조합), 하나 이상의 자기 디스크 저장 디바이스들, 광학 디스크 저장 디바이스들, 플래시 메모리 디바이스들, 그 밖에 컴퓨팅 장치(12)에 의해 액세스되고 원하는 정보를 저장할 수 있는 다른 형태의 저장 매체, 또는 이들의 적합한 조합일 수 있다.The computer-
통신 버스(18)는 프로세서(14), 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(16)를 포함하여 컴퓨팅 장치(12)의 다른 다양한 컴포넌트들을 상호 연결한다.The
컴퓨팅 장치(12)는 또한 하나 이상의 입출력 장치(24)를 위한 인터페이스를 제공하는 하나 이상의 입출력 인터페이스(22) 및 하나 이상의 네트워크 통신 인터페이스(26)를 포함할 수 있다. 입출력 인터페이스(22) 및 네트워크 통신 인터페이스(26)는 통신 버스(18)에 연결된다. 입출력 장치(24)는 입출력 인터페이스(22)를 통해 컴퓨팅 장치(12)의 다른 컴포넌트들에 연결될 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 포인팅 장치(마우스 또는 트랙패드 등), 키보드, 터치 입력 장치(터치패드 또는 터치스크린 등), 음성 또는 소리 입력 장치, 다양한 종류의 센서 장치 및/또는 촬영 장치와 같은 입력 장치, 및/또는 디스플레이 장치, 프린터, 스피커 및/또는 네트워크 카드와 같은 출력 장치를 포함할 수 있다. 예시적인 입출력 장치(24)는 컴퓨팅 장치(12)를 구성하는 일 컴포넌트로서 컴퓨팅 장치(12)의 내부에 포함될 수도 있고, 컴퓨팅 장치(12)와는 구별되는 별개의 장치로 컴퓨팅 장치(12)와 연결될 수도 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 먼지 판독 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 미세 먼지 분석 방법(200)은 하나 이상의 프로세서들, 및 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치(12)에서 수행될 수 있다. 이를 위하여, 상기 미세 먼지 분석 방법(200)은 하나 이상의 컴퓨터 실행 가능 명령어를 포함하는 프로그램 내지 소프트웨어의 형태로 구현되어 상기 메모리상에 저장될 수 있다. 2 is a flowchart illustrating a method of reading fine dust according to an embodiment of the present invention. As described above, the
또한, 도시된 흐름도에서는 상기 방법을 복수 개의 단계로 나누어 기재하였으나, 적어도 일부의 단계들은 순서를 바꾸어 수행되거나, 다른 단계와 결합되어 함께 수행되거나, 생략되거나, 세부 단계들로 나뉘어 수행되거나, 또는 도시되지 않은 하나 이상의 단계가 부가되어 수행될 수 있다.In addition, in the illustrated flowchart, the method is described by dividing the method into a plurality of steps, but at least some of the steps are performed in a different order, combined with other steps, performed together, omitted, divided into detailed steps, or shown. One or more steps that have not been performed may be added and performed.
