KR101488214B1 - 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공 또는 인공위성 등을 이용한 촬영 작업을 수행함이 없이 디지털 카메라를 이용하여 조간대의 지형 변화를 모니터링할 수 있도록 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것으로,
상기 조간대 지형 변화 모니터링 장치는, 다수의 카메라에 의해 일정 시간 동안 촬영된 해빈 영상의 평균영상을 생성하는 평균영상생성부; 상기 평균영상생성부에서 생성된 평균영상에서 각 픽셀별 특성값을 추출하는 색상프로파일분석부; 상기 색상프로파일분석부에서 추출된 각 픽셀별 특성값에 대한 이동평균들을 산출하여, 이동평균값과 픽셀특성 값의 차를 산출한 후, 임계값 이상의 값을 갖는 픽셀을 분류하고, 분류된 픽셀 중 전체평균값 이상 또는 이하 중 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출하는 해안선추출부; 및 동일 조간대에 대하여 만조와 간조를 포함하는 서로 다른 시기 각각에서, 만조와 간조 사이의 시간동안 일정 시간 간격별로 추출된 다수의 해안선들에 해당 촬영 시기의 조위값을 적용하여 표고를 산출함으로써 다수의 해안선 등고선을 생성하는 해안선등고선생성부;를 포함하여 구성되어,
조간대 지형 변화의 모니터링을 저비용으로, 용이하게 수행할 수 있도록 하고, 모니터링의 정확성 및 신뢰성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

Description

카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치 및 그 방법{APPARATUS FOR MONITORING GEOGRAPHICAL FEATURES CHANGE OF INTERTIDAL ZONE USING IMAGE PICTURED BY CAMERA AND THE METHOD THEREOF}

본 발명은 조간대의 지형변화를 모니터링하는 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 항공 또는 인공위성 등을 이용한 촬영 작업을 수행함이 없이 카메라를 이용하여 조간대의 지형 변화를 모니터링할 수 있도록 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

최근 연안 개발과 자연환경의 변화로 인하여 연안 침식 지역이 급격히 증가하는 추세에 있어, 이로 말미암아 경제적 손실뿐만 아니라 환경 및 사회적 문제로 크게 대두됨으로써 장기적인 연안 침식 모니터링의 필요성이 증대하고 있으며, 이에 따라 해안선의 인접 지역의 지형 변화를 정확하게 예측해야할 필요성이 대두되고 있다.

예를 들어, 매립 및 준설 공사 등이 이루어지는 해양공사 시에는 침식 및 퇴적의 변화가 예상되는 해안에 침식 및 퇴적량을 측정할 수 있는 기구를 수직으로 설치해 두고 시간에 따른 침식 및 퇴적량의 변화를 관측함으로써 해양공사가 시행되는 해안의 장기적인 침식 및 퇴적량을 정량적으로 분석할 수 있게 된다.

또한, 건물 및 교량 등의 처짐 및 침하 등 오랜 기간을 두고 관측해야 하는 구조물의 변화에 대해서도 장기적인 모니터링을 필요로 하고 있다.

또한, 갯벌이나 백사장 등의 해양 자원을 효율적으로 보존하고 관리하기 위해서는 조간대를 효율적이고 정밀하게 관측하여 지형 변화를 정확하게 파악하는 것이 필요하다.

이와 같이, 종래 임의 대상물의 장기간의 연속적인 관측 및 모니터링이 필요한 경우에는 인력이 투입되어 일일이 실측을 하거나, 인공위성 사진을 통해 분석하는 방법, 대한민국 등록특허 제10-0571121호의 항공레이저 측량데이터를 이용하는 방법 등이 있다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-0781352호에는 매립 및 준설 공사 등이 이루어지는 해양공사 시 해안의 침식 및 퇴적량을 측정할 수 있도록 하는 측정기구를 개시하고 있다.

그리고 대한민국 공개특허 제2014-0003724호에는 GPS를 구비한 차량을 이용하여 백사장 등의 침식을 조사할 수 있도록 하는 해안 침식 조사용 장치를 개시하고 있다.

하지만, 이러한 방법들은 조간대 지형 변화 모니터링을 위한 해안선 측정 및 지형변환 측정에 많은 수의 인력 동원이 요구되고, 고가의 장비가 사용되므로 많은 비용이 소요되며, 실시간의 연속적인 관측이 불가능한 한계가 있었다.

또한, 조간대의 지형 변화 모니터링을 위해 해안선을 측정하거나 침식 또는 퇴적 작용을 관측하기 위해서는 기존의 측량 및 관측기기를 이용한 실측 조사를 함으로써, 고가 장비의 손상 및 유실 위험성이 있고 악천후 시에는 관측이 불가하여 장기간 동안 실시간의 연속적인 관측이 매우 어려웠다.

또한, 연안 해빈의 지역적, 계절적 특성만을 고려하여 추출옵션을 고정값으로 설정함에 따라, 시간적 흐름에 따라 변하는 태양의 고도 변화에 대응하지 못하여, 일출 혹은 일몰 시 생기는 역광 및 해안선 색 변화에 의해 해안선 추출 오류가 빈번히 발생하는 문제점이 있었다.

이에 따라. 대한민국 공개특허 제2007-0044610호에서는 다수의 카메라를 이용하여 해빈 영역을 촬영한 후, 일몰, 일출, 흐린 날씨, 역광, 맑은 날 관련 픽셀 정보를 데이터베이스를 저장한 후, 촬영된 영상의 픽셀 값을 데이터 베이스의 정보와 비교하여 해안선을 추출할 수 있도록 하는 방법을 개시하고 있다.

그러나 대한민국 공개특허 제2007-0044610호의 비디오 카메라를 이용한 실시간의 파랑 및 해안선 변화의 정보 추출 시스템 또한, 기준 값을 설정하여야 하므로, 날씨, 촬영 시간 등에 따라 기준 값이 달리 적용되어야 하는 문제점이 생김은 물론, 기준 값을 잘 못 설정하는 경우, 해안선 임에도, 해당 영역의 픽셀 정보가 기준 값에 미치지 못하여, 시간적 흐름에 따라 변하는 태양의 고도 변화에 대응하지 못하고, 일출 혹은 일몰 시 생기는 역광 및 해안선 색 변화에 의해 빈번한 오류가 발생하는 문제점을 가지고 있어, 이렇게 추출된 해안선을 이용하여 조간대의 지형 모니터링을 수행하는 경우 그 정확도가 현저히 떨어지는 문제점을 가진다.

