KR101494717B1 - 동물들의 코무늬를 이용한 동물 개체 인식 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동물들의 코무늬를 이용하여 동물개체를 인식하는 장치와 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 동물 개체를 인식하기 위해 필요한 식별 가능한 코무늬이미지를 획득하기 위해 동물 개체의 움직임을 정지시키기 위한 동물모션 고정부와, 동물모션고정부에 의해 움직임이 정지된 동물 개체의 코무늬이미지를 획득하여 저장하기 위한 이미지획득부와, 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지 또는 보정된 코무늬이미지로부터 코무늬코드를 생성, 등록, 인증 및 식별하기 위한 이미지인식부를 포함하는 동물들의 개체 인식장치 및 방법에 관한 것이다.

Description

동물들의 코무늬를 이용한 동물 개체 인식 장치{Apparatus of Animal Recognition System using nose patterns}

본 발명은 동물들의 코무늬를 이용하여 동물개체를 인식하는 장치와 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 동물 개체를 인식하기 위해 필요한 식별 가능한 코무늬이미지를 획득하기 위해 동물 개체의 움직임을 정지시키기 위한 동물모션 고정부와, 동물모션고정부에 의해 움직임이 정지된 동물 개체의 코무늬이미지를 획득하여 저장하기 위한 이미지획득부와, 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지 또는 보정된 코무늬이미지로부터 코무늬코드를 생성, 등록, 인증 및 식별하기 위한 이미지인식부를 포함하는 동물들의 개체 인식장치 및 방법에 관한 것이다.

동물들의 개체를 식별하는 방법은 3800년전 함무라비 법전에서 동물의 몸 일부에 표시를 한 기록이 남아 있는 것처럼 역사적으로 오래 전부터 사용되었다. 특히 당시에는 말(horse)과 같이 매우 가치가 있는 동물의 절도를 방지하기 위해서 많이 사용되었다. 최근에는 기존의 도둑이나 절도 등으로부터 방어를 위한 소유권의 확인 목적 이외에 가축 동물들의 생산관리, 농장 내에서의 동물 질병 발생의 통제, 멸종 및 보호 동물의 관리뿐만 아니라 다양한 동물들을 수출입하는 과정에서 필수적으로 발생하는 검역에도 이용되고 있다. 단일화되고 있는 글로벌 경제로 인하여 한 국가 내에서만 한정된 것이 아니라 전세계적으로 육류에 대한 소비증가가 이루어지고 있으며, 식용 이외에도 애완이나 관상 등의 다양한 목적에 대한 동물의 사용이 증대하고 있다.

이에 따라 많은 동물이 사육되거나 이동하고 있지만 이로 인하여 기존에는 특정농장이나 지역, 특정 국가에서만 한정되었던 광우병(mad cow disease)과 같은 전염병이 전 지구적으로 발생하고 있다. 따라서 UN을 포함한 각 국가에서는 국내뿐만 아니라 국제적으로 동물들의 생산, 유통, 이동 등의 과정에서 발생할 수 있는 모든 리스크를 통제하기 위해서, 효과적이면서도 신뢰성이 높은 동물개체 추적(tracking) 및 식별시스템에 관한 제도를 운영하고자 노력하고 있으며, 최근 들어서는 전통적인 방법 이외에 발달된 정보화 기술을 통해서 보다 나은 시스템을 구축하고자 다양한 시도 및 연구를 진행하고 있다.

동물의 개체를 관리하는 전통적인 방법으로는 주로 돼지에 사용하는 귀 찢기(ear notching)방법, 소나 양의 귀에 플라스틱이나 바코드가 있는 귀표(plastic and bar-coded ear tag)를 붙이는 방법, 적소의 목에 숫자가 적인 태그가 있는 체인을 감는 방법(neck chain), 동물의 몸에 숫자나 문자모양의 쇠붙이 등을 액화질소나 드라이아이스 및 알코올 등으로 냉각시켜 문양을 새기는 방법(freeze branding), 동물의 몸에 페인트를 칠하거나(paint branding) 문신을 새기는 방법(tattooing)이 사용되었다.

20세기 후반에는 주로 소나 양의 비문(muzzle print, nose print)을 잉크를 묻혀서 종이로 탁본을 채취하여 비교하는 방법(muzzle printing)이 시도되기도 하였다. 하지만 전통적인 방법은 원시적인 수단을 사용하는 특징으로 인하여 여러 가지 단점이 있다.

비문을 채취하거나 페인트를 칠하는 방법을 제외한 대부분의 방법은 작업과정에서 동물 개체의 특정 부위의 손상을 수반하여 동물 개체의 고통이나 발작 및 거부 행동으로 인하여 작업자와 동물의 안전에 중요한 영향을 미칠 수도 있으며, 많은 작업시간을 요구한다. 뿐만 아니라 전문가의 도움 없이 비전문가가 이용하는 것은 거의 불가능하며, 또한 동물의 복지 측면에서도 많은 문제점이 있다.

또한 작업이 완료된 경우에도 주변 환경이 숫자나 문자를 식별하기에 어둡거나 동물들의 영역을 표시하기 위해 행하는 행동으로 인하여 기존의 표시방법이 손상이 될 경우에는 원래 목적인 개체 구별이 불가능하다는 단점이 있다. 또한 전통적인 방법으로 표시된 문자, 숫자 및 특정 부위를 사람에 의해 일부러 훼손되거나 위변조될 경우에도 개체 구별이 불가능하다는 한계가 있다.

전통적인 방법 중에서 소의 비문을 이용하는 방법은 앞의 여러 방법이 가지고 있는 단점을 극복할 수 있다고 알려져 있다. 소의 비문이 사람의 지문처럼 개체별 고유성을 가지고 있다는 것이 널리 알려진 20세기 후반부터는 이를 이용한 다양한 시도가 수행되었다. 이 방법은 소의 비문을 채취하기 위해서 사람의 지문을 채취한 것과 동일한 방식을 이용하였다. 소의 코 부위를 닦아서 이물질을 제거하고, 그 부위를 잉크를 묻혀서 종이로 탁본을 뜨는 단계를 거쳐서 비문을 획득하였다. 하지만 사용자의 숙련도에 따라 잉크가 번지거나 코부위를 누르는 압력이 달라져 탁본 이미지가 달라졌을 뿐만 아니라, 동일한 사람에 의해 수행되더라도 탁본을 뜨는 방향에 따라 매번 다른 탁본 이미지가 발생되는 문제점이 있었다.

또한 동물들의 코 부위가 물기로 대부분 젖어 있고 코 부위에 이물질이 닿을 경우 혀로 핥는 행동을 하기 때문에 탁본을 할 때마다 매번 작업을 반복해야 하기 때문에 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다.

이러한 기존의 전통적인 방법의 한계를 극복하기 위해서 많은 시도 및 연구가 진행되고 있는데, 크게 2가지 방향으로 분류할 수 있다. 첫 번째 방향은 전자식별장치를 사용하는 방법을 연구하는 것이며, 두 번째로는 동물 개체 고유의 생체정보를 이용하는 방법에 대한 연구이다.

전자식별장치를 사용하는 방법은 동물개체에 마이크로칩과 안테나를 귀표에 넣거나(electronic ear tag), 피부조직에 주입하거나(injectable transponder), 삼키도록 하여 소화기관인 위에 위치시켜(ruminal boluse), 마이크로칩에 담겨있는 정보를 스캔하여 인식기를 통하여 인식 구분하는 것이다.

하지만 이 방법 또한 마이크로칩 또는 안테나가 훼손되거나 스캔할 수 있는 기기가 없으면 인식이 불가능하며, 전통적인 방법과 마찬가지로 일부러 훼손하거나 위변조할 경우에는 개체구별이 불가능하다는 것이 약점이다. 또한 일부의 연구에 의하면 동물 개체 내로 삽입된 마이크로칩과 안테나를 둘러싼 물질이 동물 개체의 몸에 종양이나 조직괴사와 같은 현상을 일으키는 것으로 알려져 있어 동물에게 100% 안전하다고 볼 수 없는 문제점이 있다. 이로 인하여 농장주인이나 반려동물을 기르는 사람들은 거부감이 심하여 선호하지 않는 경향이 있다.

동물 개체의 고유의 생체정보를 이용하는 방법은 상기에서 서술한 전통적인 방법과 전자식별장치를 이용한 것과는 비교할 수 없을 정도로 높은 신뢰성을 가지고 있다. 왜냐하면 동물 개체가 독자적으로 가지고 있는 고유하고 선천적인 특징을 이용한 것으로서, 원천적으로 위변조가 불가능하기 때문이다.

최근에는 홍채이미지를 이용한 분석(iris imaging), 망막이미지를 이용한 분석(retina imaging), DNA 분석(DNA pattern), 소 비문 이미지 패턴 분석(muzzle pattern imaging)에 대한 연구가 진행되고 있다. 하지만 홍채이미지를 이용한 분석(iris imaging), 망막이미지를 이용한 분석(retina imaging), DNA 분석(DNA pattern)은 아직까지 현장에서 적용 가능할 정도로 기술적으로나 비용 측면에서 만족할 만큼 충분한 수준까지 도달되어 있지 못한 것이 현실이다.

본원 발명과 관련된 또 다른 종래기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0008072호에는 소에게 적용한 휴대형 정보 단말기와 방법에 관한 기술적 구성이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허공보 제10-2004-0006822호에서는 스캔한 소의 비문 데이터를 원거리에서 소의 상태확인과 인식이 가능하도록 인터넷이나 네트워크 망을 이용하는 기술적 구성이 개시되어 있으나, 소의 비문을 획득하는 방식이 전통적인 방식인 탁본으로 이미지를 먼저 뜬 후에 그 이미지를 스캔하는 방식이기 때문에, 탁본을 뜨는 과정에서 발생할 수 있는 사용자의 숙련도에 따른 잉크가 번지는 등과 같은 여러 가지 전통적인 방법의 단점을 극복하지 못하는 한계가 있다. 그리고 피인식동물이 소에 한정되어 있어 코무늬의 크기 및 형태가 다른 동물의 경우에는 적용이 불가능한 문제점이 있다.

본원 발명과 관련된 또 다른 종래기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2002-0066771호에서는 개의 비문 정보를 이용하여 신원확인을 하기 위해 네트워크 통신망을 이용한 시스템에 관한 기술적 구성이 개시되어 있으나 개의 비문 이미지를 획득하는 기술적 장치 및 방법의 구성에 관한 언급이 되어 있지 않은 한계가 있다.

본원 발명과 관련된 또 다른 종래기술은 미국 공개특허공보 10/770,120호에서는 애완동물(pet)인 개의 비문을 획득하는 기술적 구성이 개시되어 있다. 첫째로 접사촬영(close-up photograph)이 가능하면서 접사촬영 시 발생하는 초점 조정이 어려운 단점을 극복한 특정제품의 카메라를 사용하여 개의 코부위를 사람 손으로 움켜쥔 뒤에 비문을 획득하거나, 사전에 특정 물질로 구성된 잉크가 묻혀진 잘 구부러지는 플라스틱 물질이나 잉크대신 두 가지 화학성분으로 구성된 물질 층이 있는 종이나 카드 등을 코에 갖다 대어 기존의 탁본 방식과 동일하게 비문을 획득하는 것이다.

첫 번째 접사촬영으로 개의 코의 이미지를 획득할 경우에는 실제 이미지와 다르게 크기나 간격이 왜곡되는 현상이 발생할 수 있으며, 상기 특허공보에서 언급한 것처럼 일반인들이 디지털 카메라나 캠코더로서는 초점을 맞추기가 매우 어려운 문제점이 있다. 또한 상기 특허공보에서 언급된 폴라로이드 카메라에서 초점을 맞추기 위해서 두 가지 빔을 조사하여 한가지 빔으로 맞추는 작업을 진행하는 동안 개가 빛에 반응하여 고개를 돌리거나 몸을 움직일 가능성이 매우 높아서, 사람의 손으로 코 부위를 잡고 있는 것으로는 개를 정지된 자세로 유지하기가 매우 힘들다. 현장에서 카메라로 촬영을 할 경우 개의 몸 크기에 따라서 빛에 대한 반응이 다르며, 특히 몸집이 작은 개는 사진기를 두려워하여 사진기를 쳐다보게 하는 것 자체가 매우 힘들다는 문제점이 있다. 또한 빛을 코 부위와 일정한 거리를 두고 정면으로 조사할 경우 피부조직이나 물기에 의해 반사가 일어나 인식에 필요한 이미지를 획득할 수 없는 현상이 나타나는 문제점이 있다.

두 번째로 사전에 특정 물질로 구성된 잉크가 묻혀진 잘 구부러지는 플라스틱 물질이나 잉크대신 두 가지 화학성분으로 구성된 물질 층이 있는 종이나 카드 등을 코에 갖다 대는 방법은 기존의 탁본방식과 동일하여 앞서 설명한 탁본 방식과 비슷한 문제점이 발생할 수 있다. 또한 개는 코 부위를 만지는 순간 자연스럽게 혀로 코 부위를 핥는 행동을 하기 때문에 빠른 시간 내에 작업을 완료해야 하는 문제점이 있다. 또한 개 이외의 다른 동물에게 적용할 수 없는 한계가 있다.

본원 발명과 관련된 또 다른 종래기술은 일본 공개특허 공보 2003-346148에서는 유리와 같은 투명한 촬영용 프레임에 소의 코를 갖다 대고 디지털 카메라로 이미지를 촬영하여 그 이미지를 분석하는 방법에 관한 기술적 구성이 개시되어 있으나, 이 또한 잉크를 묻히지 않고 탁본을 뜨기 위해서 종이 대신에 촬영용 프레임에 코를 갖다 대는 것 이외에는 전통적인 방식과 동일하다. 따라서 앞에서 언급되었던 동물의 코에 갖다 대었을 경우에 생기는 동일한 문제점이 발생할 수 있으며, 또한 소 이외의 다른 동물에게 적용할 수 없는 한계가 있다.

따라서 이러한 단점을 극복하면서, 소규모의 농장이나 축산 환경뿐만 아니라 동물등록제도 등이나 국가간 수출입과 같은 대규모의 검역과 같은 제도 환경에서도 필수적으로 적용이 가능하고, 물리적으로나 경제적으로 그 적용에 어려움이 없고, 또한 사용자의 전문성과 무관하게 비 전문가도 손쉽게 동물 개체를 식별하여 인식할 수 있는 기술적 장치 및 방법에 관한 요구가 증대되고 있는 실정이다.

본 발명이 해결하려는 과제는 동물의 코무늬가 있는 부위를 접촉하지 않고 동물의 코무늬를 이미지로 획득하여 인식하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 동물의 코무늬를 획득하는 작업을 수행할 경우 피인식동물이 검사 자체를 거부하여 움직이지 않거나, 빛에 대한 거부감으로 고개를 돌리는 행동을 하거나, 심하게는 공격적인 행동으로 위협을 가하거나, 얼굴을 뒤로 빼거나 신체 일부분이 도구 등에 부딪치는 등의 행동으로 인하여 이미지를 획득하기가 매우 힘드나, 동물모션고정부를 이용하여 코무늬이미지 획득에 필요한 시간 동안 피인식동물의 움직임을 정지시키고 피인식동물의 코 부위에서 렌즈를 바라보는 각도가 렌즈 정면 방향에서 크게 벗어나지 않고 최대한 렌즈의 정면방향으로 위치하도록 하여 인식에 필요한 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 종이 다른 다양한 동물에 맞는 동물모션고정부를 사용하여 각각의 종에 대하여 인식에 필요한 양질의 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 빛을 코 부위와 일정한 거리를 두고 정면으로 조사할 경우 피부조직이나 물기에 의해 반사가 일어나 인식에 필요한 양질의 이미지를 획득하기 어려운 단점을 극복하기 위하여, 조명통로부재와 반사조절부재와 가이드바디에 설치된 종의 코무늬 특징에 맞춰 특정파장영역의 간접조명을 조사함으로써 반사를 최대한 줄인 인식에 필요한 양질의 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 종이 다른 다양한 동물에 맞는 이미지촬영부를 사용하여 각각의 종에 대하여 인식에 필요한 양질의 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 비 전문가도 이미지획득부를 사용하여 손쉽게 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 데 있다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 피인식동물의 종과 품종에 따라 다른 코무늬의 특성과 상관없이 코무늬가 존재한다면 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 물기로 인한 빛 반사 및 기타 이물질이나 코털과 같은 신체적 특성에 영향을 받지 않고 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 코무늬 이미지를 획득할 때 피인식동물의 코 부위 방향에 따라 달라지는 코무늬 형태에 영향을 받지 않고 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 특정 종이나 품종에 상관없이 보편적인 코무늬코드를 생성하여 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 특정 종이나 품종에 한정해서 인증 또는 식별할 때도 특정 종이나 품종에 가장 적합한 방법을 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명이 해결하려는 또 다른 과제는 종이 다른 다양한 동물에 맞는 동물모션고정부 및 이미지획득부, 이미지인식부를 사용하여 획득한 인증용 코무늬이미지를 기등록 저장된 코무늬이미지와 비교하여 각각의 종에 대한 인식율을 높이는데 있다.

본 발명 과제의 해결수단은 피인식동물을 식별 인식하기 위해 필요한 코무늬이미지를 획득하기 위해 피인식동물의 자세를 고정하기 위한 동물모션고정부와, 동물모션고정부에 의해 자세가 고정된 피인식동물의 코무늬이미지를 촬영 획득하여 이를 저장하는 이미지획득부와, 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지를 보정하거나, 코무늬이미지 또는 보정코무늬이미지로부터 이미지 코드를 생성, 등록, 인증 및 식별하는 이미지인식부로 구성된 동물개체 인식장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결수단은 동물 개체 인식을 위해서 피인식동물에 맞는 동물모션고정부를 선정하는 단계와, 선정된 동물모션고정부를 이용하여 해당 피인식동물이 움직이지 못하도록 고정하는 단계와, 동물모션고정부에 의해 고정된 피인식동물의 코무늬이미지를 얻기 위하여 이미지획득부로 피인식동물의 코무늬이미지를 획득하는 단계와, 이미지획득부에서 촬영 획득한 코무늬이미지를 저장하는 단계와, 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지를 바탕으로 코무늬코드를 생성하는 단계와, 생성된 코무늬코드를 등록하고, 기 등록된 코무늬코드와 인증용 코무늬코드를 이용하여 피인식동물의 개체를 인증하고 식별하는 단계를 포함하는 동물개체 인식방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 과제의 해결수단은 동물모션고정부와 이미지획득부를 이용해 피인식동물의 코무늬이미지를 획득하는 단계와, 상기 코무늬이미지 또는 보정 코무늬이미지에서 분석대상 영역인 관심영역을 설정하는 단계와, 상기 생성된 관심영역 또는 표준관심영역에서 코무늬코드를 생성하는 단계와, 상기 생성된 코무늬코드를 등록하는 단계와, 등록단계에서 저장된 코무늬코드와 새로 생성한 코무늬코드와의 거리를 측정하여 매칭하는 인증 식별하는 단계를 포함하는 동물개체 인식방법을 제공하는데 있다.