단계 202에서, 컴퓨팅 장치(12)는 소정 장소(미세 먼지의 농도를 확인하기 위한 장소)에서 촬영된 촬영 동영상을 획득할 수 있다. In
예시적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 컴퓨팅 장치(12)에 구비된 카메라를 통해 해당 장소를 촬영하여 촬영 동영상을 획득할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(12)는 스마트 폰 또는 태블릿 PC 등과 같은 모바일 기기일 수 있다. 이때, 사용자는 자신의 모바일 기기를 이용하여 미세 먼지의 농도를 알고 싶은 장소(즉, 자신이 위치한 장소)를 촬영할 수 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니며 컴퓨팅 장치(12)는 다른 기기(예를 들어, 특정 장소에 설치된 CCTV 등)로부터 촬영 동영상을 수신하여 획득할 수도 있다. In an exemplary embodiment, the
단계 204에서, 컴퓨팅 장치(12)는 획득한 촬영 동영상을 손실 압축(Lossy Compression) 처리하여 저장할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(12)는 획득한 촬영 동영상을 내부 파일로 저장할 때 데이터 용량을 줄이기 위해 손실 압축 처리하여 저장할 수 있다. In
여기서, 컴퓨팅 장치(12)는 촬영 동영상을 기 설정된 단위 시간 길이(예를 들어, 1초 또는 2초 또는 프레임 단위 등)로 구분하여 저장할 수 있다. 또한, 컴퓨팅 장치(12)는 기 설정된 단위 시간 길이의 촬영 동영상에서 RGB 데이터를 각각 추출하여 R(Red) 채널, G(Green) 채널, 및 B(Blue) 채널의 압축된 이미지를 각각 획득할 수 있다. Here, the
단계 206에서, 컴퓨팅 장치(12)는 압축된 이미지에서 미세 먼지가 제거된 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(12)는 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 기반으로 미세 먼지가 제거된 이미지(미세 먼지 제거 이미지)를 생성할 수 있다. In
구체적으로, 컴퓨팅 장치(12)는 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 기반으로 미세 먼지 정보가 포함된 화소의 전달량(Transmission)을 추정할 수 있다. Specifically, the
즉, 단계 204에서 촬영 동영상을 손실 압축 처리하는 과정은 사람의 시각이 색에 비해 빛에 대한 민감도가 상대적으로 낮다는 점을 이용하여 촬영 동영상에서 빛에 대한 정보를 상당 부분 손실시키는 방식으로 압축 처리하게 된다. 따라서, 손실 압축 처리된 동영상은 사람의 눈에는 큰 차이가 없어 보이지만 실제로는 원본 동영상에 비하여 빛에 대한 정보를 상당 부분 손실된 상태에 있게 된다.That is, the process of lossy compression processing the captured video in
이에, 컴퓨팅 장치(12)는 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 기반으로 미세 먼지 정보가 포함된 화소의 전달량(Transmission)을 추정하여 미세 먼지 정보를 복원할 수 있다. 여기서, 전달량은 물체의 색이 산란되지 않고 카메라에 획득된 정도를 나타낼 수 있다. 예시적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 기반으로 다크 채널(Dark Channel) 이미지를 생성하여 화소의 전달량을 추정할 수 있다. Accordingly, the
컴퓨팅 장치(12)는 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지에서 기 설정된 크기의 윈도우를 기 설정된 간격만큼 이동하면서 윈도우 내에 있는 화소들의 최소 값을 다크 채널 값으로 추출할 수 있다. 컴퓨팅 장치(12)는 R 채널 압축 이미지에서 최소값으로 이루어지는 이미지, G 채널 압축 이미지에서 최소값으로 이루어지는 이미지, 및 B 채널 압축 이미지에서 최소값으로 이루어지는 이미지를 합성하여 다크 채널 이미지를 생성할 수 있다. The
그리고, 컴퓨팅 장치(12)는 다크 채널 이미지를 기반으로 각 화소의 위치에서 전달량을 산출하여 전달량 맵을 생성할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 장치(12)는 해당 윈도우 영역의 다크 채널 값 중 최상위 값을 가지는 화소 값에 기 설정된 가중치를 적용하여 해당 화소의 위치에서 전달량을 산출할 수 있다. In addition, the
다음으로, 컴퓨팅 장치(12)는 전달량 맵 및 압축된 이미지를 기반으로 미세먼지가 제거된 이미지를 생성할 수 있다. 즉, 전달량 맵은 미세먼지 정보를 포함하고 있으므로, 압축된 이미지에서 전달량 맵에 포함된 미세먼지 정보를 제거하면 미세먼지가 제거된 이미지(미세먼지 제거 이미지)를 생성할 수 있게 된다.Next, the
예시적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 압축된 이미지에서 미세먼지 제거 이미지를 생성하는 과정을 기계 학습(Machine Learning) 기법에 의해 수행할 수 있다. 예를 들어, 기계 학습 기법으로는 합성곱 신경망(Convolution Neural Network : CNN)을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In an exemplary embodiment, the
도 3은 본 발명의 실시예에서 합성곱 신경망을 이용하여 압축된 이미지에서 미세먼지 제거 이미지를 생성하는 상태를 나타낸 도면이다. 3 is a diagram showing a state in which a fine dust removal image is generated from a compressed image using a convolutional neural network in an embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 합성곱 신경망(CNN)은 특징 추출 네트워크(Feature Extraction Network)(N1)와 재건 네트워크(Reconstruction Network)(N2)로 이루어지게 된다. 여기서, 특징 추출 네트워크(N1)는 입력되는 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 기반으로 전달량 맵을 생성하도록 학습된 네트워크일 수 있다. Referring to FIG. 3, a convolutional neural network (CNN) includes a feature extraction network (N1) and a reconstruction network (N2). Here, the feature extraction network N1 may be a network that has been trained to generate a delivery amount map based on the input R channel compressed image, G channel compressed image, and B channel compressed image.