또한, 종래기술의 해안선 추출 방법 중 흐린 날 촬영된 영상을 이용하는 때에는, C(cyan), Y(yellow), H(hue), S(saturation) 의 픽셀특성 중 H를 이용하는 방법이 있다. 이 경우 일반적으로 바다 쪽은 H가 100 이상의 값을 나타내고, 백사장 쪽은 30 이하의 값을 나타낸다. 따라서 일정 값(예, 50)을 기준으로 설정하고, 그 이하의 H 값을 갖는 첫 번째 픽셀의 위치를 해안선으로 판단하였다. 그러나 이 경우에는 날씨의 흐린 정도에 따라 설정값에 미치지 못하는 픽셀을 해안선으로 판단하는 오류가 발생하는 문제가 있었다. 따라서 이러한 방식으로 추출된 해안선을 이용한 조간대의 지형 변화를 모니터링 하는 것 또한 그 신뢰성이 현저히 저하되는 문제점을 가진다.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기준 값의 설정이 아닌 해빈 영역에서 조간대 영역을 촬영한 영상 이미지를 이용하여, 날씨나, 촬영 시간 및 환경에 관계없이 조간대의 지형 변화를 용이하게 모니터링할 수 있도록 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치 및 그 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치는, 다수의 카메라에 의해 일정 시간 동안 촬영된 해빈 영상의 평균영상을 생성하는 평균영상생성부; 상기 평균영상생성부에서 생성된 평균영상에서 각 픽셀별 특성값을 추출하는 색상프로파일분석부; 상기 색상프로파일분석부에서 추출된 각 픽셀별 특성값에 대한 이동평균들을 산출하여, 이동평균값과 픽셀특성 값의 차를 산출한 후, 이동평균값과 픽셀특성값의 차가 임계값 이상인 픽셀들 중 픽셀 특성 값이 전체 평균 이하 혹은 이상인 값들 중 첫번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출하는 해안선추출부; 및 동일 조간대에 대하여 만조와 간조를 포함하는 서로 다른 시기 각각에서, 만조와 간조 사이의 시간동안 일정 시간 간격별로 추출된 다수의 해안선들에 해당 촬영 시기의 조위값을 적용하여 표고를 산출함으로써 다수의 해안선 등고선을 생성하는 해안선등고선생성부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 이동평균값은 픽셀특성값 패턴을 나타내는 제1이동평균과 에러픽셀의 증폭을 저감시키는 제2이동평균을 포함하고, 상기 제1이동평균 구간은 상기 제2이동평균구간보다 작게 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 해안선추출부는 각 픽셀에 대응하는 상기 제1이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제1이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 상기 픽셀특성값 패턴을 가지는 제1이동평균픽셀특성값차분포를 산출하고, 상기 제2이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제2이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 의해 바다쪽에서 해안선으로 잘못 선택될 수 있는 픽셀의 제2이동평균픽셀특성값차를 감소시켜 잘못된 특성값을 가지는 픽셀이 해안선 픽셀로 검출되는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해안선추출부는, 상기 제1이동평균픽셀특성값차와 상기 제2이동평균픽셀특성값차의 절대 값을 곱하는 것에 의해 픽셀들의 특성값차를 증폭하는 이동평균픽셀값차증폭을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해안선추출부는, 상기 증폭된 이동평균픽셀값차들 중 임계값 이상의 값들을 가지는 픽셀들을 해안선후보픽셀로 선택하고, 상기 선택된 픽셀들 중에서 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 작은 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체 평균 이하의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하고, 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 큰 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체 평균 이상의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상기 해안선추출부는, 상기 평균 영상 중 바다 쪽부터 픽셀들의 색상 정보를 비교하여 해안선을 추출하도록 구성되는 것에 의해, 육지 쪽부터 비교하는 경우 무채색 혹은 바다와 비슷한 색을 띄고 있는 물체에 의해 해안선이 잘 못 추출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

상기 해안선등고선생성부는, 상기 조간대의 이전 해안선등고선에서 이후 조간대 해안선 등고선의 차이를 산출하여 두 시기에서의 조간대 지형 변화를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법은, 다수의 카메라에 의해 일정 시간 동안 촬영된 연안 해빈 영상들을 평균하여 평균영상을 생성하는 평균영상생성과정; 상기 평균영상생성부에서 생성된 평균영상에서 각 픽셀별 색상프로파일을 추출하는 색상프로파일분석과정; 상기 색상프로파일분석과정에서 추출된 각 픽셀별 특성값에 대한 이동평균들을 산출하여, 이동평균값과 픽셀특성 값의 차를 산출한 후, 이동평균값과 픽셀특성값의 차가 임계값 이상인 픽셀들 중 픽셀 특성 값이 전체 평균 이하 혹은 이상인 값들 중 첫번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출하는 해안선추출과정; 조간대에 대하여 만조와 간조 사이의 시간동안 일정 시간 간격별로 추출된 다수의 해안선들에 해당 촬영 시기의 조위값을 적용하여 표고를 산출함으로써 다수의 해안선 등고선을 생성하는 해안선등고선생성과정; 및 상기 동일 조간대에서 서로 다른 시기의 만조와 간조 사이의 생성된 해안선 등고선의 차를 구하여 조간대지형변화정보를 생성하는 조간대지형변화정보생성과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 해안선추출과정의 상기 이동평균값은 픽셀특성값 패턴을 나타내는 제1이동평균과 에러픽셀의 증폭을 저감시키는 제2이동평균을 포함하고, 상기 제1이동평균 구간은 상기 제2이동평균구간보다 작게 설정되는 것을 특징으로 한다.