본 발명은 동물의 코무늬가 있는 부위를 접촉하지 않고 동물의 코무늬를 이미지로 획득하여 신속 정확하게 인식하는 유리한 효과가 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 동물의 코무늬를 획득하는 작업을 수행할 경우 피인식동물이 검사 자체를 거부하여 움직이지 않거나, 빛에 대한 거부감으로 고개를 돌리는 행동을 하거나, 심하게는 공격적인 행동으로 위협을 가하거나, 얼굴을 뒤로 빼거나 신체 일부분이 도구 등에 부딪치는 등의 행동으로 인하여 이미지를 획득하기가 매우 힘드나, 동물모션고정부를 이용하여 코무늬이미지 획득에 필요한 시간 동안 피인식동물의 움직임을 정지시키고 피인식동물의 코 부위에서 렌즈를 바라보는 각도가 렌즈 정면 방향에서 크게 벗어나지 않고 최대한 렌즈의 정면방향으로 위치하도록 하여 인식에 필요한 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 종이 다른 다양한 동물에 맞는 동물모션고정부를 사용하여 각각의 종에 대하여 인식에 필요한 양질의 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 빛을 코 부위와 일정한 거리를 두고 정면으로 조사할 경우 피부조직이나 물기에 의해 반사가 일어나 인식에 필요한 양질의 이미지를 획득하기 어려운 단점을 극복하기 위하여, 조명통로부재와 반사조절부재와 가이드바디에 설치된 종의 코무늬 특징에 맞춰 특정파장영역의 간접조명을 조사함으로써 반사를 최대한 줄인 인식에 필요한 양질의 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 종이 다른 다양한 동물에 맞는 이미지촬영부를 사용하여 각각의 종에 대하여 인식에 필요한 양질의 코무늬이미지를 획득하는데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 비 전문가도 이미지획득부를 사용하여 손쉽게 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 효과는 피인식동물의 종과 품종에 따라 다른 코무늬의 특성과 상관없이 코무늬가 존재한다면 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 효과는 물기로 인한 빛 반사 및 기타 이물질이나 코털과 같은 신체적 특성에 영향을 받지 않고 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 효과는 코무늬이미지를 획득할 때 피인식동물의 코 부위 방향에 따라 달라지는 코무늬형태에 영향을 받지 않고 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 효과는 특정 종이나 품종에 상관없이 보편적인 코무늬코드를 생성하여 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

본 발명은 특정 종이나 품종에 한정해서 인증 또는 식별할 때도 특정 종이나 품종에 가장 적합한 방법을 사용할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 효과는 종이 다른 다양한 동물에 맞는 동물모션고정부 및 이미지획득부, 이미지인식부를 사용하여 획득한 인증용 코무늬이미지를 기등록 저장된 코무늬이미지와 비교하여 각각의 종에 대한 인식율을 높이는데 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치의 개념도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(사슴)의 코무늬의 모양을 예시로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(개)의 코무늬의 모양을 예시로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 코 부위의 생리적인 특징인 물기로 덮인 부위가 빛에 반사된 영상을 예시로 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치를 이용하여 실제로 피인식동물의 동물 개체 인식을 수행함을 간략하게 예시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5에서 사용하는 동물 개체 인식장치의 형태를 쉽게 이해할 수 있도록 여러 측면에서 바라본 모양을 예시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물모션고정부와 이미지획득부 및 이미지인식부가 각각 독립된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 블록구성도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물모션고정부와 이미지획득부가 하나로 연동이 되고 이미지인식부와 독립된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 블록구성도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지획득부와 이미지인식부가 하나로 연동이 되고 동물모션고정부와 독립된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 블록구성도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물모션고정부와 이미지획득부 및 이미지인식부가 하나로 연동하는 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 블록구성도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물 개체 인식장치의 수행방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물모션고정부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 자세고정부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 위치조절부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(소, 사슴)에 맞는 상체고정부와 하체고정부의 장치구성을 예시한 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(개, 고양이)에 맞는 상체고정부와 하체고정부의 장치구성을 예시한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시 예에 따른 안면고정부의 구성을 예시한 도면이다.
도 18은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(소)에 맞는 자세고정부와 위치조절부의 구성을 예시한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(사슴)에 맞는 자세고정부와 위치조절부의 구성을 예시한 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(개, 고양이)에 맞는 자세고정부와 위치조절부의 구성을 예시한 도면이다.
도 21은 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물모션고정부의 수행방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 22는 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지획득부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 23은 본 발명의 일 실시 예에 따른 이미지획득부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리조절모듈의 거리조절원리에 따라 렌즈모듈과 센서를 움직이는 촬영부의 장치구성을 예시한 도면이다.
도 25는 본 발명의 일 실시 예에 따른 거리조절모듈의 거리조절원리에 따라 렌즈모듈 내의 렌즈들 간의 거리를 조절하는 촬영부의 구성을 예시한 도면이다.
도 26은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬영가이드부의 장치구성을 예시한 도면이다.
도 27은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명부의 장치구성을 예시한 도면이다.
도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부에서 인식이 가능하도록 하는 코무늬이미지를 얻기 위한 이미지촬영부의 방법에 대해서 예시한 도면이다.
도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부의 렌즈모듈 또는 센서를 이동시켜 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부의 렌즈모듈 내의 렌즈들을 이동시켜 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(소, 사슴)에 맞도록 촬영가이드부의 화각조절렌즈와 가이드바디의 길이를 조절하여 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(개)에 맞도록 촬영가이드부의 화각조절렌즈와 가이드바디의 길이를 조절하여 화각과 초점(거리)를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(고양이)에 맞도록 촬영가이드부의 화각조절렌즈와 가이드바디의 길이를 조절하여 화각과 초점(거리)를 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 동일한 피인식동물(개)을 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 다른 촬영가이드를 사용하여 찍은 이미지를 예시한 도면이다.
도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물(개)의 코무늬이미지를 일반적인 카메라의 조명방식(직접조명)과 조명부의 조명방식(간접조명)을 이용하여 획득한 것을 비교 예시한 도면이다.
도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지분석부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.
도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영모드일 경우 코무늬스냅샷을 획득하는 방법을 예시한 도면이다.
도 38은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득부의 코무늬이미지를 획득하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 코무늬이미지를 분석하여 이를 인식하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역설정부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 42는 본 발명의 일 실시예로서 콧구멍의 경계를 설정하는 방법을 예시한 도면이다.
도 43은 본 발명의 일 실시예로서 콧구멍의 경계를 곡선(원, 타원)으로 근사하는 방법을 예시한 도면이다.
도 43은 본 발명의 일 실시예로서 근사한 곡선(원, 타원)의 내부를 제외한 곡선 영역 사이의 영역을 구분하는 방법을 예시한 도면이다.
도 44는 본 발명의 일 실시예로서 근사한 곡선(원, 타원)의 내부를 제외한 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 방법을 예시한 도면이다.
도 45는 본 발명의 일 실시예로서 근사 곡선(원, 타원)사이의 사각형 영역을 관심영역으로 설정하는 방법을 예시한 도면이다.
도 46은 본 발명의 일 실시예로서 동일한 코무늬이미지로부터의 관심영역이 근사곡선(원, 타원)에 따라 달라지는 것을 설명하기 위해 예시한 도면이다.
도 47은 본 발명의 일 실시예로서 기 설정된 관심영역으로부터 표준관심영역을 생성하는 과정을 예시한 도면이다.
도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬코드생성부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 49는 본 발명의 일 실시예로서 관심영역으로부터 코무늬코드를 생성하는 과정을 예시한 도면이다.
도 50은 본 발명의 일 실시예로서 관심영역을 특정 크기의 영역으로 분할하고, 분할된 셀영역으로부터 주파수변환 코무늬코드를 생성하는 과정을 예시한 도면이다.
도 51은 본 발명의 일 실시예로서 Garbor 변환, 가보 코사인 변환, 가보 사인 변환을 통해서 주파수 변환 코드를 생성할 때, 사용하는 이론적인 계산 영역과 실제 계산 영역을 비교 예시한 도면이다.
도 52는 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬코드비교판단부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.
도 53은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드를 기본매칭으로 인증하는 방법을 예시한 도면이다.
도 54는 본 발명의 일 실시예로서 동일한 개체의 코무늬에서 코무늬코드를 비교하기 위해 선택한 관심영역의 위치가 다를 경우를 예시한 도면이다.
도 55는 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드를 이동매칭으로 인증하는 방법을 예시한 도면이다.
도 56은 본 발명의 일 실시예로서 동일한 개체의 코무늬에서 코무늬코드를 비교하기 위해 선택한 관심영역이 상하와 좌우의 비율이 다르게 생성된 경우를 예시한 도면이다.
도 57은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드를 영역분할이동매칭으로 인증하는 방법을 예시한 도면이다.
도 58은 본 발명의 일 실시예로서 가보사인변환으로 코무늬코드를 이동매칭으로 인증하는 과정을 예시를 들어 설명한 도면이다.
도 59는 본 발명의 일 실시예로서 가보사인변환으로 코무늬코드를 영역분할이동매칭으로 인증하는 과정을 예시를 들어 설명한 도면이다.
도 60은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드로 식별(일대다 매칭)하는 방법에 대해서 예시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예의 구성과 작용을 설명하며, 도면에 도시되고 설명되는 본 발명의 구성과 작용은 적어도 하나 이상의 실시예로서 설명되는 것이며, 이것에 의해 상기 본 발명의 기술적 사상과 그 핵심 구성 및 작용이 제한되지는 않는다. 따라서 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 동물 개체 인식장치의 핵심 구성 요소에 대하여 다양한 수정 및 변형이 적용 가능할 것이다.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "포함" 또는 "구성"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "포함" 또는 "구성"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서는 서로 다른 도면에서는 용이한 이해를 위하여 동일한 구성요소인 경우에도 서로 다른 도면 부호를 부여한다.

또한 본 발명에서는 인식이라는 뜻으로 일반적으로 사용하는 Verification, Identification, Recognition 용어를 구분해서 사용한다. 이는 구분해서 사용하지 않으면 다른 뜻임에도 불구하고 동일한 의미로 혼돈을 일으킬 수도 있기 때문에, 이를 방지하기 위해서다. 구체적으로 살펴보면, 일대일(1:1)매칭의 경우에는 인증(Verification)을 사용하며, 일대다(1:N)매칭의 경우에는 식별(Identification 또는 Searching)을 사용한다. 또한 위 인증과 식별을 포함한 전체 큰 시스템의 인식의 뜻으로는 Recognition을 사용한다(예를 들면 이미지인식부 등).

또한, 본 발명에서는 동물 코무늬를 가진 여러 종 중에서 실제로 여러 문헌에서 자주 언급되고, 주위에서 쉽게 볼 수 있는 대표적인 종으로 소, 사슴, 개, 고양이를 위주로 예시를 들었으며, 동물 종에 상관없이 적용하는 방식이 동일할 경우는 가장 설명하기 좋은 종을 예시로 설명을 한다. 따라서 비록 하나의 종을 예시로 들더라도 소, 사슴, 개, 고양이는 물론 동물 코무늬를 가진 모든 동물도 예시로 든 종과 동일한 방법으로 적용이 가능한 것으로 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 발명에서는 동물 코무늬는 코무늬 염주형상과 코무늬 골형상을 가지고 있는 무늬를 뜻하며, 같은 종이라도 몸 크기에 따라 코 부위의 크기가 다르면 코무늬 크기가 달라지는 특성이 있다.

[실시예]

본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용에 대하여 살펴본다.

본 발명은 코무늬가 식별가능한 동물들의 코무늬를 이용하여 인식 대상 동물 개체(이하 “피인식동물”이라 한다)를 인식하는 장치와 방법에 관한 것으로서, 동물 개체를 인식(Recognition)하기 위해 필요한 식별 가능한 코무늬의 이미지(이하 Nose-Pattern Image, “코무늬이미지”라 한다)를 획득하기 위해 동물 개체의 움직임을 고정하는 것을 수행하는 보조장치(이하 “동물모션고정부”라 한다)와 동물모션고정부에 의해 움직임이 고정된 동물 개체의 코무늬이미지를 촬영하여 이를 획득함을 수행하는 이미지 획득 장치(이하 “이미지획득부”라 한다)와 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지를 노이즈 제거, 이미지 선명도 보강 등의 기법을 통해 보정한 이미지(Augmented Nose-Pattern Image, 이하” 보정코무늬이미지”라 한다)를 생성하거나, 코무늬이미지(또는 보정코무늬이미지)로부터 이미지코드(Nosecode, 이하 “코무늬코드”라 한다)를 생성, 등록, 인증 및 식별하는 장치(이하 “이미지인식부”라 한다)를 포함함을 특징으로 하는 동물들의 개체 인식장치 및 방법에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치의 개념도를 도시한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치(100)는 피인식동물을 인식하기 위해 필요한 식별 가능한 코무늬이미지를 획득하기 위해 피인식동물의 자세를 고정하기 위한 동물모션고정부(101)와, 동물모션고정부(101)에 의해 자세가 고정된 피인식동물의 코무늬이미지를 촬영하여 이를 획득하는 이미지획득부(102)와, 이미지획득부(102)에서 획득한 코무늬이미지를 보정하거나, 코무늬이미지(또는 보정코무늬이미지)로부터 이미지 코드를 생성, 등록, 인증 및 식별하는 이미지인식부(103)를 포함하여 구성될 수 있다.

이미지획득부(102)는 후술될 이미지분석부를 포함할 수 있다. 또한 이미지분석부는 이미지인식부(103)에 포함될 수도 있다. 즉, 이러한 구성은 사용자의 요구 또는 설계자의 목적에 따라 다양한 변형이 가능하다.

다음은 상기에서 서술한 동물의 코무늬 모양에 대해서 설명한다.

대부분의 동물은 고유한 코무늬를 가지고 있는 것으로 알려져 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(사슴)의 코무늬의 모양을 예시로 도시한 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피인식동물 중 사슴의 코 부위를 이미지획득부에서 촬영한 것으로, 크게 콧구멍과 코무늬가 있는 영역으로 구성되어 있다. 코무늬의 촬영대상 영역은 표면에서 염주형상으로 솟은 부분인 비즈(beads, 이하 “코무늬 염주형상”이라 한다)와 비즈부분의 경계부분에 해당하는 릿지(ridge, 이하 “코무늬 골형상”이라 한다)들로 이루어져 있다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(개)의 코무늬의 모양을 예시로 도시한 것이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 피인식동물 중 개의 코 부위를 이미지획득부로 촬영한 것으로, 도 2의 사슴과 비교하여 크기는 다르지만 모양은 코무늬 염주형상과 코무늬 골형상들로 이루어져 있다.

상기 도 2, 도 3에서 도시된 바와 같이, 사슴의 경우는 소와 마찬가지로 코무늬 염주형상이 매우 크며, 개는 고양이와 같이 소, 사슴에 비해서 크기가 상대적으로 매우 작은 코무늬 염주형상을 가지고 있다.

또한 같은 종이라도 몸 크기에 따라 코 부위의 크기가 다르면 코무늬 크기가 달라지는 특성이 있다. 따라서 동물의 코무늬를 획득하여 인식하기 위해서는 동물의 종(species)과 품종(breed)에 따라 코무늬 크기다 달라지는 특성을 고려한 방법과 장치가 필요하다.

다음은 상기에서 서술한 동물의 코무늬를 획득하는 대상 부위인 코 부위의 생리적 특징에 대하여 살펴본다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 동물의 코 부위의 생리적인 특징인 물기로 덮인 부위가 빛에 반사된 영상을 예시로 도시한 것이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 동물의 코 부위가 물기로 젖어 있는 것을 보여주고, 실제로 수의학적으로도 건강한 동물의 코에는 일상생활 중 대부분은 물기(수분)가 있다고 알려져 있다. 따라서 기존의 전통적인 방식과 동일하게 잉크 없이 유리나 종이와 같은 재질을 코의 부위에 갖다 댈 경우에는 코의 물기로 인하여 탁본한 이미지가 번지거나 코의 물기가 비문과 함께 두드러지게 나타날 가능성이 높다는 문제점이 있다.

또한 이미지를 촬영할 경우 코의 물기로 인하여 적외선에 해당하는 영역의 빛이 흡수되거나 물기로 인한 빛반사가 나타날 수 있는 문제점이 있다. 따라서 동물의 코무늬를 인식하기 위해서는 이를 고려하여 코무늬 염주형상과 코무늬 골형상을 선명하게 획득할 수 있는 방법과 장치가 필요하다.

다음은 동물의 코무늬를 획득하기 위해서 고려되어야 할 동물의 신체 특징에 대하여 살펴본다.

동물의 종에 따라, 같은 종에서도 품종에 따라 코의 전체 크기가 다르고, 코의 길이도 다르며, 다리의 길이와 얼굴의 크기도 다르다. 따라서 동물의 코무늬 획득시에 이를 고려한 방법과 장치가 필요하다.

다음은 동물의 코무늬를 획득하기 위해서 고려되어야 할 동물의 성격에 대하여 살펴본다. 동물은 동일한 품종이라도 개체별로 성격이 다르다. 실제로 코무늬를 획득하기 위한 작업을 수행할 경우, 예외적으로 매우 온순한 성격의 개체를 만났을 경우에는 쉽게 수행할 수 있지만, 대부분의 개체는 새로운 작업도구나 검사자에 대해서 겁이 많거나 두려워하여 이를 피하기 위해서 저항하거나 반대로 공격적인 행동을 할 수 있어 사육자나 전문가의 도움이 있더라도 작업 수행에 많은 어려움이 발생할 수 밖에 없다.

예를 들면 이미지 획득 작업 자체를 거부하여 움직이지 않거나, 빛에 대한 거부감으로 고개를 돌리는 행동을 하며, 심하게는 작업도구나 검사인력에 대한 공격적인 행동으로 인하여 작업의 안전에 심각한 영향을 미치기도 한다. 따라서 동물의 코무늬를 인식하기 위해서는 이를 고려한 방법과 장치가 선행되어야 한다.