재건 네트워크(N2)는 전달량 맵 및 압축 이미지(R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지가 합성된 이미지)를 입력으로 하는 경우, 미세먼지가 제거된 이미지(미세먼지 제거 이미지)를 출력하도록 학습된 네트워크 일 수 있다. When the reconstruction network (N2) receives a transmission amount map and a compressed image (an image in which the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed image are combined) as inputs, an image from which fine dust has been removed (fine dust removed image) It may be a network that has been trained to output.
도 4는 본 발명의 실시예에서 합성곱 신경망(CNN)을 이용하여 미세먼지를 제거한 상태를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram showing a state in which fine dust is removed using a convolutional neural network (CNN) in an embodiment of the present invention.
다시 도 2를 참조하면, 단계 208에서, 컴퓨팅 장치(12)는 압축 이미지(즉, 미세먼지 제거 전의 압축된 이미지)와 미세먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지(Residual Image)를 생성할 수 있다. 즉, 컴퓨팅 장치(12)는 압축 이미지와 미세먼지 제거 이미지의 각 픽셀 간 화소 값의 차이를 계산하여 잔차 이미지를 생성할 수 있다. 이 경우, 잔차 이미지는 압축 이미지를 기준으로 미세먼지에 의한 이미지 변화량을 반영하게 된다.Referring back to FIG. 2, in
여기서, 컴퓨팅 장치(12)는 도 5에 도시된 바와 같이, 잔차 이미지를 그레이 스케일 이미지로 변환하여 가시화(즉, 미세먼지 농도를 시각적으로 표현) 할 수 있다. 도 5를 참조하면, 미세먼지 농도가 높을수록 그레이 스케일 이미지가 진해지는 것(즉, 그레이 스케일 값이 커지는 것)을 볼 수 있다. Here, as illustrated in FIG. 5, the
단계 210에서, 컴퓨팅 장치(12)는 잔차 이미지를 기반으로 미세먼지 농도를 예측할 수 있는 통계량을 산출할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 컴퓨팅 장치(12)는 잔차 이미지의 각 픽셀들에 대한 분산값 또는 평균값을 미세먼지 농도를 예측하기 위한 통계량으로 산출할 수 있다. In
또한, 컴퓨팅 장치(12)는 잔차 이미지의 엔트로피(Entropy)를 미세먼지 농도를 예측하기 위한 통계량으로 산출할 수 있다. 컴퓨팅 장치(12)는 잔차 이미지의 엔트로피(H)를 하기의 수학식 1을 통해 산출할 수 있다. In addition, the
(수학식 1)(Equation 1)
여기서, P(x)는 잔차 이미지에서 픽셀 값 x가 나올 확률 밀도를 의미할 수 있다. Here, P(x) may mean a probability density at which a pixel value x appears in the residual image.