상기 해안선추출과정은, 각 픽셀에 대응하는 상기 제1이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제1이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 상기 픽셀특성값 패턴을 가지는 제1이동평균픽셀특성값차분포를 산출하는 제1이동평균특성값분포산출과정; 및 상기 제2이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제2이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 의해 바다쪽에서 해안선으로 잘못 선택될 수 있는 픽셀의 제2이동평균픽셀특성값차를 감소시켜 잘못된 특성값을 가지는 픽셀이 해안선 픽셀로 검출되는 것을 방지하는 제2이동평균픽셀특성값차분포산출과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해안선추출과정은, 상기 제1이동평균픽셀특성값차와 상기 제2이동평균픽셀특성값차의 절대 값을 곱하는 것에 의해 픽셀들의 특성값차를 증폭하는 이동평균픽셀값차증폭과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 해안선추출과정은, 상기 증폭된 이동평균픽셀값차들 중 임계값 이상의 값들을 가지는 픽셀들을 해안선후보픽셀로 선택하는 이동평균해안선후보픽셀선택과정; 및 상기 선택된 픽셀들 중 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 작은 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체 평균 이하의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하고, 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 큰 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체 평균 이상의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하는 이동평균해안선픽셀선택과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상술한 구성의 본 발명은, 인공위성이나 항공기에 의한 사진 촬영을 수행하거나, 별도의 침식 및 퇴적량 측정 기구를 사용함이 없이, 조간대에 대한 서로 다른 날짜에 일정 시간 별로 사진촬영을 수행하는 것만으로, 해당 조간대의 지형 변화를 용이하게 모니터링할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.

상술한 본 발명은 또한, 인공위성이나 항공기에 의한 사진 촬영을 수행함이 없이 조간대의 해안선을 용이하게 추출할 수 있도록 함으로써, 조간대의 지형 변화 모니터링을 현저히 용이하게 함은 물론, 지형 변현 모니터링 결과의 정밀도 및 신뢰성을 현저히 향상시키는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 모니터링장치(200)의 구성도.
도 2는 도 1의 조간대 지형 모니터링 장치(200)가 조간대 지형 변화 모니터링을 위해 구축된 예를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 모니터링 방법의 처리과정을 나타내는 순서도.
도 4는 카메라에 의해 촬영된 순간영상들의 사진.
도 5는 평균영상생성부(100)에 의해 생성된 평균영상 이미지.
도 6은 도 3의 색상프로파일분석과정(S30)에 의해 산출된 픽셀특성값분포를 나타내는 그래프.
도 7은 도 3의 해안선추출과정(S40)의 상세처리과정을 나타내는 순서도.
도 8은 제1이동평균선과 픽셀특성값 분포를 나타내는 그래프.
도 9는 도 8의 픽셀특성값의 급격한 변화 영역의 확대 그래프.
도 10은 제1이동평균값과 픽셀특성값들의 차의 절대값의 분포도.
도 11은 제2이동평균선과 픽셀특성값 분포를 나타내는 그래프.
도 12는 제1이동평균선과 제2이동평균선 및 픽셀특성값 분포를 나타내는 그래프.
도 13은 제2이동평균값과 픽셀특성값들의 차의 절대값의 분포도.
도 14는 1차 및 제2이동평균값과 픽셀특성값차를 곱하여 증폭된 이동평균값과 픽셀특성값 차 분포를 나타내는 도면.
도 15는 증폭된 이동평균값과 픽셀특성값 차를 이용하여 임계값 이상의 차이 값을 가지도록 추출된 픽셀들의 분포를 나타내는 그래프.
도 16은 평균값을 사이에 둔 인접 픽셀을 이용하여 해안선 픽셀을 도출하는 과정을 나타내는 그래프.
도 17은 조위값을 적용하여 해안선등고선을 생성하는 것을 나타내는 도면.
도 18은 특정 A시기(날짜)의 조간대 해안선등고선을 나타내는 도면.
도 19는 특정 B시기(다른 날짜)의 동일 조간대 해안선등고선을 나타내는 도면.
도 20은 도 18의 A시기의 해안등고선에서 도 19의 B시기의 해안등고선의 차를 구하여 조간대의 지형변화분포를 나타내는 도면.

이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

하기에서 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 모니터링장치(200)의 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 조간대 지형 모니터링 장치(200)는, 지형 모니터링 대상이 되는 조간대의 일정 시간 동안의 촬영 이미지인 순간영상들을 입력 받은 후 평균하여 평균영상 이미지를 생성하는 평균영상생성부(205), 상기 평균영상에서 각 픽셀별 색상프로파일을 추출하여 기록하는 색상프로파일 분석부(230), 각 픽셀별 색상프로파일을 이용하여 해안선을 추출하는 해안선추출부(240), 상기 해안선추출부(240)에서 추출된 해안선들에 조위값을 적용하여 표고를 부여하여 해안선등고선을 생성하고, 서로 다른 시기의 동일 조간대의 해안선등고선의 차이를 구함으로써 조간대의 지형변화 정보를 생성하는 해안선등고선생성부(250)를 포함하여 구성된다. 도면에서 조간대지형변화표시부(300)는 디스플레이 장치 등의 외부 장치를 의미한다.

또한, 상술한 조간대 지형 모니터링 장치(200)는 조간대 지형 변화 모니터링의 정확성 및 신뢰성 향상을 위해, 상기 평균영상생성부(205)에서 생성된 평균영상 이미지에 대조도를 강화하는 대조도강화부(210), 대조도가 강화된 영상 이미지의 정사 보정 영상을 생성하는 정사보정영상생성부(230)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 본 발명의 실시예를 나타내는 도 1은 대조도강화부(210)와 정사보정영상생성부(230)를 포함하는 것으로 도시하였다.

상술한 구성 중 상기 순간영상들은 지형 변화 모니터링 대상 조간대를 디지털 카메라 등의 카메라를 이용하여 특정 날짜의 만조부터 간조 사이를 일정 시간 간격으로 분할한 후, 각각의 시간 간격에서 해안선 도출을 위하여 4~5회 등으로 다수 촬영된 조간대 영역에 대한 촬영 영상들이다.