다음은 상기 기술한 동물의 특성을 고려한 동물 개체 인식장치의 기술적 구성에 대하여 살펴본다.

도 1에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치는 피인식동물을 인식하기 위해 필요한 식별 가능한 코무늬이미지를 획득하기 위해 피인식동물의 움직임을 고정하는 것을 수행하는 동물모션고정부와 동물모션고정부에 의해 동물의 움직임이 고정된 피인식동물의 코무늬이미지를 촬영하여 이를 획득하는 이미지획득부와 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지를 보정하거나, 코무늬이미지(또는 보정코무늬이미지)로부터 코무늬코드를 생성, 등록, 인증 및 식별하는 이미지인식부를 포함하여 구성할 수 있다.

동물모션고정부는 다양한 종류의 동물의 코무늬이미지를 촬영하는 동안 동물이 움직이지 못하도록 고정하는 장치 전체를 의미하며, 이미지획득부는 본 발명에 따라 다양한 종류의 동물로부터 코무늬이미지를 획득하기 위한 소프트웨어 및 하드웨어를 포함하는 모든 장치들을 의미하며, 이미지인식부는 이미지인식을 위한 필요한 소프트웨어 및 하드웨어를 포함하는 모든 장치들을 의미한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치를 이용하여 실제로 피인식동물의 동물 개체 인식을 수행함을 간략하게 예시한 도면이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 도 5에서 사용하는 동물 개체 인식장치의 형태를 쉽게 이해할 수 있도록 여러 측면에서 바라본 모양을 예시한 도면이다.

상기 도 5, 도 6을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 도 1에서 예시한 동물 개체 인식장치를 실제로 피인식동물에게 작업수행자가 어떻게 적용하는 지를 이해할 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부(701)와 이미지획득부(702) 및 이미지인식부(703)가 각각 독립된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 블록 구성도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부(801)와 이미지획득부(802)가 하나로 연동이 되고 이미지인식부(803)와 독립된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 블록 구성도이다.

또한 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득부(902)와 이미지인식부(903)가 하나로 연동되고 동물모션고정부(901)와 독립된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부(1001)와 이미지획득부(1002) 및 이미지인식부(1003)가 하나로 연동된 형태의 동물 개체 인식장치의 구성을 예시한 도면이다.

상기에서 서술한 바와 같이 동물 개체 인식장치는 동물의 종과 수행 장소 및 목적 및 필요 등에 따라, 동물모션고정부와 이미지획득부 및 이미지인식부가 하나로 구성될 수도 있으며, 또한 각 부분으로 독립되어 구성될 수도 있으며, 특정 부분이 같이 결합되어 구성될 수 있는 등 여러 가지 형태로 다양하게 변형이 가능하다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치의 수행방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 11에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치의 수행방법은 다음과 같은 순서로 진행한다. 동물 개체 인식을 위해서 피인식동물에 맞는 동물모션고정부를 선정한다(S1101). 선정된 동물모션고정부로 해당 피인식동물이 움직이지 못하도록 고정한다(S1102). 동물모션고정부에 의해 고정된 피인식동물의 코 부위는 코무늬이미지를 얻기 위하여 이미지획득부와 연결한 뒤(S1103), 이미지획득부로 피인식동물의 코무늬이미지를 획득한다(S1104). 이 때 획득한 코무늬이미지는 이미지인식부로 전달이 되거나, 이미지인식부에서 보정코무늬이미지로 변환될 수도 있다. 이미지획득부에서 획득한 뒤 전달된 코무늬이미지로부터 이미지인식부는 코무늬코드를 생성한다(S1105). 이미지인식부는 생성된 코무늬코드를 등록하고, 미리 사전에 등록된 코무늬코드와 인식을 위해 획득한 코무늬코드를 이용하여 피인식동물의 개체를 인증하고 식별한다(S1106).

도 11에서는 단계 S1101 내지 단계 S1106을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 11에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S1101 내지 단계 S1106 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양한 수정 및 변형이 적용 가능할 것이므로, 도 11은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

다음은 상기에서 기술한 동물모션고정부의 세부 구성에 대하여 살펴본다.

동물모션고정부는 상기에서 서술한 바와 같이 피인식동물의 움직임을 코무늬이미지를 획득하는 일정 시간 동안 정지시키는 것을 목적으로 한다.

일반적으로 이미지 획득 작업 시에 발생하는 작업 도구나 검사자의 접촉에 대하여 동물들은 대부분 우호적이지 않다. 검사 자체를 거부하여 움직이지 않거나, 빛에 대한 거부감으로 고개를 돌리는 행동을 하거나, 심하게는 공격적인 행동으로 위협을 가하기도 한다.

또한 작업 도중에 얼굴을 뒤로 빼거나 신체 일부분이 도구 등에 부딪치는 등의 예상치 못한 사고로 인하여 피인식동물이 다치기도 한다. 따라서 이러한 예상치 못한 행동과 사고로 인하여 작업의 난이도를 증가시키고, 경제적 비용의 증가를 가져올 수 있다.

또한 이미지획득부가 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻기 위해서는 일반적으로 피인식동물의 코 부위에서 렌즈를 바라보는 각도가 렌즈 정면 방향에서 크게 벗어나지 않아야 하며, 최대한 렌즈의 정면방향으로 위치해야 양호한 코무늬이미지를 획득할 수 있다. 앞에서 언급하였듯이, 피인식동물의 협조가 없는 상황에서 별도의 장치 없이 피인식동물이 이러한 조건들을 만족하도록 피인식동물의 자세를 정지시키는 것은 매우 어렵다.

따라서 동물모션고정부는 다음과 같이 4가지 필수 목적이 수행될 수 있도록 구성한다.

첫째는 피인식동물의 움직임이 동물의 코무늬이미지 획득에 필요한 시간 동안 정지되도록 하는 것이다.

두번째는 작업을 수행할 경우에 발생할 수 있는 검사인력 및 장비에 대한 안전이 확보되도록 하는 것이다.

세번째로 검사인력 및 장비뿐만 아니라 작업 수행의 대상인 피인식동물의 안전이 확보되도록 하는 것이다.

네번째로 코 부위를 고정하여 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 이미지획득부에서 쉽게 획득할 수 있도록 하는 것이다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

도 12에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 서술한 목적을 달성하기 위하여 동물모션고정부는 피인식동물의 자세를 고정함을 목적으로 하는 자세고정부(1201)를 포함하고 있으며, 피인식동물의 신체적 특징에 맞도록 자세고정부의 보폭 또는 높이 또는 평형을 조절하는 위치조절부(1202)를 추가하여 구성할 수도 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 자세고정부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

코무늬이미지를 획득할 경우에 단순히 얼굴부위(이하 “안면부위”)만 고정하면 가능하다고 생각하지만, 상기에서 서술한 바와 같이 동물 개체의 성격으로 인하여 피인식동물의 안면부위가 고정되더라도 얼굴을 뒤로 빼거나 발버둥치는 행동을 할 수 있다. 이로 인하여 피인식동물의 목(목덜미)이나 어깨 부위(이하 “상체부위”), 앞다리(발)나 뒷다리(발)(이하 “하체부위”라 한다)등이 심하게 움직일 수도 있다.

일반적으로 동물병원에서 수의사들이 검사나 수술 기타 다른 목적 등을 위해서 마취를 하지 않고 동물의 움직임을 최소화할 필요가 있을 경우에는 주로 등쪽 부위의 목(목덜미)이나 어깨 부위를 압박하거나 잡는다.

따라서 상체부위를 고정한 후 안면부위를 고정하여 이미지획득부가 인식에 필요한 코무늬이미지를 획득하는 시간 동안 피인식동물의 안면부위를 편안하게 올려놓을 수 있도록 하고, 안면부위의 움직임을 방지한다. 실제로 상체부위 및 안면부위가 고정이 된 경우에는 대부분의 동물은 움직임이 고정된다.

또한 하체부위를 이용한 움직임을 방지하기 위해서 앞발과 다리 부분을 고정할 필요가 있다. 특히 소나 사슴 같은 경우는 하체부위를 검사인력 및 장비에 사용할 경우, 피인식동물의 부상뿐만 아니라 검사인력 및 장비에도 안전에 심각한 위험이 발생할 수도 있다.

도 13에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 서술한 목적을 달성하기 위하여 자세고정부는 피인식동물의 상체부위를 고정함을 목적으로 하는 상체고정부(1301)와 안면부위를 고정함을 목적으로 하는 안면고정부(1302)를 포함하고 있으며, 피인식동물의 하체부위를 고정하는 하체고정부(1303)를 추가하여 구성할 수도 있다.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 위치조절부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

도 14에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자세고정부의 구성에 따라 위치조절부의 구성도 달라질 수 있다. 상체고정부(1401)는 피인식동물의 키에 맞도록 조절하기 위한 높이조절부(1404)가 추가 구성될 수 있으며, 하체고정부(1403)는 피인식동물의 보폭의 크기를 조절하기 위한 보폭조절부(1406)가 추가 구성될 수 있다.

또한 안면고정부(1402)는 이미지획득부와 평형을 맞추도록 피인식 동물의 안면부위를 조절하는 평형조절부(1405), 피인식동물의 크기(높이)에 맞도록 조절하는 높이조절부(1407)가 추가 구성될 수도 있다.

또한 자세고정부와 위치조절부는 피인식대상 동물 종의 몸 형태와 크기에 따라 상기에서 서술한 일부 부분이 추가되거나 제외되는 등의 여러 가지 형태로 구성될 수 있다.

다음은 상기에서 기술한 자세고정부에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 15는 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(소, 사슴)에 맞는 상체고정부와 하체고정부의 장치구성을 예시한 도면이며, 도 16은 본 발명의 일 실시 예에 따른 특정 동물 종(개, 고양이)에 맞는 상체고정부와 하체고정부의 장치구성을 예시한 도면이다. 앞서 서술한 바와 같이, 동물의 종에 따라 상체고정부와 하체고정부가 하나로 구성되거나, 또한 각 부분으로 독립되어 구성될 수도 있으며, 특정 부분이 같이 결합되어 구성될 수 있는 등 여러 가지 형태로 다양하게 변형이 가능하다.

상기 도 15, 도16에서 도시된 바와 같이, 동물(소와 사슴)의 상체고정부는 동물의 상체를 고정하는 장치로서, 피인식동물의 상체부위를 고정하는 상체고정부재(1501, 1601)와 상체고정부재를 고정시키는 역할을 하는 상체잠금부재(1502, 1602)로 구성된다.

또한 피인식동물의 상체를 고정시키는 상체고정부재에 압력을 가하는 역할을 하는 상체압력조절부재(1503, 1603)가 추가되어 구성될 수 있다.

상체고정부재(1501, 1601)는 상체부위를 덮는 커버 또는 상체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 등으로 구성될 수 있다. 커버는 쉽게 찢어지지 않은 합성섬유나 고무, 천 등의 재질로 구성되며, 피인식동물의 상체크기에 맞게 길이 조절이 가능한 벨트나 끈, 케이블 등으로 상체를 고정할 수 있다.

또한 피인식동물을 고정한 후 상체고정부재가 풀려지는 것을 방지하기 위해 상체고정부재를 잠그는 상체잠금부재(1502, 1602)는 수동식 잠금부재나 전자식 잠금부재 등으로 구성될 수 있다.

또한, 상체압력조절부재(1503, 1603)는 상체고정부재가 피인식동물의 상체를 압박할 수 있게 압력 등을 가압(상체고정부재의 부피와 길이를 줄이거나 공기 또는 액체를 주입)하는 압력주입기와 가한 압력을 모니터링 할 수 있는 압력계측부재로 구성될 수 있다.

또한 상기 도 15, 도16에서 도시된 바와 같이, 하체고정부는 동물의 하체를 고정하기 위한 것으로서, 피인식동물의 하체부위를 고정하는 하체고정부재(1504, 1604)와 하체고정부재를 고정시키는 역할을 하는 하체잠금부재(1505, 1605)로 구성된다.

또 한 피인식동물의 하체를 고정시키는 하체고정부재에 압력을 가하는 역할을 하는 하체압력조절부재(1506, 1606)가 추가되어 구성될 수 있다.

또 한 피인식동물의 하체 부위의 힘이 굉장히 세기 때문에 이를 고려하여 하체고정부를 지표면이나 작업도구의 특정위치에 고정할 수 있도록 하는 하체고정부 지지부재(1507, 1607)가 구성될 수도 있다.

하체고정부재(1504, 1604)는 하체부위를 덮는 커버 또는 하체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 등으로 구성될 수 있다. 커버는 쉽게 찢어지지 않은 합성섬유나 고무, 천 등의 재질로 구성되며, 피인식동물의 하체크기에 맞게 길이 조절이 가능한 벨트나 끈, 케이블 등으로 하체를 고정할 수 있다.

또한 피인식동물을 고정한 후 하체고정부재가 풀려지는 것을 방지하기 위해 하체고정부재를 잠그는 하체잠금부재(1505, 1605)는 수동식 잠금부재나 전자식 잠금부재 등으로 구성될 수 있다.

또한, 하체압력조절부재(1506, 1606)는 하체고정부재가 피인식동물의 상체를 압박할 수 있게 압력 등을 가압(하체고정부재의 부피와 길이를 줄이거나 공기 또는 액체를 주입)하는 압력주입기와 가한 압력을 모니터링 할 수 있는 압력계측부재로 구성될 수 있다.

또한 하체고정부 지지부재(1507, 1607)는 하체고정부를 지표면이나 작업도구의 특정위치에 고정시키는 하체지지부재와, 하체지지부재와 연결하는 연결부재로 구성될 수 있다. 하체지지부재와 연결부재는 종과 품종에 따라 고리모양을 비롯한 다양한 모양을 가질 수 있으며, 주로 철과 같은 금속재질은 물론 하체 고정부와 동일한 쉽게 찢어지지 않은 합성섬유나 고무, 천 등의 재질로 구성될 수 있다.

도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 안면고정부의 구성을 예시한 도면이다.

도 17에서 도시된 바와 같이, 안면고정부는 피인식동물의 안면부위를 올려놓는 거치대(1701)로 구성된다. 또한 피인식동물의 코부위를 고정하는 안면고정부재(1702)가 구성될 수 있다.

거치대(1701)는 나무나 플라스틱, 고무, 금속 등과 같은 다양한 재질로 구성되며, 피인식동물의 안면부위의 무게를 견디면서 안면부위의 턱 부위가 편안하게 밀착할 수 있도록 종과 품종에 따라 다양한 형태의 모양과 부착물을 가질 수 있다.

안면고정부재(1702)는 피인식동물의 코부위를 거치대만으로 정지시키지 못할 때 사용하며, 코 부위(또는 입 부위)를 덮는 커버 또는 코 부위(또는 입 부위)의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 등으로 구성될 수 있다. 커버는 쉽게 찢어지지 않은 합성섬유나 고무, 천 등의 재질로 구성되며, 피인식동물의 코 크기에 맞게 길이 조절이 가능한 벨트, 끈, 케이블 등으로 코부위를 고정할 수 있다.

또한 피인식동물을 고정한 후 안면고정부재가 풀려지는 것을 방지하기 위해 안면고정부재를 잠그는 안면잠금부재(1703)는 수동식 안면잠금부재나 전자식 안면잠금부재 등으로 구성될 수 있다.

또한 안면압력조절부재(1704)는 안면고정부재가 피인식동물의 코부위를 압박할 수 있게 압력 등을 가압(안면고정부재의 부피와 길이를 줄이거나 공기 또는 액체를 주입)하는 압력주입기와 가한 압력을 모니터링 할 수 있는 압력계측부재로 구성될 수 있다.

안면고정부는 안면고정부의 바닥을 지표면이나 작업도구의 특정위치에 고정시켜 피인식동물의 안면부위의 무게를 지지하는 지지대(1705)가 추가되어 구성될 수 있으며, 종과 품종에 따라 안면부위의 무게가 다르기 때문에, 무게를 지지할 수 있는 주로 철이나 암석 또는 나무와 같은 재질로 구성되며, 고리모양을 비롯한 다양한 모양을 가질 수 있다.

다음은 앞서 기술한 위치조절부에 대해서 상세하게 살펴본다.

위치조절부는 피인식동물의 신체적 특징을 고려하여 피인식동물이 최대한 편안한 자세를 유지할 수 있도록 자세고정부를 조절하는 장치로 높이조절부, 평형조절부, 보폭조절부로 구성된다.

도 18, 도 19, 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따라 동물 종에 따른 자세고정부와 위치조절부의 다양한 장치 구성을 도시한 것이다.

도 18에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(소)에 맞는 높이조절부(1801, 1804)는 상체고정부와 하체고정부를 연결할 경우에 피인식동물의 크키(높이)에 맞춰 길이를 조절하거나 안면고정부(거치대)를 피인식동물의 안면부위까지의 높이에 맞도록 조절하는 장치이다.

하체고정부와 상체고정부를 연결하는 높이조절부(1801)는 상체고정부와 하체고정부를 연결하는 벨트, 끈, 케이블 등으로 구성된 연결부재(1802)와, 연결부재의 길이를 조절하는 조절부재(1803)로 구성될 수 있다.

또한 안면고정부의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부(1804)는 안면고정부의 거치대와 바닥을 지지하는 지지대와 연결하는 연결부재(1805)와 연결부재의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부재(1806)로 구성될 수 있다.

또한 도 18에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(소)에 맞는 평형조절부(1807)는 안면고정부의 거치대에서 피인식동물의 안면이 이미지획득부를 정면으로 바라볼 수 있도록 하기 위해서 안면고정부의 거치대의 좌, 우, 상, 하를 조절하는 것이다.

평형조절부(1807)는 안면고정부의 거치대의 내측이나 외측에 설치되어 있으며, 수평을 감지하는 평형감지센서와 수평도를 표시하는 디스플레이부로 구성된다.

평형감지센서는 중력이 이동하는 방향을 감지하여 신호를 발생하는 중력센서, 기울기 변화를 감지하여 신호를 발생하는 자이로센서, 미세한 압력변화를 감지하여 신호를 발생하는 압력센서 등으로 구성될 수 있다.