예를 들어, 잔차 이미지가 5×2 크기의 이미지이고, 의 픽셀값을 갖는 경우, P(x=1) = 3(x=1인 픽셀의 개수)/10(잔차 이미지의 총 픽셀 개수) = 0.3이고, P(x=2) = 2(x=2인 픽셀의 개수)/10(잔차 이미지의 총 픽셀 개수) = 0.2이며, P(x=3) = 5(x=3인 픽셀의 개수)/10(잔차 이미지의 총 픽셀 개수) = 0.5이다. 그러면, 잔차 이미지의 엔트로피(H)는 -(0.3×log0.3 + 0.2×log0.2 + 0.5×log0.5) = 1.029653이 되게 된다.For example, the residual image is a 5×2 image, For a pixel value of P(x=1) = 3 (number of pixels with x=1)/10 (total number of pixels in the residual image) = 0.3, and P(x=2) = 2(x=2 The number of in pixels)/10 (the total number of pixels in the residual image) = 0.2, and P(x=3) = 5 (the number of pixels where x=3)/10 (the total number of pixels in the residual image) = 0.5. Then, the entropy (H) of the residual image becomes -(0.3×log0.3 + 0.2×log0.2 + 0.5×log0.5) = 1.029653.
단계 212에서, 컴퓨팅 장치(12)는 잔차 이미지에서 산출된 통계량을 기반으로 촬영 영상 내의 미세먼지 농도를 추정할 수 있다. 여기서, 통계량은 미세 먼지 농도와 일대일 대응되도록 마련될 수 있다. In
예를 들어, 컴퓨팅 장치(12)는 도 6에 도시된 통계량과 미세먼지 농도 간의 그래프를 이용하여 미세먼지 농도를 추정할 수 있다. 도 6의 (a)는 잔차 이미지의 분산값과 미세먼지 농도 간의 관계를 나타낸 그래프이고, 도 6의 (b)는 잔차 이미지의 평균값과 미세먼지 농도 간의 관계를 나타낸 그래프이다. For example, the
도 6은 실제 미세먼지 농도를 측정한 장소에서 촬영한 영상을 기반으로 산출된 통계량(분산 또는 평균값)과 실제 미세먼지 농도 측정 값을 대응시켜 작성된 그래프이다. 도 6의 (a)는 분산 및 미세먼지 농도 관계 그래프이고, 도 6의 (b)는 평균값 및 미세먼지 농도 관계 그래피이다.6 is a graph created by correlating a statistic (variance or average value) calculated based on an image taken at a location where the actual fine dust concentration is measured and an actual fine dust concentration measurement value. FIG. 6A is a graph showing a relationship between dispersion and a concentration of fine dust, and FIG. 6B is a graph showing a relationship between an average value and a concentration of fine dust.
예를 들어, 미세먼지 농도가 75 로 측정된 장소에서 촬영된 영상을 기반으로 산출된 통계량을 미세먼지 농도값 75 에 대응시키고, 미세먼지 농도가 100 로 측정된 장소에서 촬영된 영상을 기반으로 산출된 통계량을 미세먼지 농도값 100 에 대응시키며, 미세먼지 농도가 125 로 측정된 장소에서 촬영된 영상을 기반으로 산출된 통계량을 미세먼지 농도값 125 에 대응시키는 방식으로 각 측정된 미세먼지 농도에 대해 통계량을 일대일로 대응시켜 도 6과 같은 그래프를 생성할 수 있다. For example, the fine dust concentration is 75 The statistic calculated based on the image taken at the place measured with the fine dust concentration value is 75 And the fine dust concentration is 100 The statistic calculated based on the image taken at the place measured with the fine dust concentration value is 100 And the fine dust concentration is 125 The statistic calculated based on the image taken at the place measured by the fine dust concentration value is 125 A graph as shown in FIG. 6 may be generated by matching statistics for each measured fine dust concentration in a manner corresponding to.
또한, 도 7은 실제 미세먼지 농도를 측정한 장소에서 촬영한 영상을 기반으로 산출된 통계량(엔트로피)과 실제 미세먼지 농도 측정 값을 대응시켜 작성된 그래프(엔트로피 및 미세먼지 농도 관계 그래프)이다. 엔트로피에 의하면 미세먼지 농도 변화에 따른 통계량의 변화의 오차를 최소화하여 보다 정확한 미세먼지 농도를 추정할 수 있게 된다.In addition, FIG. 7 is a graph (entropy and fine dust concentration relationship graph) created by correlating a statistic (entropy) calculated based on an image taken at a place where the actual fine dust concentration was measured and an actual fine dust concentration measurement value. According to the entropy, it is possible to more accurately estimate the concentration of fine dust by minimizing the error of the change in statistics according to the change in the concentration of fine dust.