일예로 지형 변화 모니터링 대상이 되는 조간대 영역을 특정일(예 1일)에 1시간 간격으로 약 2분 동안 매 4 ~ 5초 간격으로 촬영된 영상들이 순간 영상으로 사용될 수 있다. 즉, 상기 예에서는 일일 매시간 동안 10 ~ 150 장의 사진들이 조간대 모니터링을 위해 촬영된다. 그리고 조간대 지형 변화 정보 검출을 위해 다른 날짜(예 15)에 동일하게 조간대 영역을 촬영한 영상들이 포함된다.

상기 평균영상생성부(205)는 서로 다른 날짜 각각의 각 촬영 시간 간격별로 촬영된 상술한 순산 영상들을 수신한 후, 각 시간대 별 촬영 영상들의 픽셀 값을 중첩 평균하여 각 촬여 기간 각격별 평균 영상들을 생성한다. 상술한 평균 영상들은 파랑에 의해 끊임없이 변화하는 해안선을 명확히 구분할 수 있도록 한다. 각각의 촬영 시간 간격별 해안선을 가진다. 상술한 바와 같은 평균 영상들의 생성 과정에서 픽셀의 중첩 평균을 수행하면 이동하는 물체는 색상 평균과 같은 필터링을 통해 영상에서 사라진다. 이러한 과정은 전체 촬영 프레임에 걸쳐 적용 되므로, 평균 영상에서는 고정적인 대상물만 나타나고, 이동하는 물체는 사라지게 된다. 따라서 각 촬영 시간 간격별로 형성된 평균 영상들은 해당 촬영 시간대의 해안선이 백색 선으로 표시되어 명확히 구별된다.

상기 대조도강화부(210)는 상기 평균 영상에서 밝은 부분은 더욱 밝게, 어두운 부분은 더욱 어둡게 설정하여 대상물의 인식도를 높이기 위해 대조도를 강화한 후 정상보정 영상생성부(220)로 출력한다. 상기 대조도 강화부(210)는 조간대 지형 변화 모니터링의 정확성 및 신뢰성을 높이기 위한 선택적 구성이다.

상기 정사보정 영상 생성부(220)는 원근법에 따라 표시되는 영상을 평면도상에 표시되는 영상으로 변환하여 정사보정 영상을 생성한 후, 색상 프로파일 분석부(230)에 제공한다. 상기 정사보정 영상 생성부(220)는 대조도 강화된 영상을 제공받아 촬영 각도에 따라 변하는 영상의 형태를 투사면 위의 점이 투영 중심에 대해 공간 좌표계로 투영된 것과 같이 변환하여 정사보정 영상을 생성한다. 상기 정사보정 영상 생성부(220) 또한 조간대 지형 변화 모니터링의 정확성 및 신뢰성을 높이기 위한 선택적 구성이다.

상기 색상 프로파일 분석부(230)는 RGB 프로파일 분석 모듈(232) 및 CMYK 프로파일 분석 모듈(234)을 포함한다. 상기 색상 프로파일 분석부(230)는 수신된 평균영상 또는 대조도 강화되고 정사보정된 평균 영상에서 각 픽셀별로 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 또는 사이안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow), 블랙(black)의 색상 정보, 휴(hue), 사츄레이션(saturation) 정보, 레벨 정보 등의 픽셀 특성 값을 추출한다. 상기 픽셀 특성 값의 추출은 생성된 평균 영상의 처음 픽셀부터 마지막 픽셀까지 순차적으로 수행된다. 그리고 상기 처음 픽셀은 평균 영상 이미지 픽셀 중 바다 영역으로서 육지에서 먼 바다 끝의 픽셀이 된다.

상술한 색상프로파일 분석부(230)로 입력되는 영상 이미지 데이터는 평균영상 생성부(205)에서 생성된 평균 영상들, 또는 대조도강화부(210)에서 생성된 대조 강조된 평균영상들, 또는 대조도가 강화된 후 정사보정영상생성부(220)의 의해 정상 보정된 정사보정 영상 또는 평균영상생성부(205)에서 대조도강화 없이 곧바로 정사보정영상생성부(220)에 의해 생성된 정사보정된 평균 영상들 등이 선택적으로 입력될 수 있다.

이때, 평균영상들에서 직접 색상프로파일이 분석되는 경우에는 도 1의 대조도강화부(210)와 정사보정영상생성부(220)는 구비되지 않을 수 있다. 또한, 대조 강조된 평균 영상들에서 직접 색상프로파일이 분석되는 경우에는 도 1의 정사보정영상생성부(220)는 구비되지 않을 수 있다. 그리고 평균영상이 직접 정사보정된 후 색상프로파일이 분석되는 경우에는 도 1의 대조도강화부(210)는 구비되지 않을 수 있다.

상기 해안선추출부(240)는 상기 색상프로파일 분석부(230)에서 분석된 평균 영상의 각 픽셀들의 특성값을 바다 쪽으로부터, 각 픽셀별 특성값에 대한 서로 다른 구간의 이동평균들을 산출하여, 전체평균값 이하 또는 이상인 픽셀들 중 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출한다.

구체적으로, 상기 해안선추출부(240)는 상기 색상프로파일 분석부(230)에서 분석된 평균 영상의 각 픽셀들의 특성값들의 전체 평균을 산출한다. 그리고 바다쪽부터 시작하는 서로 다른 2개의 이동평균구간을 이용하여 2개의 이동평균집합을 생성한다. 이때, 작은 이동평균구간의 이동평균집합은 해안선 픽셀을 추출하는데 이용되며, 보다 큰 이동평균구간의 이동평균집합은 에러를 픽셀 특성값과의 차를 감소시키는 것에 의해 바다쪽 픽셀이 해안선 픽셀로 선택되는 것을 방지하는 데 이용된다.