또한 도 18에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(소)에 맞는 보폭조절부(1808)는 하체고정부에서 하체부위를 고정할 경우 동물의 종과 개체의 크기에 따라 보폭을 맞게 조절하는 장치로서, 하체고정부의 양쪽 하체 부분을 연결하는 벨트, 끈 및 케이블 등으로 구성된 연결부재(1809)와 연결부의 길이를 조절하는 조절부재(1810)로 구성될 수 있다.

도 19에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(사슴)에 맞는 높이조절부(1901, 1904)는 상체고정부와 하체고정부를 연결할 경우에 피인식동물의 크키(높이)에 맞춰 길이를 조절하거나 안면고정부(거치대)를 피인식동물의 안면부위까지의 높이에 맞도록 조절하는 장치이다.

하체고정부와 상체고정부를 연결하는 높이조절부(1901)는 상체고정부와 하체고정부를 연결하는 벨트, 끈, 케이블 등으로 구성된 연결부재(1902)와, 연결부재의 길이를 조절하는 조절부재(1903)로 구성될 수 있다.

또한 안면고정부의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부(1904)는 안면고정부의 거치대와 바닥을 지지하는 지지대와 연결하는 연결부재(1905)와 연결부재의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부재(1906)로 구성될 수 있다.

또한 도 19에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(사슴)에 맞는 평형조절부(1907)는 안면고정부의 거치대에서 피인식동물의 안면이 이미지획득부를 정면으로 바라볼 수 있도록 하기 위해서 안면고정부의 거치대의 좌, 우, 상, 하를 조절하는 것이다.

평형조절부(1907)는 안면고정부의 거치대의 내측이나 외측에 설치되어 있으며, 수평을 감지하는 평형감지센서와 수평도를 표시하는 디스플레이부로 구성된다.

평형감지센서는 중력이 이동하는 방향을 감지하여 신호를 발생하는 중력센서, 기울기 변화를 감지하여 신호를 발생하는 자이로센서, 미세한 압력변화를 감지하여 신호를 발생하는 압력센서 등으로 구성될 수 있다.

또한 도 19에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(소)에 맞는 보폭조절부(1908)는 하체고정부에서 하체부위를 고정할 경우 동물의 종과 개체의 크기에 따라 보폭을 맞게 조절하는 장치로서, 하체고정부의 양쪽 하체 부분을 연결하는 벨트, 끈 및 케이블 등으로 구성된 연결부재(1909)와 연결부의 길이를 조절하는 조절부재(1910)로 구성될 수 있다.

도 20에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(개, 고양이)에 맞는 높이조절부(2001)는 상체고정부와 하체고정부를 연결할 경우에 피인식동물의 크키(높이)에 맞춰 안면고정부(거치대)를 피인식동물의 안면부위까지의 높이에 맞도록 조절하는 장치이다.

개나 고양이와 같은 특정 종의 경우에는 하체고정부가 안면고정부의 거치대와 같이 구성될 수 있다. 이 때에는 조절부재가 안면고정부의 거치대의 정면이나 윗부분에 구성될 수 있다.

안면고정부의 높이를 조절하는 높이조절부(2001)는 안면고정부의 거치대와 바닥을 지지하는 지지대와 연결하는 연결부재(2002)와 연결부재의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부재(2003)로 구성될 수 있다.

도 20에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(개, 고양이)에 맞는 평형조절부(2004)는 안면고정부의 거치대에서 피인식동물의 안면이 이미지획득부를 정면으로 바라볼 수 있도록 하기 위해서 안면고정부의 거치대의 좌, 우, 상, 하를 조절하는 것이다.

평형조절부(2004)는 안면고정부의 거치대의 내측이나 외측에 설치되어 있으며, 수평을 감지하는 평형감지센서와 수평도를 표시하는 디스플레이부로 구성된다.

평형감지센서는 중력이 이동하는 방향을 감지하여 신호를 발생하는 중력센서, 기울기 변화를 감지하여 신호를 발생하는 자이로센서, 미세한 압력변화를 감지하여 신호를 발생하는 압력센서 등으로 구성될 수 있다.

도 20에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 특정 동물 종(개, 고양이)에 맞는 보폭조절부(2005)는 하체고정부에서 하체부위를 고정할 경우 동물의 종과 개체의 크기에 따라 보폭을 맞게 조절하는 장치로서, 하체고정부의 양쪽 하체 부분을 연결하는 벨트, 끈 및 케이블 등으로 구성된 연결부재(2006)와 연결부의 길이를 조절하는 조절부재(2007)로 구성될 수 있다.

다음은 상기에서 서술한 동물모션고정부의 수행방법에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 21은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부의 수행방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 21에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부의 수행방법은 다음과 같은 순서로 진행한다. 동물 개체 인식을 위해서 피인식동물에 맞는 동물모션고정부를 선정한다(S2101). 이 때 대상 동물의 전체 크기, 다리 길이, 발 크기, 얼굴크기, 코 위치 등을 고려하여 선정하다. 선정한 동물모션고정부 중에서 먼저 상체고정부를 피인식동물에 설치한다(S2102). 설치된 상체고정부로 피인식동물의 상체를 고정시킨다(S2103). 이 때 피인식동물의 어깨 둘레의 길이에 맞춰 상체고정부재와 상체압력조절부재를 통하여 상체고정부재의 길이와 가하는 압력을 조절한다. 상체고정부에 의해 상체부위가 고정된 피인식동물에 하체고정부를 설치한다(S2104). 이 때 설치한 하체고정부를 이용하여 피인식동물의 하체부위를 고정시킨다(S2105). 이 때 피인식동물의 발이나 다리 둘레길이에 맞춰 하체고정부재와 하체압력조절부재를 통하여 하체고정부재의 둘레 길이와 가하는 압력을 조절한다. 또한 보폭조절부를 이용하여 피인식동물의 보폭에 맞도록 조절하며, 상체고정부와 하체고정부를 연결할 필요가 있을 경우에는 높이조절부를 이용하여 피인식동물의 키를 고려하여 높이를 조절한다. 상체고정부와 하체고정부에 의해 고정된 피인식동물에 안면고정부를 설치한다(S2106). 설치한 안면고정부를 이용하여 피인식동물의 안면부위를 고정시킨다(S2107). 이때 높이조절부를 이용하여 안면부위까지의 높이를 조절하며, 평형조절부를 이용하여 피인식동물의 코 부위가 이미지획득부와 최대한 정면방향으로 위치할 수 있도록 조절한다.

도 21에서는 단계 S2101 내지 단계 S2107을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 21에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S2101 내지 단계 S2107 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양한 수정 및 변형이 적용 가능할 것이므로, 도 21은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

다음은 이미지획득부의 세부 구성에 대하여 살펴본다.

이미지획득부는 상기에서 서술한 바와 같이 피인식동물의 코무늬이미지를 촬영하고, 획득함을 목적으로 한다. 일반적으로 피인식동물의 종에 따라 코무늬가 다르며, 코무늬의 모양인 코무늬 염주형상과 코무늬 골형상의 크기도 매우 다르다. 또한 동물의 종에 따라, 같은 동물 종에서도 품종에 따라 코의 전체 크기가 다르고, 코의 길이도 다른 신체적 특징을 지니고 있다. 따라서 디지털 카메라 또는 캠코더 사용법을 훈련 받지 않은 비전문가들이 이들 장치를 사용하여 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하기가 매우 어렵다는 문제점이 있다.

또한 수의학적으로 건강한 동물의 코는 대부분 물기로 젖어 있어서, 이로 인하여 이미지를 촬영할 경우 코의 물기로 인하여 적외선에 해당하는 영역의 빛이 흡수되거나 물기로 인한 빛 반사가 나타날 수 있는 문제점이 있다.

따라서 이미지획득부는 6가지 필수 목적이 수행될 수 있도록 구성된다.

첫째는 기존의 방법과 달리 피인식동물의 코무늬가 있는 부위를 직접 접촉하지 않고 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 것이다.

둘째는 피인식동물의 종에 따라 다른 코무늬를 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 것이다.

셋째는 피인식동물의 코의 신체적 특징과 상관없이 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 것이다.

넷째는 물기를 고려한 광원을 선택하여 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 것이다.

다섯째는 물기로 인한 빛 반사를 고려한 간접조명을 선택하여 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 것이다.

여섯째는 상기 5가지 목적을 달성하기 위해서 비 전문가도 손쉽게 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 획득하는 것이다.

도 22는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

도 22에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득부는 피인식동물의 코무늬이미지를 촬영함을 목적으로 하는 이미지촬영부(2201)로 구성되며, 이미지촬영부에서 촬영한 코무늬이미지를 분석하고, 획득하는 것뿐만 아니라 이러한 과정에서 발생하는 일련의 각종 정보와 신호를 관리하는 이미지분석부(2202)를 추가하여 구성할 수도 있다.

도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지촬영부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

도 23에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지촬영부는 피인식동물의 코무늬이미지를 촬영하는 촬영부(2301), 피인식동물의 코무늬이미지 촬영 시 코무늬의 특징 및 신체적 특징에 맞춰서 화각(Field of view)과 피인식동물의 코 부위와의 거리를 조절하고, 외부 빛을 차단하는 역할을 수행하는 촬영가이드부(2302)로 구성된다.

또한 코의 물기를 고려한 광원 및 빛 반사를 조절하기 위해서 간접조명을 사용하는 조명부(2303)가 추가되어 구성될 수 있다.

도 24와 도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 거리조절모듈의 거리조절원리에 따라 촬영부의 장치구성을 예시한 도면이다.

도 24에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부는 코무늬이미지를 직접 촬영하는 장치로서, 하나 이상의 다수의 렌즈로 구성되어 있는 렌즈모듈(2401)(이하 “렌즈모듈”이라 한다)과 코무늬이미지가 맺히는 메가 픽셀의 CMOS, CCD 등의 이미지 센서(2402)(이하 “센서”라 한다), 화각과 초점 조절을 하기 위해서 렌즈모듈과 센서를 움직여 촬영가이드부(2404)내의 렌즈와의 거리, 렌즈모듈과 센서까지의 거리를 조절하는 거리조절장치(2403) (이하 “거리조절모듈”라 한다)로 구성될 수 있다.

거리조절모듈(2403)은 렌즈모듈 또는 렌즈모듈 내의 다수의 렌즈를 이동시키기 위한 소형 회전모터가 장치 일측에 고정 설치되고, 회전모터의 회전축에 기어가 체결되며, 상기 모터의 회전축에 설치된 기어와 체결되어 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환하는 랙기어로 구성될 수 있다.

또한 랙기어에 의하여 직선왕복운동을 하는 렌즈모듈(2401)과 센서(2402)를 항상 일정한 위치에서 직선왕복운동을 할 수 있도록 안내하는 가이드레일이 구성될 수도 있다.

또한 도 25에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈모듈(2501)과 센서(2502)는 고정되어 움직이지 않고 렌즈모듈 내의 렌즈들간의 거리를 조절하는 거리조절모듈(2503)로 구성된 촬영부가 구성될 수 있다.

도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영가이드부의 장치구성을 예시한 도면이다.

도 26에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영가이드부는 동물의 코 부위가 촬영가이드부 내부로 들어갈 때 코의 둘레 부분의 피부와 접촉하는 커버(2601)와 화각을 조절하는 화각조절렌즈(2603)와 피인식동물의 코 부위와 화각조절렌즈(2603)와의 거리를 조절하는 가이드바디(2602)로 구성된다. 커버(2601)와 화각조절렌즈(2603) 및 가이드바디(2602)는 동물의 종에 따라 다르게 구성될 수 있다.

커버(2601)는 동물의 코 둘레 부분이 피부와 접촉하는 부위를 덮는 장치로서, 외부로부터 빛이 들어가지 않도록 빛을 차단하는 색깔(검정색과 같은 어두운 색 계통)을 가지며, 피인식동물이 싫어하지 않는 합성섬유나 고무, 천, 플라스틱 등의 재질로 구성된다.

또한 커버는 동물의 종에 따라 좋아하는 냄새가 배여 있도록 구성될 수 있으며, 커버를 쉽게 바꾸기 위해서 몸체와 쉽게 분리가 가능하도록 탈착형으로 구성될 수 있다.

화각조절렌즈(2603)는 개를 기준으로 개에 비해 코 부위 영역이 큰 종의 피인식동물은 화각조절렌즈를 축소렌즈로, 코 부위 영역이 작은 피인식동물은 확대렌즈로, 개와 비슷한 크기의 코부위를 가진 피인식동물은 표준렌즈로 구성된다.

본 발명에서 상기 기술한 표준렌즈는 코무늬이미지에서 개의 코 부위의 영역이 인식이 가능하도록 필요한 영역을 캡쳐할 수 있도록 하는 단수 또는 다수의 화각조절렌즈들을 말하며, 축소렌즈와 확대렌즈는 표준렌즈를 기준으로 화각의 범위가 축소(예를 들어 광각렌즈) 또는 확대가 된 렌즈(예를 들어 접사렌즈)를 뜻한다.

가이드바디(2602)는 외부에서 들어오는 빛을 차단하는 외측부와 동물의 코 부위가 들어오는 내측부로 구성되어 있는데, 내측부에는 조명부가 구성될 수 있다. 가이드바디의 길이에 따라 화각조절렌즈와 피인식동물의 코 부위까지의 거리가 조절되며, 실험을 통해 얻은 화각조절렌즈의 종류에 맞는 최적의 길이가 적용되어 구성될 수 있다.

또한 도 26에 도시된 바와 같이, 화각조절렌즈의 종류와 가이드바디의 길이를 실험을 통해 각 동물 종에 가장 적합하도록 설계가 된 촬영가이드부를 사전에 제작하여 동물 종에 따라서 탈착하여 사용하도록 구성 될 수 있다.

도 27은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명부의 구성을 예시한 도면이다.

도 27에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 조명부는 코 부위의 물기로 인해 발생할 수 있는 빛의 흡수와 피부조직의 손상과 같은 부차적인 문제를 고려한 종의 특징에 맞는 특정파장영역의 광원만을 사용하는 광원(2701)과 직접조명을 사용하지 않고 간접조명을 사용하기 위해 조명이 진행하는 공간인 조명통로부재(2703)와 코 부위의 물기로 인한 빛 반사를 줄이기 위한 특수 재질의 막을 통하여 간접조명을 하는 반사조절부재(2702)로 구성된다. 광원(2701)과 반사조절부재(2702) 및 조명통로부재(2703)는 동물의 종에 따라 다르게 구성될 수 있다.

광원(2701)은 광량이 조절가능하고, 코의 물기로 인하여 적외선에 해당하는 영역의 빛이 흡수되거나 피부조직의 손상을 가져올 수도 있는 자외선의 파장 영역대를 피하고, 종의 코무늬 특징에 맞도록 특정파장영역의 광원을 사용한다. 광원의 종류는 본 발명에서는 상기 서술한 취지에 부합되는 한 어떤 광원을 사용해도 무방하다.

반사조절부재(2702)는 광량 조절이 가능한 광원과 광원에서 나온 빛을 일부 흡수 또는 반사하고 남은 일부를 투과시켜, 촬영가이드부 내측에 들어온 피인식동물의 코 부위 전체에 투과된 빛으로 간접조명을 한다. 이 때 흡수되거나 반사 및 투과되는 빛의 양은 한지, 반투명 트레이싱지, 유리재질과 같은 특수 재질의 막 중에서 선택하여 조절할 수 있으며, 반사조절부재에 사용되는 재질의 막은 조명통로부재(2703) 내부의 공간도 사용될 수 있다.

조명통로부재(2703)는 피인식동물의 코 부위에 광원이 직접 빛을 비추는 직접조명 대신에 광원에서 나온 빛이 조명통로부재를 통하여 반사되거나 흡수되어 반사조절부재에서 일부 빛을 투과하는 간접조명을 사용하기 위해서, 내부에는 반사조절부재에 사용되는 재질의 막 중에서 선택하여 조합한다.

다음은 상기에서 기술한 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻기 위해서 이미지촬영부에서 수행하는 방법에 대해서 상세하게 살펴본다.

일반적으로 카메라에서 높은 품질의 이미지를 얻기 위해서 카메라의 피사계의 심도(Depth of Field)를 조절해야 하는데, 대표적으로 조리개 밝기조절, 화각조절, 초점(거리)조절, 피사체와의 초점(거리)조절이 필요하다.

도 28은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻기 위한 이미지촬영부의 방법에 대해서 예시한 도면이다.

도 27에서 도시된 바와 같이, 이미지촬영부(2801)에서는 다양한 방법을 통하여 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻는다.

촬영부(2802)에서는 거리조절모듈(2805)을 이용해서 화각과 초점(거리)을 조절한다. 촬영부(2802)에서는 화각과 초점(거리)조절을 위해서 (A)렌즈모듈(2811) 또는 센서(2812)를 이동시키거나, (B)렌즈모듈(2811)과 센서(2812)는 고정시키고 렌즈모듈 내의 렌즈들(다수의 렌즈)(2813)을 이동시킨다.

촬영가이드부(2803)는 화각조절렌즈(2806)를 이용해서 화각을 조절하고, 가이드바디(2807)의 길이를 종에 따라 바꾸어 화각조절렌즈(2806)와 렌즈모듈(2815)사이의 거리를 맞춰 초점(거리)을 조절한다.

조명부(2804)는 광원(2808)을 종의 코무늬 특징에 맞는 특정파장영역의 광원을 사용하고, 조명통로부재(2809)와 반사조절부재(2810)를 사용하여 간접조명을 사용하며, 간접조명을 이용해서 빛 반사를 방지하여 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻는다.

다음은 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻기 위해서 촬영부에서 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

(A) 렌즈모듈 또는 센서를 이동시켜 조절하는 방법에 대하여 살펴본다.

도 29는 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부의 렌즈모듈(2901) 또는 센서(2902)를 이동시켜 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 29에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화각과 초점(거리)을 조절하기 위해서 렌즈모듈(2901)와 센서(2902)를 각각 단독으로 또는 렌즈모듈(2901)과 센서(2902)를 함께 거리조절모듈에 의해 직선왕복운동을 하도록 한다.

렌즈모듈 또는 센서의 움직임으로 인해 렌즈모듈(2901)과 센서(2902)까지의 거리(a)와 렌즈모듈과 촬영가이드부(2903)는 촬영가이드부 내의 화각조절렌즈까지의 거리(b)가 변하게 되며, 이를 통하여 화각과 초점(거리)을 조절하게 된다. 한편 촬영가이드부(2903)의 길이(c)는 피인식동물의 종에 맞춰 사전에 정해져 있어, 고정된 값을 가지게 되며, 렌즈모듈 내의 렌즈들(2904)간의 거리(d1, d2)도 고정되어 있다.