컴퓨팅 장치(12)는 단계 210에서 잔차 이미지에 대한 통계량이 산출된 경우, 산출된 통계량과 대응되는 미세먼지 농도 값을 촬영 영상 내의 미세먼지 농도로 추정할 수 있다. When the statistic for the residual image is calculated in
개시되는 실시예에 의하면, 촬영 영상만으로 해당 지역의 미세 먼지 농도를 확인할 수 있으므로, 고가의 미세 먼지 측정 장비가 필요치 않으며, 사용자가 위치하는 각 지역에서의 미세 먼지 농도를 용이하게 확인할 수 있게 된다. 즉, 미세 먼지 농도를 알기 위한 장소의 주변을 촬영한 영상만 있으면 되므로, 장소나 지역에 구애 받지 않고 어느 장소에서나 미세 먼지 농도를 용이하게 확인할 수 있게 된다.According to the disclosed embodiment, since it is possible to check the concentration of fine dust in a corresponding region only with a photographed image, expensive fine dust measuring equipment is not required, and the concentration of fine dust in each region in which a user is located can be easily checked. That is, since only an image photographed around a place for knowing the fine dust concentration is required, it is possible to easily check the fine dust concentration at any place regardless of the place or region.
이상에서 본 발명의 대표적인 실시예들을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the exemplary embodiments of the present invention have been described in detail above, those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will understand that various modifications can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. . Therefore, the scope of the present invention is limited to the described embodiments and should not be determined, and should not be determined by the claims to be described later, but also by those equivalents to the claims.
10 : 컴퓨팅 환경
12 : 컴퓨팅 장치
14 : 프로세서
16 : 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
18 : 통신 버스
20 : 프로그램
22 : 입출력 인터페이스
24 : 입출력 장치
26 : 네트워크 통신 인터페이스10: computing environment
12: computing device
14: processor
16: computer readable storage medium
18: communication bus
20: program
22: input/output interface
24: input/output device
26: network communication interface
Claims (10)
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법으로서,
소정 장소에서 촬영된 촬영 영상을 획득하는 단계;
상기 촬영 영상을 손실 압축 처리하는 단계;
상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 압축 처리된 영상에서 미세 먼지가 제거된 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계;
상기 압축 처리된 영상과 상기 미세 먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 잔차 이미지에 기반하여 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도를 추정하는 단계를 포함하고,
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계는,
상기 압축 처리된 영상에서 RGB 데이터를 각각 추출하여 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 생성하는 단계;
상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지를 기반으로 다크 채널(Dark Channel) 이미지를 생성하는 단계;
상기 다크 채널 이미지를 기반으로 각 화소의 위치에서 전달량을 산출하여 전달량 맵을 생성하는 단계; 및
상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 미세먼지 제거 이미지를 생성하는 단계를 포함하는, 미세먼지 농도 추정 방법.
One or more processors, and
A method performed in a computing device having a memory storing one or more programs executed by the one or more processors,
Obtaining a photographed image photographed at a predetermined location;
Performing lossy compression processing on the captured image;
Generating a fine dust removal image from which fine dust has been removed from the compressed image based on the compressed image;
Generating a residual image through a difference between the compressed image and the fine dust removal image; And
Including the step of estimating the concentration of fine dust in the photographed image based on the residual image,
Generating the fine dust removal image,
Extracting RGB data from the compressed image to generate an R-channel compressed image, a G-channel compressed image, and a B-channel compressed image;
Generating a dark channel image based on the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed image;
Generating a transmission amount map by calculating a transmission amount at the location of each pixel based on the dark channel image; And
And generating the fine dust removal image based on the delivery amount map and the compressed image.