상술한 두 개의 이동평균집합의 이동평균값에서 픽셀별 특성값의 차를 구한 후, 각각의 차의 절대 값을 서로 곱하는 것에 의해 두 개의 이동평균과 픽셀 특성값 차를 증폭한다. 이 후, 이동평균과 픽셀 특성값차의 증폭된 값들 중 임계값 이상의 값을 가지는 값에 대응하는 픽셀들을 선택한다. 여기서 상기 임계값은 정확도에 따라 상위 0.5%, 1%, 5% 등으로 임의로 설정될 수 있다. 그리고 평균값의 선과 비교하여, 이동평균값과 픽셀특성값의 차가 임계값 이상인 픽셀들 중에서 픽셀의 특성값이 전체 평균 이하 혹은 이상인 값들 중 첫 번 째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출한다. 예를 들면, 픽셀 특성 값이 R(red)로 설정된 경우 바다쪽은 R 값이 작고 육지쪽은 R 값이 커지므로, 상기 전체 평균 이상의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택한다. 이와 달리 픽셀 특성값이 B(blue)로 설정된 경우에는 바다쪽의 B 값이 더 크고, 육지쪽 B 값은 작으므로, 상기 전체 평균 이하의 첫 번 째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출한다.

또한, 상기 해안선추출부(240)는 종래기술에서와 같이, R값과 B값이 교차하는 픽셀을 선택하는 것과, 휴 값에 임계값을 부여하여 임계값 이상 또는 이하로 되는 픽셀 중 첫 번 째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하거나, 일출, 일몰, 날씨 등의 환경 정보에 따른 보정을 수행하여 해안선을 추출하는 방법 등의 다양한 해안선 추출 방법이 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 해안선 추출부(240)에 의해 해안선이 추출된 후에는, 상기 해안선등고선생성부(250)가 추출된 해안선들 별로 촬영 시기의 조위 값을 부여하여 해당 촬영시점의 해안선 등고선을 생성한다. 이러한 조위값 부여 과정은 각각의 촬영시점별로 산출된 모든 해안선에 부여되어 하루의 만조와 간조 사이 동안 일정 촬영 시간 간격별 해안선 등고선을 형성하게 된다.

이와 같은 해안선 등고선의 생성은 다른 날짜의 촬영 영상에 대하여도 동일하게 수행된 후, 이전 해안선 등고선으로부터 다른 날짜의 해안선 등고선의 차이를 구함으로써, 이전 일과 다른 날 사이의 조간대 영역의 지형 변화 정보를 얻을 수 있게 된다.

도 2는 도 1의 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200)가 조간대 지형 변화 모니터링을 위해 구축된 조간대 지형 변화 모니터링 시스템의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200)를 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 수행을 위한 시스템에 적용되는 경우, 상기 시스템은, 복수의 디지털카메라(10)들, 비디오 서버(20), 네트워크 허브(30), 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200), 모뎀(50), 중앙자료처리 서버(60), 그리고 인터넷 홈페이지를 관리하는 웹서버(70) 등을 포함하는 시스템으로 구축될 수 있다.

상기 디지털 카메라(10)들은 조간대 영역의 파랑 및 해안선 영상을 실시간으로 촬영하여 통신망을 통해 상기 비디오 서버(20)로 전송한다.

상기 비디오 서버(20)는 전송받은 영상을 네트워크 허브(30)를 통해 상기 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200)로 전송한다.

상기 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200)는 상술한 바와 같이, 수신된 해안선 영상을 포함하는 조간대의 영상들을 픽셀별로 중첩 평균하여 평균 영상을 구한 후, 평균 영상의 각 픽셀의 특성값들에 대한 이동평균을 전체 평균과 비교하여, 전체 평균 이상 또는 이하로 되는 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하는 것에 의해 해안선을 추출한다.

이렇게 추출된 해안선 정보는 해안선등고선생성부(250)에서 모니터링 시기의 시간별 해안선의 등고선으로 생성된 후, 각각의 모니터링 시기에 대한 해안선 등고선의 차가 추출되는 것에 의해 조간대지형변화정보로 생성된다.

생성된 정보는 상기 중앙자료처리 서버(60)로 전송되며, 중앙차료 처리 서버(60)는 전국 각지에 설치되어 있는 연안의 조간대 지형 변화 모니터링 시스템으로부터 모든 자료를 전송받아 인터넷 홈페이지를 통해 실시간으로 자료를 업데이트하는 등의 서비스를 제공할 수 있도록 구축될 수도 있다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따르는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 4는 카메라에 의해 촬영된 순간영상들의 사진이며, 도 5는 평균영상생성부(100)에 의해 생성된 평균영상 이미지를 나타내는 도면이고, 도 6은 도 3의 색상프로파일분석과정(S30)에 의해 산출된 픽셀특성값분포를 나타내는 그래프이다.

도 1 과 도2 및 도 3 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법을 설명한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법은, 조간대영상촬영과정(S10), 평균영상생성과정(S20), 색상프로파일분석과정(S30), 해안선추출과정(S40), 해안선등고선생성과정(S50) 및 조간대지형변화정보생성과정(S60)을 포함하여 이루어진다.

상기 조간대영상촬영과정(S10)은 상기 도 2에 도시된 바와 같이 조간대 영역을 촬영하도록 설치된 다수의 디지털 카메라(10)들을 통해 조간대의 영상을 순간 영상으로 획득한다. 이 때 상기 순간 영상들은, 서로 다른 날짜에 만조와 간조 사이의 일정 시간 간격으로 각 시간 간격 당 2분, 3분 또는 5분 등의 일정 시간 동안, 2 ~ 3 초 또는 4 ~ 5 초 등의 다양한 시간 간격으로 조간대를 촬영한다. 상술한 바와 같이, 디지털 카메라(10)들에 의해 촬영된 순간 영상들은 조간대 지형 변화 모니터링을 위해 통신망을 통해 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200)로 전송된다.