또한 거리조절모듈이 렌즈모듈(2901)을 단독으로 또는 센서(2902)와 함께 직선왕복운동을 하여 a와 b의 값을 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한 a와 b의 값은 비전문가도 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 쉽게 얻을 수 있도록 이미지분석부에 의해서 동물의 종에 맞춰서 사전에 설정된 값(이하 “기준설정값”)에 맞춰 설정하고 이를 기준으로 일정한 범위 내에서 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

(B) 렌즈모듈 내의 렌즈들(다수의 렌즈)을 이동시켜 조절하는 방법에 대하여 살펴본다.

도 30은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영부의 렌즈모듈 내의 렌즈들을 이동시켜 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 30에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 화각과 초점(거리)을 조절하기 위해서 렌즈모듈 내의 렌즈들(3004)을 거리조절모듈에 의해 직선왕복운동을 하도록 한다. 렌즈모듈 내의 다수의 렌즈의 움직임으로 인해 렌즈모듈 내의 렌즈들(3004)간의 거리(d1, d2)가 각각 변하게 되며, 이를 통하여 화각과 초점(거리)을 조절하게 된다.

한편 촬영가이드부(3003)의 길이(c)는 피인식동물의 종에 맞춰 사전에 정해져 있어, 고정된 값을 가지게 되며, 렌즈모듈(3001)과 센서(3002)까지의 거리(a)와 렌즈모듈과 촬영가이드부(3003)내의 화각조절렌즈까지의 거리(b)도 고정되어 있다.

또한 거리조절모듈이 렌즈모듈 내의 렌즈들(3004)과 함께 움직여 렌즈들(다수의 렌즈)을 직선왕복운동을 하여 d1, d2의 값만 각각 조절할 수 있도록 구성될 수 있다.

또한 a와 b의 값은 비전문가도 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 쉽게 얻을 수 있도록 이미지분석부에 의해서 기준설정값으로 고정되도록 설정될 수 있다.

다음은 이미지인식부에서 인식이 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻기 위해서 촬영가이드부에서의 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

촬영가이드부에서는 화각과 초점거리 조절을 위해서 화각조절렌즈와 가이드바디의 길이를 사용한다.

도 31, 도 32, 도 33은 특정 동물 종(소, 사슴, 개, 고양이)에 맞도록 촬영가이드부의 화각조절렌즈와 가이드바디의 길이를 조절하여 화각과 초점(거리)을 조절하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.

화각조절렌즈는 개를 기준으로 개에 비해 코 부위 영역이 큰 종의 피인식동물은 화각조절렌즈를 축소렌즈로, 코 부위 영역이 작은 피인식동물은 확대렌즈로, 개와 비슷한 크기의 코부위를 가진 피인식동물은 표준렌즈로 구성된다.

또한 가이드바디의 길이를 동물의 종에 따라 달리하여 피인식동물의 코 부위(피사체)와의 초점(거리)을 조절하도록 구성될 수 있다.

(A) 코 부위의 영역이 큰 동물 종(소나 사슴)

도 31에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코 부위의 영역이 큰 동물 종의 경우에는 개의 경우에 사용하는 표준렌즈를 사용할 경우에 화각이 좁아져서 획득한 코무늬이미지의 캡쳐범위가 작아지며, 이미지인식부에서 이를 인식할 수가 없거나 인식율이 떨어진다. 따라서 코 부위가 큰 동물 종에 맞도록 화각과 초점(거리)을 조절하기 위해서 화각조절렌즈(3101)를 축소렌즈로, 피인식동물의 코 부위(피사체)와의 초점(거리)을 조절하기 위해 초점(거리)에 맞도록 길이가 사전에 설정된 가이드바디(3102)를 사용한다.

또한 가이드바디(3102)의 길이(c)가 변하기 때문에, 촬영부에서 렌즈모듈(3103)과 센서(3104)까지의 거리(a)와 렌즈모듈(3103)과 촬영가이드부 내의 화각조절렌즈(3101)까지의 거리(b)도 같이 조절할 수 있다.

(B) 코 부위의 영역이 개와 비슷한 동물 종

도 32에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코 부위의 영역이 개와 비슷한 경우에 축소렌즈를 사용할 경우에 화각이 넓어져서 획득한 코무늬이미지의 캡쳐범위가 코 부위에서 너무 벗어나 이미지인식부에서 인식할 수가 없거나 인식하더라도 오류가 발생할 가능성이 매우 높다. 반대로 확대렌즈를 사용할 경우에 화각이 좁아져서 코무늬이미지의 캡쳐범위가 작아지며, 이미지인식부에서 이를 식별할 수가 없다. 따라서 코 부위가 개와 비슷한 동물 종에 맞도록 화각과 초점(거리)을 조절하기 위해서 화각조절렌즈(3201)를 표준렌즈로 사용하고, 피인식동물의 코 부위(피사체)와의 초점(거리)을 조절하기 위해 초점(거리)에 맞도록 길이가 사전에 설정된 가이드바디(3202)를 사용한다.

또한 촬영가이드부의 길이(c”)가 변하기 때문에, 촬영부에서 렌즈모듈(3203) 센서(3204)까지의 거리(a”)와 렌즈모듈(3203)과 촬영가이드부 내의 화각조절렌즈(3201)까지의 거리(b”)도 같이 조절할 수 있다.

(C) 코 부위의 영역이 작은 동물 종(고양이)

도 33에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코 부위의 영역이 작은 동물 종의 경우에 표준렌즈를 사용할 경우에 화각이 넓어져서 획득한 코무늬이미지의 캡쳐범위가 코 부위에서 너무 벗어나 이미지인식부에서 식별할 수가 없거나 식별하더라도 오류가 발생할 가능성이 매우 높다. 따라서 코 부위가 작은 동물 종에 맞도록 화각과 초점(거리)을 조절하기 위해서 화각조절렌즈(3301)를 확대렌즈로, 피인식동물의 코 부위(피사체)와의 초점(거리)을 조절하기 위해 초점(거리)에 맞도록 길이가 사전에 설정된 가이드바디(3302)를 사용한다.

따라서 촬영가이드부의 길이(c""가 변하기 때문에, 촬영부에서 렌즈모듈(3303)와 센서(3304)까지의 거리(a"")와 렌즈모듈(3303)과 촬영가이드부 내의 화각조절렌즈(3301)까지의 거리(b"")도 같이 조절한다.

도 34는 동일한 피인식동물(개)을 본 발명의 일 실시예에 따라 각각 다른 촬영가이드를 사용하여 찍은 이미지를 예시한 도면이다. 첫번째 이미지는 코 부위의 영역이 작은 동물 종(고양이)에 맞는 촬영가이드부를 사용하여 찍은 이미지이고, 두번째 이미지는 코 부위의 영역이 개와 비슷한 동물 종에 맞는 촬영가이드부를 사용하여 찍은 이미지이며, 세번째 이미지는 코 부위의 영역이 큰 동물 종(소, 사슴)에 맞는 촬영가이드부를 사용하여 찍은 이미지이다. 이 도면은 동물 종에 맞는 촬영가이드를 사용하는 것이 매우 중요하다는 사실을 예시한 도면이다.

도 34에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물(개)의 코 부위의 영역을 고양이에 맞는 촬영가이드부로 촬영했을 때는 코무늬가 있는 부분 중에 일부분만 획득된다. 개에 맞는 촬영가이드부로 촬영했을 때는 코무늬이미지가 전부 획득이 되며, 소나 사슴에 맞는 촬영가이드부로 획득했을 때는 얼굴부위의 범위까지 획득이 된다. 따라서 동일한 피인식동물(개)일지라도 촬영가이드부가 달라짐에 따라 획득하는 코무늬이미지의 범위가 다름을 알 수 있다. 화각의 비교를 쉽게 할 수 있도록 도 34에서는 사람 어른 손가락(스케일 비교)을 같이 찍었다.

다음은 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 얻기 위해서 앞서 기술한 조명부에서의 조명과 빛 반사를 조절하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

도 35는 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물(개)의 코무늬이미지를 일반적인 카메라의 조명방식(직접조명)과 조명부의 조명방식(간접조명)을 이용하여 획득한 것을 비교 예시한 도면이다.

조명부에서는 도 35에서와 같이 간접조명을 사용하여 빛 반사를 조절하기 위해서 광원과 조명통로부재와 반사조절부재를 사용한다. 조명부는 코의 물기로 인하여 적외선에 해당하는 영역의 빛이 흡수되거나 피부조직의 손상을 가져올 수도 있는 자외선의 파장 영역대를 피하고, 종의 특징에 맞는 특정파장영역의 광원과 간접조명을 사용하는 것이 바람직하다.

도 35에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물(개)의 코무늬이미지를 획득하기 위해서 일반카메라의 플래시를 이용한 직접조명으로 코무늬이미지를 획득한 경우에는 코 부위의 물기로 인하여 빛 반사가 심하게 일어나서 밝게 보이는 부분(흰 부분)이 많음을 알 수 있다. 이 부분은 나중에 이미지인식부에서 인식에 매우 큰 장애 요인으로 작용하기 때문에 가능하면 이러한 빛 반사가 없는 이미지를 획득하는 것이 인식율을 높이는데 도움이 된다.

반면, 간접조명으로 동일한 코무늬이미지를 획득한 경우에는 직접조명으로 코무늬이미지를 획득한 경우의 빛반사가 심하게 일어나는 부분에서도 빛반사가 거의 일어나지 않았음을 볼 수 있다.

또한 도 35에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물(개)의 코무늬이미지를 획득하기 위해서 일반카메라의 플래시를 이용한 직접조명으로 코무늬이미지를 획득한 경우에는 콧구멍의 영역이 주위 영역과 음영으로 구분이 안 되는 것을 볼 수 있다. 반면, 간접조명으로 동일한 코무늬이미지를 획득한 경우에는 직접조명으로 코무늬이미지를 획득한 콧구멍의 영역과 다르게 주위영역과 음영으로 확실히 구분이 되는 것을 볼 수 있다.

이 부분은 나중에 이미지인식부에서 인식할 때, 콧구멍 부분을 찾는 데 매우 큰 장애 요인으로 작용하기 때문에 가능하면 이러한 빛 반사가 없는 이미지를 획득하는 것이 인식율을 높이는데 도움이 된다.

다음은 상기에서 기술한 이미지분석부의 세부 구성에 대하여 살펴본다.

이미지분석부는 이미지촬영부에서 획득한 코무늬이미지를 분석하고, 획득하는 것뿐만 아니라 이러한 과정에서 발생하는 일련의 각종 정보와 신호를 관리하며, 이미지획득부뿐만 아니라 이미지인식부에 추가하여 구성될 수도 있다.

도 36은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지분석부를 개략적으로 나타낸 블록 구성도이다.

도 36에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지분석부는 주연산부(3601), 버퍼(3602), 참조 데이터베이스(DB)(3603), 통신부(3604)로 구성될 수 있다.

또한 이미지촬영부로 촬영한 피인식동물의 코무늬이미지를 볼 수 있도록 하여 사용자가 신속하게 양호한 코무늬이미지를 획득할 수 있도록 디스플레이부(3605)를 추가로 구성할 수 있다.

주연산부는 이미지촬영부에서 촬영하는 코무늬이미지들 중에서 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 선택한다.

다음은 상기 서술한 주연산부에서 이미지인식부에서 피인식동물의 인식이 가능하도록 양호한 코무늬이미지를 선택하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

이미지촬영부에서 다수의 코무늬이미지(이하 “코무늬스냅샷”이라 한다)를 얻은 후, 얻은 코무늬이미지 스냅샷 중에서 이미지인식부가 피인식동물의 인식(인증 및 식별)이 가능할 수 있도록, 촬영한 코무늬이미지를 측정항목(이하 “특성항목”이라 한다)에 따라 이미지의 품질(이하 “항목품질도”라 한다)을 계산하여, 항목품질도가 이미지분석부에 기 설정 저장된 코무늬이미지 품질에 대한 기준이 되는 임계값(이하 “기준품질도”라 한다)을 만족하는 이미지를 선택한다. 만약 코무늬이미지 스냅샷 중에서 기준품질도를 만족하는 코무늬이미지가 없는 경우는 전체 코무늬이미지 스냅샷을 버리고, 이미지촬영부로부터 새로운 코무늬이미지 스냅샷 촬영을 요청한다. 이러한 선택 과정에서는 촬영한 코무늬이미지 스냅샷의 각각의 코무늬이미지들에 대한 개별 특성항목의 기준품질도를 기준으로 코무늬이미지의 품질을 평가하는데, 예를 들면 이미지 상에 과도한 빛반사가 있는지(빛 반사 정도), 이미지가 선명한 지(선명도), 이미지의 명암(contrast)이 적합한지(명암비), 코무늬이미지 식별에 사용할 코무늬이미지 영역이 충분히 나타나 있는지(캡쳐 범위), 코무늬이미지 노이즈 정도 등을 평가하여 각각의 기준품질도를 모두 만족하는 코무늬이미지가 있으면 선택하고, 그렇지 않으면 코무늬이미지의 재촬영을 요청한다.

만약 각각의 기준품질도를 만족하는 코무늬이미지가 하나가 아닌 다수가 있을 경우에는 다수의 코무늬이미지 중에서 항목품질도를 평가한 값(이하 “종합품질도”라 한다)을 계산하여, 그 중에서 가장 높은 종합품질도를 가진 코무늬이미지를 선택한다. 이러한 코무늬이미지 평가 과정은 이미지분석부나 이미지인식부에서 이루어져 이미지 획득 과정에서 실시간으로 수행될 수 있다.

다음은 앞서 서술한 특성 항목에 대해서 상세하게 살펴본다. 특성 항목은 동물 종별 특성과 상관없는 일반적인 이미지 선택에 필요한 항목(A1-A3)과 동물 종별 특성과 관련 있는 항목(A4-A12)으로 구성되어 있다.

첫번째는 (A1)선명도(sharpness), (A2)명암비(contrast ratio), (A3)노이즈 레벨(noise level) 등이 있다. 두번째는 (A4)코무늬이미지 영역의 캡쳐 범위, (A5)빛 반사 정도, (A6)콧구멍의 위치, (A7)콧구멍 선명도, (A8)콧구멍 명암비, (A9)콧구멍 노이즈 정도, (A10)콧구멍과 관심영역 경계 선명도, (A11)콧구멍과 관심영역 경계 명암비, (A12)콧구멍과 관심영역 경계 노이즈 정도 등이 있다. 이외에도 동물 종별 특성에 따라 다양한 측정항목이 부가될 수도 있고, 상기 항목이 제외될 수도 있으며, 상기 항목들은 예시일 뿐이다(표 1 참조).

다음은 앞서 서술한 코무늬이미지를 선택하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

코무늬 스냅샷의 모든 코무늬이미지를 상기 각 항목들에 대하여 항목품질도를 측정한다. 이 때 항목품질도는 모두 수치로 표현된 값이며, 이들 측정 결과 수치들을 바탕으로 기 설정 저장되어 있는 기준품질도와 비교하여 코무늬이미지를 선택한다. 이 때 선택한 이미지가 단수가 아닌 다수일 경우에는 항목품질도가 기준품질도를 만족하는 다수의 코무늬이미지들의 종합품질도를 각각 계산하여 종합품질도가 가장 높은 이미지를 선택한다. 상기 종합품질도를 계산하는 방법은 항목품질도를 가중 합산하여 측정한다.

상기 종합품질도는 이미지의 선명도의 수치 값을 a1이라 하고, 이에 대한 가중치를 w1이라 하며, 이미지의 명암비의 수치 값을 a2이라 하고, 이에 대한 가중치를 w2이라 하며, 이미지의 노이즈레벨의 수치 값을 a3이라 하고, 이에 대한 가중치를 w3이라 하며, 코무늬이미지 영역의 캡쳐 범위의 수치 값을 a4이라 하고, 이에 대한 가중치를 w4라 하며, 빛 반사 정도의 수치 값을 a5라 하고, 이에 대한 가중치를 w5이라 하며, 콧구멍의 위치의 수치 값을 a6이라 하고, 이에 대한 가중치를 w6이라 하며, 콧구멍 선명도의 수치 값을 a7이라 하고, 이에 대한 가중치를 w7이라 하며, 콧구멍 명암비의 수치 값을 a8이라 하고, 이에 대한 가중치를 w8이라 하며, 콧구멍 노이즈 정도의 수치 값을 a9라 하고, 이에 대한 가중치를 w9이라 하며, 콧구멍과 관심영역 경계 선명도의 수치 값을 a10이라 하고, 이에 대한 가중치를 w10이라 하며, 콧구멍과 관심영역 경계 명암비의 수치 값을 a11이라 하고, 이에 대한 가중치를 w11이라 하며, 콧구멍과 관심영역 경계 노이즈 정도의 수치 값을 a12라고 하고, 이에 대한 가중치를 w12라고 할 때, w1에 a1을 곱한 값, w2에 a2를 곱한 값, w3에 a3을 곱한 값, w4에 a4를 곱한 값, w5에 a5을 곱한 값, w6에 a6을 곱한 값, w7에 a7를 곱한 값, w8에 a8을 곱한 값, w9에 a9를 곱한 값, w10에 a10을 곱한 값, w11에 a11을 곱한 값, w11에 a12를 곱한 값 모두를 더한 값이며, 이는 수식(1)과 같다.

종합품질도 = w1*a1 + w2* a2 + w3* a3 + w4* a4 + w5* a5 + w6* a6 + w7* a7+ w8* a8 + w9* a9+ w10* a10 + w11* a11 + w12* a12

---- (수식1)

상기 종합품질도는 각 항목품질도에 음이 아닌 가중치를 곱한 후 그 결과를 합하여 얻은 값으로 특성항목의 중요도에 따라서 가중치를 조절할 수 있다. 따라서 항목품질도가 기준품질도를 만족하는 다수의 코무늬이미지 중에서 상기 종합품질도 값이 최대인 것을 선택한다.

다음은 앞서 서술한 코무늬 스냅샷을 촬영하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

이미지획득부에서 코무늬 스냅샷을 촬영하는 방법은 두 가지 모드로 구성될 수 있다. 동물의 코무늬이미지를 촬영하기 위한 촬영모드로는 촬영부의 대기상태인 슬립모드(sleep mode)를 제외하면 촬영모드인 자동모드와 수동모드가 있으며, 모두 촬영부에 의해 일어난다. 자동모드는 참조DB에서 동물의 종 및 품종에 따른 기 설정된 기준품질도를 전달받아서 그 값을 기준으로 코무늬이미지의 개별 특성 항목의 항목품질도와 차이를 주연산부에서 계산한다. 반면, 수동모드는 사용자가 모든 특성항목의 기준품질도를 만족하기 위해서 개별 특성항목의 항목품질도를 디스플레이부를 통해서 조절한다.