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계는, 합성곱 신경망(Convolution Neural Network : CNN)에 의해 수행되며,
상기 합성곱 신경망은,
상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지가 입력되는 경우 상기 전달량 맵을 생성하도록 학습된 특징 추출 네트워크; 및
상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상이 입력되는 경우, 상기 미세 먼지 제거 이미지를 출력하도록 학습된 재건 네트워크를 포함하는, 미세먼지 농도 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of generating the fine dust removal image is performed by a convolution neural network (CNN),
The convolutional neural network,
A feature extraction network learned to generate the transfer amount map when the R-channel compressed image, the G-channel compressed image, and the B-channel compressed image are input; And
And a reconstruction network trained to output the fine dust removal image when the transmission amount map and the compressed image are input.
상기 미세먼지 농도를 추정하는 단계는,
상기 잔차 이미지에 대한 통계량을 산출하는 단계; 및
상기 산출된 통계량과 대응되는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하는 단계를 포함하는, 미세먼지 농도 추정 방법.
The method according to claim 1,
The step of estimating the fine dust concentration,
Calculating statistics for the residual image; And
And estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated statistic as a fine dust concentration value in the photographed image.
상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되는 하나 이상의 프로그램들을 저장하는 메모리를 구비한 컴퓨팅 장치에서 수행되는 방법으로서,
소정 장소에서 촬영된 촬영 영상을 획득하는 단계;
상기 촬영 영상을 손실 압축 처리하는 단계;
상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 압축 처리된 영상에서 미세 먼지가 제거된 미세 먼지 제거 이미지를 생성하는 단계;
상기 압축 처리된 영상과 상기 미세 먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지를 생성하는 단계; 및
상기 잔차 이미지에 기반하여 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도를 추정하는 단계를 포함하고
상기 미세먼지 농도를 추정하는 단계는,
상기 잔차 이미지의 엔트로피(Entropy)를 산출하는 단계; 및
기 저장된 엔트로피 및 미세먼지 농도 관계 그래프에서 상기 산출된 엔트로피와 대응하는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하는 단계를 포함하는, 미세먼지 농도 추정 방법.
One or more processors, and
A method performed in a computing device having a memory storing one or more programs executed by the one or more processors,
Obtaining a photographed image photographed at a predetermined location;
Performing lossy compression processing on the captured image;
Generating a fine dust removal image from which fine dust has been removed from the compressed image based on the compressed image;
Generating a residual image through a difference between the compressed image and the fine dust removal image; And
Including the step of estimating the concentration of fine dust in the photographed image based on the residual image,
The step of estimating the fine dust concentration,
Calculating an entropy of the residual image; And
And estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated entropy from a previously stored entropy and fine dust concentration relationship graph as a fine dust concentration value in the photographed image.
메모리; 및
하나 이상의 프로그램들을 포함하고,
상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 메모리에 저장되고, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되도록 구성되며,
상기 하나 이상의 프로그램들은,
소정 장소에서 촬영된 촬영 영상을 획득하기 위한 명령;
상기 촬영 영상을 손실 압축 처리하기 위한 명령;
상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 압축 처리된 영상에서 미세 먼지가 제거된 미세 먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령;
상기 압축 처리된 영상과 상기 미세 먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지를 생성하기 위한 명령; 및
상기 잔차 이미지에 기반하여 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도를 추정하기 위한 명령을 포함하고,
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령은,
상기 압축 처리된 영상에서 RGB 데이터를 각각 추출하여 R 채널 압축 이미지, G 채널 압축 이미지, 및 B 채널 압축 이미지를 생성하기 위한 명령;
상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지를 기반으로 다크 채널(Dark Channel) 이미지를 생성하기 위한 명령;
상기 다크 채널 이미지를 기반으로 각 화소의 위치에서 전달량을 산출하여 전달량 맵을 생성하기 위한 명령; 및
상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 미세먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령을 포함하는, 컴퓨팅 장치.