상기 평균영상생성과정(S20)은 상술한 조간대영상촬영과정(S10)에 의해 순간 영상들을 수신한 조간대 지형 변화 모니터링 장치(200의 평균영상생성부(205)가 순간 영상들을 픽셀별로 중첩한 후 평균하는 것에 의해 도 5와 같은 하나의 평균 영상을 생성한다. 상기 평균 영상에는 상술한 바와 같이, 이동하는 물체의 정보는 사라지게 되어, 쇄파대에서 파쇄되는 파랑의 하얀색 포말이 하나의 선으로 나타난다. 따라서 명확하게 해안선을 구별할 수 있게 된다. 상기 평균영상생성과정(S20)에서 평균영상생성부(205)에 의해 생성된 영상은 색상프로파일분석부(230)로 전송된다. 이 과정에서 상기 평균영상은 대조도강화부(210)에 의해 대조도가 강화되거나, 정사보정영상생성부(220)에 의해 정사보정영상으로 변환될 수 있다.

상기 색상프로파일분석과정(S30)에서는 RGB 프로파일 분석 모듈(232) 및 CMYK 프로파일 분석 모듈(234)을 포함하는 상기 색상 프로파일 분석부(230)가, 수신된 평균영상 또는 대조도 강화되고 정사보정된 평균 영상에서 각 픽셀별로 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 또는 사이안(cyan), 마젠타(magenta), 옐로우(yellow), 블랙(black)의 색상 정보, 휴(hue), 사츄레이션(saturation) 정보, 레벨 정보 등의 픽셀 특성값을 도 6과 같이 추출한다. 상기 픽셀 특성 값의 추출은 생성된 평균 영상의 처음 픽셀부터 마지막 픽셀까지 순차적으로 수행된다. 그리고 상기 처음 픽셀은 평균 영상 이미지 픽셀 중 바다 영역으로서 육지에서 먼 바다 끝의 픽셀이 된다. 추출된 평균 영상 이미지의 특성 값들은 해안선추출부(240)로 출력된다.

상기 해안선추출과정(S40)에서는 도 6의 각각의 평균영상의 픽셀 특성값들에 대한 전체 평균을 구하고, 두 개의 이동평균영역에 대한 이동평균과 픽셀값의 차를 이용하여 해안선 후보 픽셀을 선택한다. 이 후, 선택된 후보 픽셀들 중 선택된 특성값의 종류에 따라 평균값 이상 또는 이하 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 추출하는 것에 의해 해안선을 추출한다.

도 7은 상술한 도 3의 해안선추출과정(S40)의 상세 처리과정을 나타낸다. 도 7과 같이, 상기 해안선추출과정(S40)은 제1이동평균픽셀특성값차붙포산출과정(S41), 제2이동평균픽셀특성값차분포산출과정(S42), 이동평균픽셀값차증폭과정(S43), 이동평균해안선후보픽셀선택과정(S44), 이동평균해안선픽셀선택과정(S45)을 포함하여 이루어져 평균영상이미지에서 해안선을 자동으로 추출한다.

구체적으로 상기 제1이동평균픽셀특성값차분포산출과정(S41)에서는 작은 이동평균 구간, 즉, 구간을 전체 픽셀의 2%로 설정한 것과 같은, 이동평균구간들에 대한 이동평균들을 산출한 후 평균영상의 픽셀들의 특성값과 함께 선으로 표시한다. 도 8은 상술한 바와 같이 제1이동평균선과 픽셀특성값의 분포 즉, 픽셀특성값 변화패턴을 나타내는 그래프이고, 도 9는 도 8의 그래프 중 픽셀값이 급격한 변화를 나타내는 원부분의 확대 그래프이다. 도 9의 그래프에서 590에서 595픽셀 사이의 픽셀들에서 제1이동평균값으로부터 멀리 벗어나는 특성값을 가지는 픽셀들이 존재하는데, 이러한 특성값들은 에러로서 차후 제2이동평균에 의해 해안선 후보 픽셀로 선택되는 것이 방지 된다.

다음으로, 각 픽셀들의 제1이동평균값에서 픽셀특성값을 뺀 제1이동평균픽셀특성값차를 구한 후 절대값을 취해 제1이동평균픽셀특성값차 분포를 산출한다. 도 10은 상술한 바와 같이 제1이동평균픽셀특성값차분포산출과정(S41)에 의해 산출된 제1이동평균픽섹특성값차 분포를 나타내는 그래프이다.

다음으로, 상기 제2이동평균픽셀특성값차분포산출과정(S42)에서는 제1이동평균구간보다 큰 이동평균구간을 설정하여 제2이동평균을 산출한다. 예로서, 제2이동평균구간은 전체 픽셀수의 10%로 설정될 수 있다. 구간을 전체 픽셀의 10%로 설정한 것과 같은, 이동평균구간들에 대한 이동평균들을 산출한 후 평균영상의 픽셀들의 특성값과 함께 선으로 표시한다.

도 11은 상술한 바와 같이 제2이동평균선과 픽셀특성값의 분포를 나타내는 그래프이고, 도 12는 550픽셀부터 650픽셀가지 제1이동평균선과 제2이동평균선 및 픽셀특성값 분포를 나타내는 그래프이다. 도 12의 제2이동평균값의 선은 제1이동평균값보다 기울기가 완만하게 감소하게 되므로, 그래프에서 590에서 595픽셀 사이의 픽셀들은 제2이동평균값과 인접하게 된다. 이에 따라 제1이동평균값과 큰 차를 가지는 특성값을 가지는 에러 픽셀들이 제2이동평균값과 픽셀 특성값의 차를 구하는 경우 차이가 적어지게 되어, 차후 해안선 후보 픽셀로 선택되는 것이 방지된다.

다음으로, 각 픽셀들의 제2이동평균값에서 픽셀특성값을 뺀 제2이동평균픽셀특성값차를 구한 후 절대값을 취해 제2이동평균픽셀특성값차 분포를 산출한다. 도 13은 상술한 바와 같이 제2이동평균픽셀특성값차분포산출과정(S42)에 의해 산출된 제2이동평균픽섹특성값차 분포를 나타내는 그래프이다.