슬립모드는 촬영모드로 들어가기 위한 준비 모드이며, 촬영 모드는 최종 코무늬이미지를 획득하기 위한 모드이다. 슬립모드에서 촬영모드로 전환은 사용자가 디스플레이부에서 버튼을 눌러 촬영 의사가 있음을 직접 알려 이미지획득부가 촬영모드에 진입하게 된다.

도 37은 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영모드일 경우 코무늬스냅샷을 획득하는 방법을 예시한 도면이다.

도 37에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 촬영모드에 진입하게 되면 촬영부의 렌즈모듈 또는 센서가 기준설정값에 맞게 위치를 조절하게 된다. 촬영모드에서 슬립모드로의 전환은 촬영모드에서 버퍼에 저장되는 코무늬 스냅샷에 대한 주연산부의 계산을 통해서 기준품질도를 만족하는 최적의 코무늬이미지를 획득하는 순간에 일어난다. 이 때, 촬영을 시작하는 시간을 T_start, 끝나는 시간을 T_end라고 하면 두 시간의 차이 동안 초당 일정한 속도로 n개의 코무늬스냅샷을 획득하게 된다. 이 때 초당 프레임 속도는 이미지 해상도에 따라 달라지며, 또한 카메라의 하드웨어 구성 및 종별에 따라 달라질 수 있다. 이 때 주연산부는 디스플레이부를 통하여 사용자에게 본격적으로 촬영이 끝났음을 알리는 신호를 발생시킬 수 있다.

주연산부를 구성하는 장치의 최소한의 하드웨어 구성요소는 중앙처리장치(CPU), RAM, 비휘발성메모리(ROM, 플래시메모리 등)로 이루어져 있다. 중앙처리장치는 이미지분석부에서 수행되는 모든 연산을 수행한다. 비휘발성메모리에는 기 저장된 기준품질도 값을 변동되지 않는 상주프로그램에 탑재시킴으로써, 촬영한 코무늬이미지의 항목품질도를 계산하고, 이를 바탕으로 선택한 코무늬이미지와 관련된 모든 정보를 버퍼에서 저장할 수 있도록 알고리즘이 저장되어 있다.

또한 코무늬이미지를 선택하는 계산이 복잡하거나, 또는 이미지획득부에서 촬영한 코무늬이미지의 물리적인 개수가 많은 경우에 비휘발성메모리를 이용하는 것은 연산속도의 수행에 있어서 매우 비효율적일 수 있다. 이런 경우를 위해 주연산부에 휘발성메모리(RAM)를 구성할 수 있다.

버퍼는 주연산부가 기준품질도를 만족하는 코무늬이미지를 선택하는 과정에서 발생하는 각종 정보를 저장한다.

버퍼는 플래시메모리 또는 기록저장을 위한 데이터베이스(DB)가 구성될 수 있다. 버퍼의 데이터베이스는 사용자에 의해 얼마든지 변동이 가능하므로, 이미지분석부에서 생성된 버퍼의 데이터베이스는 플래시메모리에 저장되는 것이 바람직하다.

참조 데이터베이스(DB)는 주연산부가 선택한 이미지획득부의 기준설정값 및 항목품질도 관련 정보를 저장한다.

통신부는 이미지촬영부와 이미지분석부 사이에 발생하는 정보를 제공하고 수신한다.

통신부는 사용자에게 모드 바뀜 신호를 보내거나 촬영을 위한 움직임 지시를 위한 신호를 출력하는 역할을 담당하며, 이러한 역할을 수행하기 위한 지시신호를 출력하는 신호 송출부를 기본적으로 구비하며, 또한 통신부의 신호 송출부는 소리 또는 음성과 같이 청각적 신호를 발생시키는 수단, LED, 플래시 등에 의한 시각적 신호를 발생시키는 수단, 진동을 생성시키는 수단 중 어느 하나 또는 둘 이상으로 구성된다.

또한 추가적으로 이미지촬영부로 촬영한 피인식동물의 코무늬이미지를 볼 수 있도록 하여 사용자가 신속하게 양호한 코무늬이미지를 선택할 수 있도록 하는 디스플레이부를 추가로 구성할 수 있으며, 디스플레이부는 거울 또는 LCD 등의 디스플레이를 설치할 수 있다.

앞서 서술한 이미지분석부의 수행과정은 모두 별도의 운영 프로그램(OS)을 필요로 하지 않아도 구현이 가능하며, 메모리 등 리소스의 관리와 시간 동기화, CPU의 시간 스케줄링 등의 작업이 필요한 경우에는 이에 적당한 운영 프로그램이 함께 탑재되어 수행될 수 있다.

또한 상기에서 서술한 모든 하드웨어는 하나의 칩셋에 담겨 운영되는 원 칩 솔루션(One chip solution, One chip microprocessor)으로 구성될 수도 있다.

도 38은 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득부의 코무늬이미지를 획득하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 38에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자가 디스플레이부에서 버튼을 눌러 피인식동물의 종을 선택하거나(자동모드) 수동모드를 선택한다(S3801). 자동모드일 경우에는 피인식동물의 종 선택이 완료되면, 촬영버튼을 눌려 촬영의사가 있음을 알려주고, 그 시점을 기준으로 촬영부의 렌즈모듈을 기준설정값 범위 내에서 이동하면서(a, b값 조절) 초당 n 프레임의 코무늬스냅샷을 획득한다(S3802). 이 때, 자동모드일 경우에는 이미지분석부가 촬영을 위한 움직임 지시를 동물의 종에 맞는 기준설정값(참조DB)으로 선택 사용하는 촬영부와, 촬영가이드부 및 조명부는 피인식동물에 맞게 화각과 초점(거리)와 조명 등이 조절된다. 하지만 수동모드일 경우에는 디스플레이부를 통해서 개별 특성항목의 항목품질도를 확인해가면서 사용자가 코무늬 스냅샷에 대한 판단을 직접 수행해서 선택한다.

촬영부의 센서에서 획득한 코무늬스냅샷은 버퍼에 저장되며, 버퍼에 저장된 코무늬스냅샷으로부터 항목품질도를 주연산부에서 계산하여 참조DB에서 기 저장된 항목품질도를 만족하는 지를 판단한다(S3803). 항목품질도를 만족하는 코무늬이미지가 선택되면 그 코무늬이미지를 버퍼에 저장한다(S3804).

도 38에서는 단계 S3801 내지 단계 S3804를 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 38에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S3801 내지 단계 S3804 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형이 적용 가능할 것이므로, 도 37은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

다음은 상기에서 기술한 이미지인식부의 세부 구성에 대하여 살펴본다.

이미지인식부는 상기에서 서술한 바와 같이 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지를 보정하거나, 코무늬이미지(또는 보정코무늬이미지)로부터 이미지 코드를 생성, 등록, 인증 및 식별함을 목적으로 한다.

일반적으로 피인식동물의 종에 따라 코무늬가 다르며, 코무늬의 핵심 모양인 코무늬 염주형상과 코무늬 골형상의 크기도 매우 다르다. 또한 수의학적으로 건강한 동물의 코는 대부분 물기로 젖어 있어서, 이로 인하여 이미지를 촬영할 경우 물기로 인한 빛반사가 항상 나타날 수 있다는 문제점이 있다.

또한 카메라를 바라보는 피인식동물의 코 부위의 방향에 따라 동일한 피인식동물에서 획득한 코무늬이미지라도 다른 코무늬이미지로 인식될 수 있다는 문제점이 있다.

따라서 이미지인식부는 5가지 필수목적이 수행될 수 있도록 구성된다.

첫째는 피인식동물의 종과 품종에 따라 다른 코무늬의 특성과 상관없이 코무늬가 존재한다면 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

둘째는 물기로 인한 빛 반사 및 기타 이물질이나 코털과 같은 신체적 특성에 영향을 받지 않고 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

셋째는 코무늬이미지를 획득할 때 피인식동물의 코 부위 방향에 따라 달라지는 코무늬형태에 영향을 받지 않고 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

넷째는 특정 종이나 품종에 상관없이 보편적인 코무늬코드를 생성하여 인증 또는 식별이 가능하도록 하는 것이다.

다섯째는 특정 종이나 품종에 한정해서 인증 또는 식별할 때도 특정 종이나 품종에 가장 적합한 방법을 사용할 수 있도록 하는 것이다.

도 39는 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

도 39에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부는 코무늬이미지로부터 관심영역을 설정하는 관심영역설정부(3901), 관심영역설정부(3901)에서 설정된 관심영역으로부터 코무늬코드를 생성하는 코무늬코드생성부(3902), 코무늬코드생성부(3902)로부터 생성된 코무늬코드를 인증하고 식별하는 코무늬코드비교판단부(3903), 코무늬코드를 생성한 후 인증하고 식별하는 과정에 코무늬코드를 등록하고 저장하는 코무늬코드 데이터베이스(DB)(3904)로 구성된다.

또한 코무늬이미지로부터 관심영역을 설정하기 이전에 코무늬이미지를 보정할 필요가 있을 경우에는 코무늬이미지를 보정하는 이미지보정부(3905)를 추가하여 구성할 수 있다.

또한 관심영역을 설정하고 코무늬코드를 생성하기 이전에 관심영역을 표준화 할 필요가 있을 경우에는 관심영역을 표준화하는 표준관심영역설정부(3906)를 추가하여 구성할 수 있다.

또한 앞서 기술한 이미지획득부의 이미지분석부를 이미지인식부에 구성할 수도 있다.

다음은 상기에서 서술한 이미지인식부의 코무늬이미지를 분석하여 이를 인식하는 방법에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 40은 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 코무늬이미지를 분석하여 이를 인식하는 방법을 설명하기 위한 순서도이다.

도 40에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬이미지를 분석하여 이를 인식하는 방법은 동물모션고정부와 이미지획득부를 이용해 피인식동물의 코무늬이미지를 획득하는 단계(S4001)와, 상기 코무늬이미지(보정 코무늬이미지)에서 분석대상 영역인 관심영역(Region of Interest, 이하 “ROI” 또는 “관심영역”을 혼용한다)을 설정하는 단계(S4003)와, 상기 생성된 관심영역에서 코무늬코드를 생성하는 단계(S4005)와, 상기 생성된 코무늬코드를 등록하는 단계(S4006)와, 등록단계에서 저장된 코무늬코드(이하 “기등록 코무늬코드”라 한다)와 새로 생성한 코무늬코드(이하 “인증용 코무늬코드”라 한다) 와의 거리를 측정하여 일대일(1:1)매칭하는 인증단계(S4007)와, 측정된 거리에 따라 일대다(1:N) 매칭하여 피인식동물의 개체를 식별하는 단계(S4008)로 구성된다.

여기서 단계 S4001에서 획득한 코무늬이미지에서 보정과정을 거친 이미지(이하 “보정코무늬이미지”라 한다)로 변환하고, 이를 저장하는 단계(S4002)가 추가될 수 있으며, 단계 S4003에서 설정된 관심영역으로부터 표준화한 관심영역(Standardized Region of Interest, 이하 “표준관심영역”이라 한다)을 생성하는 단계(S4004)가 추가될 수 있다,

도 40에서는 단계 S4001 내지 단계 S4008을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 발명의 일 실시예로 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 도 40에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 단계 S4001 내지 단계 S4008 중 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 다양한 수정 및 변형이 적용 가능할 것이므로, 도 40은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.

다음은 상기에서 서술한 이미지보정부에 대해서 상세하게 살펴본다.

이미지보정부는 획득한 코무늬이미지에서 피인식동물의 인식율을 높이기 위해서 필요할 수도 있는 보정과정을 수행하고, 보정이 된 보정코무늬이미지를 저장한다.

획득된 코무늬이미지 중에는 촬영 환경에 따라 노이즈(noise) 수준, 블러링(blurring) 정도 등이 다를 수 있다. 또한 명암 비 조정(contrast adjustment)을 통하여 명암 영역이 동일한 범위 내에 있도록 하거나 명암 분포를 동일한 기준으로 맞추는 작업이 필요할 수도 있다.

본 발명에서는 명암분포를 동일한 기준으로 맞추기 위하여 히스토그램 동일화(histogram equalization)기법을 사용한다. 즉, 모든 코무늬이미지에 대하여 동일한 명암 분포 기준을 부여하기 위한 변환함수(transformation function)를 결정하고, 상기 변환 함수를 각 코무늬이미지의 명암 값에 대한 상대적 도수(relative frequency) 분포에 적용시킴으로써 코무늬이미지에 대한 히스토그램 표준화를 수행한다.

또한 노이즈 수준 및 블러링 등의 문제를 해결하기 위해서 이미지 필터링을 수행하는데, 노이즈 수준의 조절을 위해서 가우시안 필터(gaussian filter) 또는 메디안 필터(median filter) 등을 사용하며, 주파수도메인에서는 다양한 종류의 로우패스필터(lowpass filter)를 사용하여 제거하기도 한다.

또한 코 부위가 도드라져 보이게 하기 위하여 도함수를 이용한 샤프닝(sharping) 기법을 적용하고, 기타 훼손된 이미지 복원을 위해서는 디콘볼루션(deconvolution) 기법 등을 적용할 수도 있다.

본 발명에서는 코무늬이미지와 보정코무늬이미지로 특별하게 구분해서 표현할 경우를 제외하고는 언어의 통일성을 기하기 위해 보정코무늬이미지도 통상 코무늬이미지로 칭하기로 한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역설정부에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 41은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역설정부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

도 41에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역설정부는 경계추출부(4101), 곡선근사부(4102), 관심영역분할부(4103)를 포함하여 구성될 수 있다.

경계추출부는 코무늬이미지로부터 관심영역을 설정하기 위해 기준이 되는 영역인 콧구멍의 경계를 설정한다.

도 42는 본 발명의 일 실시예로서 콧구멍의 경계를 설정하는 방법을 예시한 도면이다.

도 42에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬이미지의 콧구멍 부분은 간접조명으로 인해 음영(shade)이 나타난다. 이 음영의 경계가 콧구멍의 경계가 되는데, 경계의 모양은 대부분 원 또는 타원 등의 일부분 형태를 지닌다. 이러한 콧구멍의 경계를 찾기 위해서 먼저 이미지 음영정보로부터 콧구멍 내부의 점을 하나 또는 복수로 잡고, 그 점(들)을 중심으로 반직선을 따라 밝기의 변화로부터 콧구멍의 경계점들을 찾아낸다. 이 때 여러 방향으로 나가는 반직선들을 따라서 그레이스케일에서 급격한 밝기 변화가 일어나는 지점들을 표시하며, 이러한 지점들을 콧구멍의 모양이나 위치 정보를 감안한 통계분석 등을 통해서 가장 적합한 점들로 구분해낸다.

상기 통계분석 시 여러 방향으로 콧구멍 내부 경계상의 모든 점을 추출할 수도 있지만, 일부만을 추출할 수도 있다.

이 때 간접조명으로 인해 음영이 나타나는 부분이 콧구멍이 아닌 다른 영역이 있을 수 있기 때문에 복수의 점을 선택해서 콧구멍의 모양이나 위치 정보를 감안한 통계분석을 통하여 콧구멍이 아닌 다른 부분을 경계로 찾는 것을 사전에 방지할 수 있다.

곡선근사부는 경계추출부에서 추출한 콧구멍의 안쪽 경계점을 기준으로 콧구멍의 경계에 적합한 곡선으로 근사한다. 이 때 곡선은 다양한 회귀분석(regression analysis)등을 통해서 찾은 점들을 가장 잘 대표하는 곡선을 찾는데, 이 때 대부분 원이나 타원으로 근사된다.

도 43은 본 발명의 일 실시예로서 콧구멍의 경계를 곡선(원, 타원)으로 근사하는 방법을 예시한 도면이다.

도 43에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 좌, 우 콧구멍의 경계는 코의 정면에서 보았을 때 대칭적이라고 볼 수 있는데, 코무늬이미지 획득 시 코의 정면에서 약간 벗어나거나 기울어진 위치에서 획득이 된 경우는 근사한 2개의 좌, 우 곡선이 타원일 수도 있다.

또한 좌, 우의 경계를 개별적으로 근사하기 때문에, 근사하는 곡선이 한쪽이 원이고, 다른 한쪽이 타원인 경우도 발생할 수도 있다.

또한 근사한 곡선이 좌, 우가 동일한 원이나 타원이라도 원이나 타원의 크기가 각각 다를 수도 있다.

관심영역분할부는 곡선근사부에서 근사한 곡선의 내부를 제외한 곡선 영역 사이의 사각형 영역을 설정한다. 이를 위해서 a) 먼저 근사한 두 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 단계를 거치고, b) 여기서 구분된 곡선 사이의 영역에 포함된 사각형 영역을 관심영역으로 설정한다.

(A) 근사한 두 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 단계

도 44는 본 발명의 일 실시예로서 근사한 곡선(원, 타원)의 내부를 제외한 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 방법을 예시한 도면이다.

도 44에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡선근사부에서 근사된 좌, 우 곡선에 대하여, 좌, 우 곡선의 중심을 연결하고, 중심연결선과 곡선이 만나는 점을 추출하고, 추출한 점에서 접선(왼쪽 접선을 T_L 로 오른쪽 접선을 T_R 로 표기)을 각각 콧구멍 사이에 상하로 그린다. 이 때 접선은 좌, 우 곡선이 대칭일 경우에는 중심연결선에 수직일 수도 있으며, 대칭이 아닌 경우 수직이 아닐 수도 있다. 또한 선택하는 콧구멍 경계점 위치에 따라 달라질 수 있으며, 이에 의해 관심영역의 모양이나 범위도 달라질 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 근사한 두 곡선의 상, 하 꼭지점을 연결하는 선분(위쪽 직선을 T_U 로 아래쪽 직선을 T_D로 표기)을 그린다.

만약 이때 근사한 곡선이 원일 경우에는 공통접선은 두 원의 공통외접선을 뜻하며, 근사한 곡선이 타원일 경우에는 타원의 4개의 꼭지점 중에서 타원의 중심을 기준으로 상, 하에 있는 점들을 연결한 선을 말한다. 이 때 접선은 선택하는 상, 하 점들의 위치에 따라 달라질 수 있으며, 이에 의해 관심영역의 모양이나 범위도 달라질 수 있다.