One or more processors;
Memory; And
Contains one or more programs,
The one or more programs are stored in the memory and configured to be executed by the one or more processors,
The one or more programs,
A command for obtaining a photographed image photographed at a predetermined location;
A command for lossy compression processing the captured image;
A command for generating a fine dust removal image from which fine dust is removed from the compressed image based on the compressed image;
A command for generating a residual image through a difference between the compressed image and the fine dust removal image; And
Including a command for estimating the concentration of fine dust in the captured image based on the residual image,
The command for generating the fine dust removal image,
A command for extracting RGB data from the compressed image to generate an R-channel compressed image, a G-channel compressed image, and a B-channel compressed image;
A command for generating a dark channel image based on the R channel compressed image, the G channel compressed image, and the B channel compressed image;
A command for generating a transmission amount map by calculating a transmission amount at the location of each pixel based on the dark channel image; And
And a command for generating the fine dust removal image based on the delivery amount map and the compressed image.
상기 미세 먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령은, 합성곱 신경망(Convolution Neural Network : CNN)에 의해 수행되며,
상기 합성곱 신경망은,
상기 R 채널 압축 이미지, 상기 G 채널 압축 이미지, 및 상기 B 채널 압축 이미지가 입력되는 경우 상기 전달량 맵을 생성하도록 학습된 특징 추출 네트워크; 및
상기 전달량 맵 및 상기 압축 처리된 영상이 입력되는 경우, 상기 미세 먼지 제거 이미지를 출력하도록 학습된 재건 네트워크를 포함하는, 컴퓨팅 장치.
The method of claim 6,
The command for generating the fine dust removal image is performed by a convolution neural network (CNN),
The convolutional neural network,
A feature extraction network learned to generate the transfer amount map when the R-channel compressed image, the G-channel compressed image, and the B-channel compressed image are input; And
And a reconstruction network trained to output the fine dust removal image when the transmission amount map and the compressed image are input.
상기 미세먼지 농도를 추정하기 위한 명령은,
상기 잔차 이미지에 대한 통계량을 산출하기 위한 명령; 및
상기 산출된 통계량과 대응되는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하기 위한 명령을 포함하는, 컴퓨팅 장치.
The method of claim 6,
The command for estimating the fine dust concentration,
An instruction for calculating a statistic for the residual image; And
And a command for estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated statistic as a fine dust concentration value in the captured image.
메모리; 및
하나 이상의 프로그램들을 포함하고,
상기 하나 이상의 프로그램들은 상기 메모리에 저장되고, 상기 하나 이상의 프로세서들에 의해 실행되도록 구성되며,
상기 하나 이상의 프로그램들은,
소정 장소에서 촬영된 촬영 영상을 획득하기 위한 명령;
상기 촬영 영상을 손실 압축 처리하기 위한 명령;
상기 압축 처리된 영상을 기반으로 상기 압축 처리된 영상에서 미세 먼지가 제거된 미세 먼지 제거 이미지를 생성하기 위한 명령;
상기 압축 처리된 영상과 상기 미세 먼지 제거 이미지 간의 차이를 통해 잔차 이미지를 생성하기 위한 명령; 및
상기 잔차 이미지에 기반하여 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도를 추정하기 위한 명령을 포함하고,
상기 미세먼지 농도를 추정하기 위한 명령은,
상기 잔차 이미지의 엔트로피(Entropy)를 산출하기 위한 명령; 및
기 저장된 엔트로피 및 미세먼지 농도 관계 그래프에서 상기 산출된 엔트로피와 대응하는 미세먼지 농도값을 상기 촬영 영상 내 미세먼지 농도값으로 추정하기 위한 명령을 포함하는, 컴퓨팅 장치.
One or more processors;
Memory; And
Contains one or more programs,
The one or more programs are stored in the memory and configured to be executed by the one or more processors,
The one or more programs,
A command for obtaining a photographed image photographed at a predetermined location;
A command for lossy compression processing the captured image;
A command for generating a fine dust removal image from which fine dust is removed from the compressed image based on the compressed image;
A command for generating a residual image through a difference between the compressed image and the fine dust removal image; And
Including a command for estimating the concentration of fine dust in the captured image based on the residual image,
The command for estimating the fine dust concentration,
An instruction for calculating an entropy of the residual image; And
A computing device comprising a command for estimating a fine dust concentration value corresponding to the calculated entropy from a previously stored entropy and fine dust concentration relationship graph as a fine dust concentration value in the captured image.
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