상술한 바와 같이 제1이동평균픽셀특성값차와 제2이동평균픽셀특성값차가 산출된 후에는, 전체 픽셀들의 평균값과의 비교를 용이하게 하기 위해 각각의 픽셀별로 제1이동평균픽셀특성값차와 제2이동평균픽셀특성값차의 절대치를 서로 곱하는 것에 의해 이동평균값에 대한 특성값들의 차이를 크게 하는 이동평균픽셀특성값차증폭과정(S43)을 수행한다. 도 14는 상술한 이동평균픽셀특성값차증폭과정(S43)에 의해 증폭된 이동평균픽셀특성값차의 분포를 나타내는 그래프이다.

이 후 도 7의 이동평균안선추보픽셀선태과정(S44)에서는 증폭된 이동평균픽셀특성값차의 분포에서 특정 임계값 이상의 차를 가지는 픽셀들을 해안선후보픽셀들로 추출한다. 이때 특정 임계값의 해안선 추출의 정확도에 따라 상위 0.5%, 1%, 5% 등으로 임의로 설정될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 상위 1%의 값을 가지는 픽셀들을 해안선후보픽셀들로 추출하였다. 도 15는 상술한 바와 같이 추출된 해안선후보픽셀들의 분포를 나타낸다.

도 16은 도 7의 이동평균해안선픽셀선택과정(S45)에서 해안선 픽셀을 선택하는 과정을 나타내는 그래프이다. 상술한 바와 같이 해안선후픽셀들이 추출된 후에는 픽셀들의 특성값의 전체 평균선을 도 16과 같이 해안선후보픽셀들과 중첩하여 표시한다. 그리고 평균선을 사이에 두고 특성값이 급격히 변화는 두 개의 인접 픽셀 중, 육지쪽 픽셀을 해안선 픽셀로 선택한다. 본 발명의 실시예에의 경우에는 B와 같이 바다쪽 특성 값이 큰 픽셀 특성값을 적용하였다. 따라서 도 16에서와 같이 인접된 픽셀들의 특성값이 평균 이상에서 평균 이하로 변화되는 경우, 전체평균 이하의 값을 가지는 후보픽셀 중 첫 번째 픽셀이 해안선 픽셀로 선택된다.

이상의 과정을 반복 전체 평균영상의 픽셀 라인에 따라 반복 수행하여 선택된 해안선 픽셀들을 연결하는 것에 의해 평균영상 내에서 해안선을 자동으로 추출할 수 있게 된다.

이외에도 상술한 해안선추출과정(S40)은 종래기술에서와 같이, R값과 B값이 교차하는 픽셀을 선택하는 것과, 휴 값에 임계값을 부여하여 임계값 이상 또는 이하로 되는 픽셀 중 첫 번 째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하거나, 일출, 일몰, 날씨 등의 환경 정보에 따른 보정을 수행하여 해안선을 추출하는 방법 등의 다양한 해안선 추출 방법이 적용될 수 있다.

도 17은 추출된 해안선에 촬영 시점의 조위값을 적용하여 해안선등고선을 생성하는 것을 나타내는 도면이고, 도 18은 특정 A시기(날짜)의 조간대 해안선등고선을 나타내는 도면이며, 도 19는 특정 B시기(다른 날짜)의 동일 조간대 해안선등고선을 나타내는 도면이고, 도 20은 도 18의 A시기의 해안등고선에서 도 19의 B시기의 해안등고선의 차를 구하여 조간대의 지형변화분포를 나타내는 도면이다.

도 17 내지 도 20을 참조하여 추출된 해안선에 조위 값을 적용하여 조간대 지형 변화 정보를 산출하는 과정을 설명한다.

상술한 바와 같이 조간대 영역의 평균영상 이미지들에 대하여 이동평균 값 또는 종래기술의 R과 B의 교차점, 또는 휴 값을 이용하여 추출된 해안선은 이 후 해안선등고선생성부(250)로 전송된다.

상기 해안선등고선생성과정(S50)에서는 상기 해안선등고선생성부(250)가 수신된 각 시간별 평균 영상들 내의 해안선들에 촬영 시점의 조위값을 적용하여 표고를 부여한다. 그리고 각 시간별로 해안선을 중첩하는 것에 의해 시간별 조간대 영역의 해안선등고선을 생성한다. 이러한 해안선 등고선은 도 18 및 도 19와 같이 서로 다른 날짜(A날짜와 B날짜)의 만조와 간조 사이의 조간대 영역의 촬영 시간별 해안선 등고선으로 생성된다. 도 18은 특정 날짜(A 날짜)의 촬영 시간별 해안선 등고선이고, 도 19는 다른 날짜(B 날짜)의 촬영 시간별 해안선 등고선이다.

이 후 상기 조간대지형변화정보생성과정(S60)에서는 서로 다른 날짜의 만조와 간조 사이의 해안선 등고선들의 차이를 산출하는 것에 의해 조간대지형변화정보를 생성한다. 상기 조간대지형변화정보를 서로 다른 날짜의 동일 시간에서 동일 위치의 표고 차이를 가지는 것으로, 특정 위치의 침식 또는 퇴적 정도를 확인할 수 있으며, 이를 색으로 표시하며 조간대지형변화표시부(300)로 출력하면, 도 20과 같이 서로 다른 두 개의 날짜(A 및 B 날짜) 사이의 조간대 영역의 위치별 침식 또는 퇴적 정도를 확인할 수 있게 된다.