(B) 구분된 곡선 사이의 영역에 포함된 사각형 영역을 관심영역으로 설정하는 단계

도 45는 본 발명의 일 실시예로서 근사 곡선(원, 타원)사이의 사각형 영역을 관심영역으로 설정하는 방법을 예시한 도면이다.

도 45에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 (A)단계에서 생긴 4개의 접선으로 이루어진 사각형 영역을 관심영역으로 설정한다. 이 때 사각형 모양은 이미지획득부를 바라보는 피인식동물의 코 부위의 방향에 따라 동일한 피인식동물이라도 다른 모양이 될 수 있으며, 이에 의해 관심영역도 달라질 수 있다.

한편 상기 (A), (B)단계에서 근사한 곡선이 타원일 경우에는 콧구멍의 경계를 상기에서 예시한 바와 같이 좌, 우 곡선을 개별적으로 근사한 뒤에, 꼭지점을 구하는 방법을 사용하지 않고, 두 타원의 중심연결선이 각 타원의 꼭지점을 지나가도록 하는 제한사항을 두어 두 타원을 근사할 수도 있다.

즉, 코의 두 내부 경계는 정면에서 코를 보았을 때 대칭적인 모양을 갖는다고 가정하면, 정면에서 보았을 때는 두 타원의 중심연결선이 타원과 만나는 점은 타원의 꼭지점이 된다. 따라서 중심연결선과 꼭지점으로 타원을 근사할 수도 있다.

다음은 상기에서 서술한 표준관심영역설정부에 대해서 상세하게 살펴본다.

표준관심영역설정부는 관심영역설정부에서 설정된 관심영역을 표준화할 필요가 있을 경우에 표준화하기 위해서 관심영역을 표준관심영역으로 변환하는 것을 수행한다.

도 46은 본 발명의 일 실시예로서 동일한 코무늬이미지로부터의 관심영역이 근사곡선(원, 타원)에 따라 달라지는 것을 설명하기 위해 예시한 도면이다.

도 46에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물의 코무늬사진이라도 관심영역을 설정하기 위해 근사하는 곡선이 다를 경우에 얻은 사각형모양의 관심영역이 다르며, 또한 상기에서 얻은 사각형 모양의 관심영역은 이미지획득부를 바라보는 피인식동물의 코 부위의 방향에 따라 동일한 피인식동물이라도 다른 모양이 될 수 있다.

이는 피인식동물을 식별하고 인식할 때 정확도를 저하시키는 요인이 되므로 코무늬이미지 획득 방향과 근사곡선 모양에 상관없이 동일한 결과가 나올 수 있도록 표준형태로 변환하는 단계 및 수단이 필요할 수도 있다.

표준영역연산부는 근사곡선 모양에 상관없이 동일한 결과가 나올 수 있도록 표준형태의 직사각형 모양으로 변환을 하며, 그 변환과정은 수식(2)를 통해서 이루어진다.

도 47은 본 발명의 일 실시예로서 기 설정된 관심영역으로부터 표준관심영역을 생성하는 과정을 예시한 도면이다.

도 47에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 사각형의 관심영역 경계선들의 교점인 4개의 꼭지점인 O, A, B, C가 존재하는 일반 사각형의 모양이 수식(2)에 의해 크기가 가로길이가 W이고, 세로 길이가 H인 직사각형 모양으로 변환된다.

-------- (수식2)

이 때 도 47에서 표준관심영역에서의 좌표 (a, b)로 주어진 점은 정수 좌표 a, b를 갖는데 이에 대응하는 점 X의 좌표는 일반적으로 정수가 되지 않는다. 이 경우 X의 밝기는 주변의 정수 좌표를 갖는 점의 밝기로부터 보간법(interpolation)을 이용하여 정의할 수 있으며, 이때 점 (a, b)의 밝기 I(a,b)는 수식(3)과 같이 정의한다.

I(a,b) = K(X) ----------- (수식3)

위와 같은 변환에 의해 다양한 형태의 사각형 관심영역들로부터 직사각형 모양으로 변환된다.

본 발명에서는 관심영역과 표준관심영역을 특별하게 구분해서 표현할 경우를 제외하고는 언어의 통일성을 기하기 위해 표준관심영역도 통상 관심영역으로 칭하기로 한다.

다음은 앞서 서술한 코무늬코드생성부에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 48은 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬코드생성부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

도 48에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬코드생성부는 주파수변환코드생성부(4801), 마스킹코드생성부(4802)를 포함하여 구성될 수 있다.

코무늬코드는 관심영역에서 a) 주파수변환코드생성부에서 주파수 변환 코드를 만드는 단계, b) 마스킹코드생성부에서 마스킹(Masking) 코드를 만드는 단계를 거쳐 주파수 변환코드와 마스킹 코드로 이루어져 있는 코무늬코드를 생성한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역에서 코무늬코드를 생성하는 방법에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 49는 본 발명의 일 실시예로서 관심영역으로부터 코무늬코드를 생성하는 과정을 예시한 도면이다.

도 49에서 도시된 바와 같이 관심영역의 전체 영역에서 a) 주파수변환코드생성부에서 주파수 변환 코드를 만드는 단계와, b) 마스킹코드생성부에서 마스킹(Masking) 코드를 만드는 단계를 거쳐 주파수 변환코드와 마스킹 코드를 함께 포함하고 있는 코무늬코드를 생성한다. 이 때 코무늬코드는 2진 비트 열로 구성되며, 그 비트열의 성분 값은 미리 정해진 주파수 변환방법과 모수(parameter)에 의해서 정해진다.

대표적인 주파수 변환방법으로는 Gabor 변환(이하 “가보 변환”이라 한다)을 포함한 하르(Harr) 변환, Gabor cosine 변환(이하 “가보 코사인 변환”이라 한다), Gabor sine 변환(이하 “가보 사인 변환”이라 한다), 푸리에(Fourier) 변환, 사인(Sine) 변환, 코사인(Cosine) 변환, 기타 웨이블릿 변환(웨이블릿 변환의 경우 mother wavelet에 따라 다양한 형태의 변환 방법이 존재한다) 등이 있으며, 이들 중 선택적으로 사용한다.

본 발명에서의 가보 변환은 실수부와 허수부를 하나의 통일된 동일한 주파수를 사용하여 변환하지 않고, 각각 다른 주파수로 달리 설정하여 변환할 수도 있다. 또한 가보변환의 실수부분 변환(가보 코사인 변환)과 허수부분 변환(가보 사인 변환)을 따로 분리해서 하나만 적용할 수도 있어, 이를 구별하여 사용한다. 이러한 주파수 변환방법의 선택은 이미지인식부의 성능 및 연산의 처리속도 등을 고려하여 결정할 수 있다.

다음은 상기에서 서술한 주파수변환코드생성부에서 관심영역으로부터 주파수 변환 코드를 만드는 단계에 대하여 상세하게 살펴본다.

도 50은 본 발명의 일 실시예로서 관심영역을 특정 크기(이하 “셀영역”이라 한다. 셀영역은 하나의 픽셀로 구성되거나 하나 이상의 픽셀로 구성될 수 있다. 이미지의 크기가 큰 경우 몇 개의 픽셀을 평균하여 하나의 픽셀로 줄여 표현할 수 있는데, 이러한 과정에서 사용된 픽셀들의 집합을 셀영역으로 볼 수 있다. 즉, 각각의 셀영역은 적절한 방법에 의해 하나의 대표 픽셀 값으로 표현할 수도 있다.)의 영역으로 분할하고, 분할된 셀영역으로부터 주파수변환 코무늬코드를 생성하는 과정을 예시한 도면이다.

도 50에서 도시된 바와 같이, 먼저 가로×세로의 픽셀(pixel)이 W×H로 이루어진 것으로 가정하면, 각 픽셀은 0부터 255까지의 그레이(gray) 값을 가지고 있다. 상기 픽셀을 가로 방향으로 M등분, 세로 방향으로 L등분하여 총 n(=M*L)개의 셀영역으로 나눈다. 이 때 셀영역의 개수와 크기는 실제 이미지의 크기, 동물 종, 주파수변환 방법, 주파수변환 모수(parameter) 등에 따라 다르게 정할 수 있다.

또한 상기 주파수변환코드는 도 50에서 도시된 바와 같이 몇 개의 셀영역의 모임(이하 “셀그룹”이라 한다)으로부터의 주파수변환 값들로 구성된다. 즉, 셀그룹은 주파수변환 값을 계산하는 기본 단위가 된다. 이 때 서로 다른 셀그룹은 몇 개의 셀영역을 공유할 수도 있다.

이 때 셀그룹의 개수와 각 셀그룹을 구성하는 셀영역의 수는 동물 종, 주파수변환 방법, 주파수변환 모수(parameter) 등에 따라 다르게 정할 수 있다. 각 셀그룹에 대해 주파수변환 값은 미리 정해진 주파수 변환 방법과 그 주파수 변환의 모수(parameter)에 따라 정해지게 되며, 그 값은 2진 비트값(0 또는 1)을 가진다.

이 때 하나의 셀그룹에 대해 보통 하나의 주파수변환 값이 생성되어 전체 주파수변환코드의 길이는 보통 셀그룹의 수와 같지만, 변환방법 및 변환방법의 수, 모수(parameter) 등에 따라 하나의 셀그룹으로부터 복수의 주파수변환 값이 생성될 수도 있다.

예를 들면, 가보변환인 경우 각 셀그룹으로부터 주파수 변환의 실수부 값과 허수부 값이 생성되어 2개의 주파수변환 값이 생성된다.

상기에서 서술한 각 셀그룹으로부터 2진 비트를 계산하는 주파수 변환 방법은 다양하게 있으나, 변환방법에 따른 수식 및 모수(parameter) 등을 제외하고는 차이가 거의 없기 때문에, 본 발명에서는 관련 수식 및 모수(parameter)를 가보 변환, 가보 코사인 변환, 가보 사인 변환을 예시로서 기술한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역으로부터 주파수 변환 코드를 만드는 단계에 사용되는 가보 변환, 가보 코사인 변환, 가보 사인 변환을 예시로 들어 상세하게 살펴본다.

[예] 가보 변환, 가보 코사인 변환, 가보 사인 변환

주파수 변환 방법 및 모수(parameter)의 예로 가보 변환의 경우 수식(4)와 같이 정해진다. 만약 가보 코사인 변환과 가보 사인 변환을 할 경우는 각각 수식(5)와 수식(6)를 이용하여 주파수 변환 코드의 각 성분값(2진 비트값)을 계산한다.

------------ 수식(4)

------------ 수식(5)

------------ 수식(6)

상기 수식(4), (5), (6)에서 I(a,b)는 이차원 영역상의 위치 (a,b)에서의 관심영역 이미지의 밝기를 나타내며, a₀, b₀은 2차원 영역 상의 위치를 나타내고, α,β는 가보 변환시 고려할 가우스분포의 성질을 차용하는 방식의 가중평균 방식을 정하는 모수(parameter)이며,

는 각각 수평 방향, 수직 방향의 주파수를 결정하는 모수(parameter)이다.

하지만 상기 수식(4), (5), (6)에서는 관심영역의 모든 부분을 연속함수로 적분해야 하기 때문에, 본 발명에서는 상기 수식(4), (5), (6)에서의 연속함수를 이산화하여 중요한 이산치 값만 합산하는 이산근사 방식으로 적분을 계산하는 방법을 선택한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역에서 주파수변환코드를 생성하기 위해서 수식(4), (5), (6)에서 적분을 계산할 때, 연속함수를 이산화하여 중요한 이산치 값만 합산하는 이산근사 방식으로 적분을 계산하는 방법에 대해 상세하게 살펴본다.

이산근사 방식으로 적분을 계산하는 경우에 사용되는 실제 계산 영역과 수식(4), (5), (6)에서의 이론적인 적분영역은 차이가 난다. 도 51은 본 발명의 일 실시예로서 가보(Garbor) 변환, 가보 코사인 변환, 가보 사인 변환을 통해서 주파수 변환 코드를 생성할 때, 사용하는 이론적인 계산 영역과 실제 계산 영역을 비교 예시한 도면이다.

도 51에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 수식(4), (5), (6)에서의 적분 영역은 관심영역 전체(가로×세로의 픽셀(pixel)이 W×H)로 되어 있으나, 실제 계산시에는

의 값이 매우 작으면 계산 값에 큰 차이가 없으므로 이산근사 방식으로 적분을 계산하는 경우에는

이 어떤 특정 값 이상으로 나오는 영역에서만 계산을 한다. 이러한 측면에서 셀그룹을 구성할 때

의 값이 어느 이상이 되는 셀영역들을 묶어 하나의 셀그룹으로 구성한다.

이러한 셀그룹은 점(a₀,b₀)과 모수(parameter) α,β에 의해 정해지는 영역(이하 “R(a₀,b₀,α,β)”라 한다)인데, 이산근사 계산 시 점(a₀,b₀) 를 포함하는 R(a₀,b₀,α,β)에서만 적분 계산을 한다. 즉, 셀그룹 R(a₀,b₀,α,β)이 실제 적분 계산 영역이 된다. 도 51에서 점(a₀,b₀) 를 포함하는 셀그룹 R(a₀,b₀,α,β)은 점선사각형 영역에 해당된다.

따라서 상기 수식(4), (5), (6)는 실제로 수식(4-1), (5-1), (6-1)을 사용하여 계산할 수 있다.

---------- 수식(4-1)

---------- 수식(5-1)

---------- 수식(6-1)

가보 코사인 변환 또는 가보 사인변환을 계산하기 위해 미리 정해진 a₀,b₀,α,β,

에 대해 셀그룹 R(a₀,b₀,α,β) 위에서 수식(4-1)의 V를 계산한다. 가보 코사인 변환을 사용하는 경우에는 수식(5-1)의 Re(V)의 부호에 따라 Re(V)≥0 이면 1, 아니면 0으로 비트값을 정하고, 가보 사인 변환을 사용하는 경우 수식(6-1)의 Im(V)의 부호에 따라 Im(V)≥0 이면 1, 아니면 0으로 비트값을 정한다.

따라서 주파수변환 방법(예를 들어, 가보 코사인 변환 또는 가보 사인변환) 및 a₀,b₀,α,β,

의 값의 N개 조합에 대해 비트값을 생성하면 N비트 바이너리 코드가 생성된다. 이 때 N은 주파수 변환코드의 길이를 나타낸다. 주파수변환 방법 및 주파수변환 모수(parameter)에 따라 각 셀그룹마다 여러 개의 주파수변환 값이 계산될 수 있으므로 주파수 변환코드의 길이 N은 셀그룹의 개수와는 다른 별개의 값이다.

상기에서 서술한 주파수 변환코드 전체 2진 비트열의 각 성분은 미리 정해진 주파수 변환 방법 및 모수(parameter) 값을 성분에 따라 달리하여 구성한다.

즉, 하나의 주파수 변환 방법만을 사용하거나 하나의 통일된 주파수 값을 사용하여 전체 2진 비트열을 구성하는 것이 아니라 각 비트를 구성할 때 사용하는 주파수 변환 방법 및 모수(parameter)를 각 비트별로 달라질 수 있도록 구성한다. 이렇게 2진 비트열을 구성하는 이유는 특정 주파수 변환 또는 특정 모수(parameter)로 제한하는 경우에 비해 코무늬이미지의 다양한 특성을 코드로 구성할 수 있고, 이를 통해 피인식동물의 인식율을 높일 수 있기 때문이다.

코무늬코드를 생성하기 위한 주파수 변환 방법 및 모수(parameter)는 적절한 것을 선택하여 종에 상관없이 같은 것을 사용할 수 있다. 하지만 종별 특성을 코무늬코드에 반영하여 다른 종들 사이의 식별성을 높이고자 하는 경우 주파수 변환 방법 및 모수를 종에 따라 달리 정할 수도 있다.

예를 들어, 각 개체 또는 종의 코무늬 크기를 반영하기 위해 입력 이미지로부터 코무늬 크기를 계산하고, 그 결과에 따라 입력된 코무늬이미지로부터 코무늬코드를 만들 때 그 이미지에 가장 적합한, 즉 코무늬 크기를 반영한 주파수 변환 방법과 모수(parameter)(예를 들어 주파수)를 사용할 수 있다. 이를 통해 코무늬 크기가 많이 차이가 나는 개체들, 즉 다른 종들 사이의 구별성을 증가시킬 수 있다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역으로부터 마스킹코드생성부에서 마스킹(Masking) 코드를 만드는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

마스킹 코드는 상기 주파수 변환 방법을 통하여 생성된 주파수 변환 코드의 각 비트값에 일대일 대응하여 구성된다. 예를 들어 가보 코사인 변환 또는 가보 사인변환의 변환방법 및 a₀,b₀,α,β,

의 값의 N개 조합에 대해 N비트 주파수변환 코드가 생성되었다고 하면, 마스킹코드의 각 마스킹 비트는 N비트 주파수변환 코드의 각 비트에 대응하여 각각 하나의 비트값을 정한다. 이를 통해 주파수변환 코드의 길이와 마스킹코드의 길이는 같게 된다.

상기에서 서술한 마스킹코드생성부에서 마스킹코드를 생성할 때 a) 빛 반사 마스킹 단계와 b) 추가 마스킹단계를 거치며, 획득한 코무늬이미지의 마스킹 적용 방법에 따라서 동시에 두 단계를 거칠 수도 있고, 한 단계만 거칠 수도 있다.

(A) 빛 반사 마스킹 단계

피인식동물의 코 부위의 물기 또는 예상치 못한 조명 관련 문제가 발생하여 빛반사가 심하게 발생하면 코무늬의 특성이 제대로 나타나지 않을 수 있다. 이러한 코무늬 특성이 제대로 나타나지 않는 영역은 마스킹 하여 표시하여 둔다.

좀 더 구체적으로 서술하면, 빛 반사로 인하여 특정한 주파수 변환 방법 및 모수(parameter) 값에 따른 주파수 변환 값이 손상을 입은 경우와, 그렇지 않고 정상적인 경우를 구분하는 값을 부여하여 마스킹코드를 구성한다. 예를 들어 도 50에서와 같이 실제 적분영역 R(a₀,b₀,α,β)이 빛반사로 인하여 손상된 영역을 포함하고 있으면 0을 부여하여 손상을 입은 것을 표시하고, 그렇지 않고 정상적인 경우에는 1을 부여할 수 있다.