200: 조간대 지형 변화 모니터링 장치 205: 평균영상 생성부
210: 대조도강화부 220: 정사보정영상생성부
230: 색상 프로파일 분석부 232: RGB 프로파일 분석 모듈
233: CMYK 프로파일 분석 모듈 240: 해안선추출부
250: 해안선등고선생성부 300: 조간대지형변화 표시부
10: 카메라 20: 비디오서버
30: 네트워크 서버 50: 모뎀
60: 중앙자료처리서버 70: 웹서버

Claims (12)

1. 다수의 카메라에 의해 일정 시간 동안 일정 간격으로 촬영한 연안 해빈의 순간 영상들의 각 픽셀별 색상정보를 중첩 평균하여 해빈의 평균영상을 생성하는 평균영상생성부;
   상기 평균영상생성부에서 생성된 평균영상에서 각 픽셀별 특성값을 추출하는 색상프로파일분석부;
   상기 색상프로파일분석부에서 추출된 각 픽셀별 특성값에 대한 이동평균들을 산출하여, 이동평균값과 픽셀특성 값의 차를 산출한 후, 임계값 이상의 값을 갖는 픽셀을 분류하고, 분류된 픽셀 중 전체평균값이 사이에 위치하는 두 개의 인접픽셀 중 육지쪽 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출하는 해안선추출부; 및
   동일 조간대에 대하여 만조와 간조를 포함하는 서로 다른 시기 각각에서, 만조와 간조 사이의 시간동안 일정 시간 간격별로 추출된 다수의 해안선들에 해당 촬영 시기의 조위값을 적용하여 표고를 산출함으로써 다수의 해안선 등고선을 생성하는 해안선등고선생성부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 이동평균값은 픽셀특성값 패턴을 나타내는 제1이동평균값과 에러픽셀의 증폭을 저감시키는 제2이동평균값을 포함하고, 제1이동평균값 구간은 제2이동평균값 구간보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 해안선추출부는 각 픽셀에 대응하는 상기 제1이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제1이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 상기 픽셀특성값 패턴을 가지는 제1이동평균픽셀특성값차분포를 산출하고,
   상기 제2이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제2이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 의해 바다쪽 픽셀이 해안선 픽셀로 검출되는 것을 방지하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
4. 청구항 3에 있어서, 상기 해안선추출부는,
   상기 제1이동평균픽셀특성값차와 상기 제2이동평균픽셀특성값차의 절대 값을 곱하는 것에 의해 픽셀들의 특성값차를 증폭하는 이동평균픽셀값차증폭을 수행하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
5. 청구항 4에 있어서, 상기 해안선추출부는,
   상기 증폭된 이동평균픽셀값차들 중 임계값 이상의 값들을 가지는 픽셀들을 해안선후보픽셀로 선택하고,
   상기 선택된 픽셀들 중에서 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 작은 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체평균값 이하의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하고, 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 큰 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체평균값 이상의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 해안선추출부는,
   상기 평균 영상 중 바다 쪽부터 픽셀들의 색상 정보를 비교하여 해안선을 추출하도록 구성되는 것에 의해, 육지 쪽부터 비교하는 경우 무채색을 띄고 있는 물체에 의해 해안선이 잘 못 추출되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
7. 청구항 1에 있어서, 상기 해안선등고선생성부는,
   상기 조간대의 이전 해안선등고선에서 이후 조간대 해안선 등고선의 차이를 산출하여 두 시기에서의 조간대 지형 변화를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 장치.
   
8. 다수의 카메라에 의해 일정 시간 동안 일정 간격으로 촬영한 연안 해빈의 순간 영상들의 각 픽셀별 색상정보를 중첩 평균하여 해빈의 평균영상을 생성하는 평균영상생성과정;
   평균영상생성부에서 생성된 평균영상에서 각 픽셀별 색상프로파일을 추출하는 색상프로파일분석과정;
   상기 색상프로파일분석과정에서 추출된 각 픽셀별 특성값에 대한 이동평균들을 산출하여, 이동평균값과 픽셀특성 값의 차를 산출한 후, 임계값 이상의 값을 갖는 픽셀을 분류하고, 분류된 픽셀 중 전체평균값이 사이에 위치하는 두 개의 인접픽셀 중 육지쪽 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하여 해안선을 추출하는 해안선추출과정;
   조간대에 대하여 만조와 간조 사이의 시간동안 일정 시간 간격별로 추출된 다수의 해안선들에 해당 촬영 시기의 조위값을 적용하여 표고를 산출함으로써 다수의 해안선 등고선을 생성하는 해안선등고선생성과정; 및
   동일 조간대에서 서로 다른 시기의 만조와 간조 사이의 생성된 해안선 등고선의 차를 구하여 조간대지형변화정보를 생성하는 조간대지형변화정보생성과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법.
   
9. 청구항 8에 있어서, 상기 해안선추출과정의 상기 이동평균값은,
   픽셀특성값 패턴을 나타내는 제1이동평균값과 에러픽셀의 증폭을 저감시키는 제2이동평균값을 포함하고, 제1이동평균값 구간은 제2이동평균값 구간보다 작게 설정되는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법.
   
10. 청구항 9에 있어서, 상기 해안선추출과정은,
    각 픽셀에 대응하는 상기 제1이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제1이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 상기 픽셀특성값 패턴을 가지는 제1이동평균픽셀특성값차분포를 산출하는 제1이동평균특성값분포산출과정; 및
    상기 제2이동평균값에서 각 픽셀의 특성값을 뺀 제2이동평균픽셀특성값차를 구하는 것에 의해 바다쪽에서 해안선으로 잘못 선택될 수 있는 픽셀의 제2이동평균픽셀특성값차를 감소시켜 잘못된 특성값을 가지는 픽셀이 해안선 픽셀로 검출되는 것을 방지하는 제2이동평균픽셀특성값차분포산출과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법.
    
11. 청구항 10에 있어서, 상기 해안선추출과정은,
    상기 제1이동평균픽셀특성값차와 상기 제2이동평균픽셀특성값차의 절대 값을 곱하는 것에 의해 픽셀들의 특성값차를 증폭하는 이동평균픽셀값차증폭과정을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법.
    
12. 청구항 11에 있어서, 상기 해안선추출과정은,
    상기 증폭된 이동평균픽셀값차들 중 임계값 이상의 값들을 가지는 픽셀들을 해안선후보픽셀로 선택하는 이동평균해안선후보픽셀선택과정; 및
    상기 선택된 픽셀들 중 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 작은 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체평균값 이하의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하고, 상기 픽셀 특성값이 육지쪽이 큰 값으로 나타나는 경우에는 상기 전체평균값 이상의 첫 번째 픽셀을 해안선 픽셀로 선택하는 이동평균해안선픽셀선택과정;을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 카메라 영상을 이용한 조간대 지형 변화 모니터링 방법.

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