(B) 추가 마스킹 단계

피인식동물의 코 부위는 코털이나 긴 수염 같은 신체적 특성 또는 코의 물기로 인하여 붙어 있는 이물질 등으로 인하여 코무늬의 특성이 제대로 나타나지 않을 수 있다. 이러한 코무늬 특성이 제대로 나타나지 않는 영역은 마스킹하여 표시해 둔다. 즉, 주파수변환 코드의 각 비트값을 계산할 때 사용한 영역이 코무늬 특성이 제대로 나타나지 않는 영역을 포함하고 있으면 0을 부여하여 이를 나타내고, 그렇지 않고 정상적인 경우에는 1을 부여할 수 있다.

또한 상기 주파수 변환코드와 마스킹코드로 이루어진 코무늬코드를 생성하면, 생성한 코무늬코드를 이미지인식부의 코무늬코드 데이터베이스(DB)에 등록한다.

다음은 상기에서 서술한 코무늬코드비교판단부에 대해서 상세하게 살펴본다.

도 52는 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬코드비교판단부를 간략하게 나타낸 블록 구성도이다.

도 52에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬코드비교판단부는 코무늬코드인증부(5201), 코무늬코드식별부(5202)를 포함하여 구성될 수 있다.

코무늬코드인증부는 인증을 하기 위해서 생성된 코무늬코드(이하”인증용 코무늬코드”라 한다)와 이전에 생성되어 코무늬코드데이터베이스에 저장되어 있는 코무늬코드(이하 “기등록 코무늬코드”라 한다)와의 비교를 통해서 인증(일대일 비교)한다.

코무늬코드를 인증하는 방법으로 코무늬코드 값의 비유사도(dissimilarity, 이하 “거리”라 한다)를 계산하여 비교하는 방법을 사용하며, 비교하는 방법 중에서 a) 기본매칭(Simple matching) 방법, b) 이동매칭(Shift matching) 방법, c) 영역분할이동매칭(Blockwise shift matching) 방법 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

(A) 기본매칭(Simple matching) 방법

도 53은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드를 기본매칭으로 인증하는 방법을 예시한 도면이다.

도 53에서 도시된 바와 같이, 관심영역 A의 전체영역과 관심영역 B의 전체영역을 비교한다. 관심영역 A의 A1부터 An까지의 셀그룹에 대응되는 코무늬코드 값을 생성하고, 관심영역 B의 B1부터 Bn까지의 셀그룹에 대응되는 코무늬코드 값을 생성한 뒤, 관심영역 A의 코무늬코드와 관심영역 B의 코무늬코드 간의 거리를 비교하여 미리 정해진 임계값(이하 “식별기준”이라 한다)보다 작으면 동일한 개체로, 크면 다른 개체로 판단한다.

도 54는 본 발명의 일 실시예로서 동일한 개체의 코무늬에서 코무늬코드를 비교하기 위해 선택한 관심영역의 위치가 다를 경우를 예시한 도면이다.

하지만 도 54에 도시된 바와 같이, 기본매칭 방법에서는 동일한 개체라도 선택된 관심영역의 위치가 달라지면 서로 다른 코무늬로 판단하기 때문에 동일한 위치로부터 관심영역을 선택하는 것이 인식률을 높이는 관건이 된다. 즉 기본매칭 방법은 관심영역을 정확히 같은 위치로부터 선택하는 것이 쉽지 않은 경우에는 인식에 오류가 발생할 가능성이 높다.

(B) 이동매칭 (Shift matching)방법

상기 도 54에서 도시된 바와 같이, 관심영역 A와 관심영역 B를 기본매칭으로 비교를 하면 동일한 개체임에도 불구하고 다른 개체로 판단할 가능성이 매우 높다. 예를 들면 관심영역 A 내의 셀그룹 A1과 관심영역 B 내의 셀그룹 B1는 관심영역을 기준으로 하면 같은 위치에 있는 셀그룹이므로 기본매칭에서는 셀그룹 A1과 셀그룹 B1을 비교하게 된다. 따라서 다른 개체로 판단을 하게 된다.

하지만, 관심영역 A 내의 셀그룹 A1과 관심영역 B 내의 셀그룹 B2를 비교하게 되면 같은 무늬를 가지고 있기 때문에 동일한 주파수변환 값이 만들어지게 된다. 따라서 관심영역 전체를 서로 비교하는 것보다는 코무늬 특징이 비슷한 관심영역 내의 일부 영역(이하 “국소영역”이라 한다)을 선택하여 서로 비교하는 것이 인식에 오류가 발생할 가능성이 낮다.

도 55는 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드를 이동매칭으로 인증하는 방법을 예시한 도면이다.

도 55에서 도시된 바와 같이, 관심영역 A의 국소영역 a와 관심영역 B 내의 국소영역 b을 비교한다. 국소영역 a의 a1부터 an까지의 셀그룹을 사용하여 구성된 코무늬코드와 국소영역 b의 b1부터 bn까지의 셀그룹을 사용하여 구성된 코무늬코드 간의 거리를 계산한다.

이 때 이동매칭 방법은 비교대상인 관심영역 A의 국소영역 a와 관심영역 B 내의 국소영역 b를 전체 관심영역 내에서 이동(평행이동)시켜 가면서 이에 해당하는 코무늬코드 값의 거리를 계산한다. 따라서 기본매칭처럼 한 개의 거리 값이 나오는 것이 아니라 이동(평행이동)된 국소영역에 해당하는 복수의 거리 값이 계산된다. 계산된 복수의 거리 값 중에서 최소값을 선택하여 식별기준보다 작으면 동일한 개체로, 크면 다른 개체로 판단한다.

이를 위해 각 국소영역별로 코무늬코드를 구성해야 한다. 즉, 국소영역별로 그 국소영역 내의 각 셀그룹마다 주파수변환 값을 구성해야 한다. 이를 위해 서로 다른 국소영역 내의 각 셀그룹마다 주파수변환 값을 계산하는 것이 필요하게 된다. 이러한 계산에서 계산의 효율성을 위해 각 국소영역 내의 셀그룹마다 주파수 변환 값을 계산하지 않고 이미 계산된 셀그룹으로부터의 주파수변환 값을 이용할 수도 있다. 즉, 특정 국소영역의 어떤 셀그룹과 다른 국소영역의 한 셀그룹이 같은 경우 재계산을 하지 않고 기존 계산 결과를 이용하는 것이다. 국소영역과 셀그룹을 구성할 때 이러한 계산의 효율성을 염두해두고 구성할 수 있다. 이러한 효율적인 계산이 가능한 경우, 가능한 모든 (서로 다른 모든 국소영역의) 셀그룹에 대해 주파수변환 값을 계산해 두고 특정 국소영역을 비교할 때 그 국소영역에 해당하는 주파수변환 값을 이용해 해당 국소영역의 코무늬코드를 구성한다.

도 56은 본 발명의 일 실시예로서 동일한 개체의 코무늬에서 코무늬코드를 비교하기 위해 선택한 관심영역이 상하와 좌우의 비율이 다르게 생성된 경우를 예시한 도면이다.

하지만 도 56에 도시된 바와 같이, 이동매칭방법에서는 동일한 개체라도 선택된 관심영역이 다른 형태로 변환(상하와 좌우의 비율이 다름)이 일어나면 국소영역 전체를 평행이동 해가며 비교하더라도 서로 다른 코무늬로 판단하기 때문에, 변환이 일어난 형태를 고려하는 것이 인식률을 높이는 관건이 된다. 즉 이동매칭방법은 국소영역 전체를 이동(평행이동)해도 비교하고자 하는 국소영역과 일치하지 않는 경우나, 관심영역을 선정할 때의 각 영역이 동일한 형태로 변환이 일어나지 않은 경우에는 인식에 오류가 발생할 가능성이 매우 높다.

(C) 영역분할이동매칭 (Blockwise shift matching)방법

상기 도 56에서 도시된 바와 같이, 관심영역 A의 국소영역 a와 관심영역 B의 국소영역 b를 이동(평행이동)하여 비교하면 동일한 개체로 인식할 가능성이 없다.

하지만 국소영역 전체를 비교하지 않고 코무늬 특징이 비슷한 국소영역의 일부 영역(이하 “조각영역”이라 한다)을 선택하여 조각영역 별로 이동(평행이동)하면서 서로 비교하면 동일한 개체로 인식할 수가 있어 인식에 오류가 발생할 가능성이 낮다. 예를 들면 국소영역 a 내의 조각영역의 셀그룹 A3와 국소영역 b 내의 조각영역 셀그룹 B2, 국소영역 a 내의 조각영역의 셀그룹 A5와 국소영역 b 내의 조각영역 셀그룹 B5, 국소영역 a 내의 조각영역의 셀그룹 A7와 국소영역 b 내의 조각영역 셀그룹 B8은 각각 서로 같은 무늬를 가지고 있기 때문에 대응하는 셀그룹을 통해서 계산된 주파수변환 값이 서로 같게 된다. 따라서 조각별로 이동(평행이동)해가면 조각별로 같은 코무늬로 인식할 수 있게 된다.

도 57은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드를 영역분할이동매칭으로 인증하는 방법을 예시한 도면이다.

도 57에서 도시된 바와 같이, 관심영역 A의 국소영역 a의 조각영역 α와 관심영역 B 내의 국소영역 b의 조각영역 β를 비교한다. 관심영역 A의 국소영역 a와 관심영역 B의 국소영역 b를 각각 가로 n개, 세로 m개로 나누어 n*m개의 조각들로 나눈다. 국소영역 a의 각 조각에 대해 이에 해당하는 코무늬코드 값과 국소영역 b의 각 조각에 해당하는 코무늬코드 값 간의 거리를 계산한다.

영역분할이동 매칭 방법은 비교대상인 조각영역 α와 조각영역 β를 정해진 범위 내에서 이동(평행이동)시켜 가면서 이에 해당하는 코무늬코드 값의 거리를 계산한다. 따라서 이동매칭에서는 방법에서는 이동(평행이동)된 국소영역의 각 쌍에 대해 하나의 거리 값이 계산되지만, 영역분할이동매칭 방법에서는 이동(평행이동)된 조각영역의 각 쌍에 대해 하나의 거리 값이 계산된다. 즉, 국소영역 간의 거리 값이 아닌 조각영역 간의 거리 값이 계산되기 때문에, 식별기준과 비교를 하기 위해서는 조각영역 간의 거리를 이용하여 하나의 거리(이하 “최종거리”라 한다)를 계산하는 것이 필요하다.

영역분할이동 매칭방법에서는 최종거리를 구하기 위해서, 우선 각 조각별로 조각거리를 계산한다. 즉, 각 조각에 대해 상기 조각영역을 이동(평행이동)하여 생성되는 조각영역과 이에 대응되는 비교 관심영역상의 조각영역과의 거리를 구하고, 이 값들의 최소값(이하 “조각거리”라 한다)을 계산한다. 이러한 조각거리들이 각 조각별로 계산되면 이러한 조각거리들의 기하평균 또는 산술평균값이나 조각거리들 중 최소값을 최종 거리로 삼는다. 이 최종거리가 식별기준보다 작으면 동일한 개체로, 크면 다른 개체로 판단한다.

이러한 코무늬코드 인증 과정(기본매칭, 이동매칭, 영역분할이동 매칭)에서 상기 관심영역 A는 기등록 코무늬코드를 생성하는 관심영역이고, 상기 관심영역 B는 인증용 코무늬코드를 생성하는 관심영역일 수 있으며, 또한 그 반대도 가능하다.

다음은 상기에서 서술한 코무늬코드를 인증하는 방법으로 거리를 계산하여 비교하는 방법에 대하여 가보 사인 변환을 예시로 들어 상세하게 살펴본다.

[예] 가보 사인 변환

(A) 기본매칭 방법

가보사인변환을 통해서 생성된 주파수 변환 코드를 C라고 하고, 마스킹코드생성부에서 생성한 마스킹코드를 M이라고 하면, 두 개의 비교대상 관심영역 A, B 중 A의 코무늬코드는 N비트 주파수 변환 코드 C1과 이에 대응되는 N비트 마스킹코드 M1으로 구성된다. 또한 B의 코무늬코드는 N비트 주파수 변환 코드 C2와 이에 대응되는 N비트 마스킹코드 M2로 구성된다.

이 때 두 코무늬코드 사이의 거리(D)는 수식(7)을 사용하여 계산할 수 있다.

------------ 수식(7)

이 때, XOR 는 bitwise Exclusive-OR 연산을 뜻하고, AND 는 bitwise AND 연산을 뜻한다. |A|는 비트 값이 1인 비트열 A의 비트의 수를 나타낸다.

상기 계산된 거리가 식별기준보다 작으면 두 코무늬이미지가 나타내는 개체는 동일하다고 판단하고, 그렇지 않으면 서로 다르다고 판단한다.

(B) 이동매칭 방법

가보사인변환을 통해서 생성된 관심영역의 국소영역에서의 주파수 변환 코드 값을 C라고 하고 마스킹코드 값을 M이라고 하면, 두 개의 비교대상 국소영역 a, b 중 a의 코무늬코드 값에 해당하는 주파수 변환 코드 값 C1과 이에 대응되는 마스킹코드 값 M1으로 구성된다. 또한 국소영역 b의 코무늬코드 값은 주파수 변환 코드 값 C2와 이에 대응되는 마스킹코드 값 M2로 구성된다.

도 58은 본 발명의 일 실시예로서 가보사인변환으로 코무늬코드를 이동매칭으로 인증하는 과정을 예시를 들어 설명한 도면이다.

국소영역 a에 해당하는 사각형의 좌측 하단좌표

의 범위로 가능한 값의 집합을 R₁이라고 하고, 국소영역 b에 해당하는 사각형의 좌측 하단좌표

의 범위로 가능한 값의 집합을 R₂라고 하면, 도 58은 R₁={(1,1)}, R₂={(0,0),(1,0),(2,0),(0,1),(1,1),(2,1),(0,2),(1,2),(2,2)}인 경우를 나타내고 있다. 이 때, 상기 집합의 원소 (a, b)는 국소영역에 해당하는 사각형의 네 개의 꼭지점 중에서 좌측 하단에 해당하는 위치를 나타낸다.

이 때 상기 국소영역에서 생성된 코무늬코드 값(a(1,1))과 국소영역에서 생성된 코무늬코드 값 9개(b(0,0), b(1,0), b(2,0), b(0,1), b(1,1), b(2,1), b(0,2), b(1,2), b(2,2)가 생기며, 각각 하나씩 비교하면 9개의 거리가 계산된다. 상기 계산된 거리 값 중에서 최소값인 거리를 선택해서 식별기준과 비교하면 된다.

따라서, 임의의 관심영역 A의 국소영역 a와 관심영역 B의 국소영역 b의 코무늬코드 값을 각각

라고 할 때, 두 국소영역의 거리는 수식(8)을 사용하여 계산할 수 있다.

----------------- 수식(8)

이 때, XOR 는 bitwise Exclusive-OR 연산을 뜻하고, AND 는 bitwise AND 연산을 뜻한다. |A|는 비트 값이 1인 비트열 A의 비트의 수를 나타낸다.

(c) 영역분할이동매칭(Blockwise shift matching)방법

가보사인변환을 통해서 생성된 관심영역의 국소영역의 조각영역에서의 주파수 변환 코드 값을 C라고 하고, 마스킹코드 값을 M이라고 하면, 두 개의 비교대상 조각영역 α와 조각영역 β중 조각영역 α의 코무늬코드 값은 주파수 변환 코드 값 C1과 이에 대응되는 마스킹코드 값 M1으로 구성된다. 또한 조각영역 β의 코무늬코드 값은 주파수 변환 코드 값 C2와 이에 대응되는 마스킹코드 값 M2로 구성된다.

도 59는 본 발명의 일 실시예로서 가보사인변환으로 코무늬코드를 영역분할이동매칭으로 인증하는 과정을 예시를 들어 설명한 도면이다.

조각영역 α에 해당하는 사각형의 좌측 하단좌표

로 가능한 값의 집합을 R₁이라고 하고, 조각영역 β에 해당하는 사각형의 좌측 하단좌표

로 가능한 값의 집합을 R₂라고 하면, 도 58은 R₁={(1,1)}, R₂={(0,0),(1,0),(2,0),(0,1),(1,1),(2,1),(0,2),(1,2),(2,2)}인 경우를 나타내고 있다. 이 때, 상기 집합의 원소 (a, b)는 조각영역에 해당하는 사각형의 네 개의 꼭지점 중에서 좌측 하단에 해당하는 위치를 나타낸다.

이 때 상기 에서 생성된 조각영역 코무늬코드 값(α(1,1))과 에서 생성된 조각영역 코무늬코드 값 9개(β(0,0), β(1,0), β(2,0), β(0,1), β(1,1), β(2,1), β(0,2), β(1,2), β(2,2))가 생기며, 각각 하나씩 비교하면 9개의 거리가 계산된다. 이 9개의 거리 중 최소값이 조각거리가 된다. 각 조각별로 이러한 조각거리를 구하면, 산술평균, 기하평균, 최소값 등으로 최종거리를 산출한다.

따라서, 임의의 관심영역 A의 k번째 조각 α를 만큼 이동(평행이동)해서 구성한 코무늬코드를 , 라고 하고, 관심영역 B의 k번째 조각 β를만큼 이동(평행이동)해서 구성한 코무늬코드를 , 라고 할 때, 대응하는 k번째 두 조각 사이의 조각거리는 수식(9)를 사용하여 계산할 수 있다.

------------------- 수식(9)

이 때, XOR 는 bitwise Exclusive-OR 연산을 뜻하고, AND 는 bitwise AND 연산을 뜻한다. |A|는 비트 값이 1인 비트열 A의 비트의 수를 나타낸다.

최종거리는 상기 수식(9)에 의해서 계산된 각각의 조각거리들의 기하평균 또는 산술평균을 계산하거나 조각거리들 중에서 최소값을 선택한 것이다. 상기에서 계산된 최종거리가 식별기준보다 작으면 동일한 개체로, 크면 다른 개체로 판단한다.

이러한 코무늬코드 인증 과정(기본매칭, 이동매칭, 영역분할이동 매칭)에서 상기 관심영역 A는 기등록 코무늬코드를 생성하는 관심영역이고, 상기 관심영역 B는 인증용 코무늬코드를 생성하는 관심영역일 수 있으며, 또한 그 반대도 가능하다.

다음은 상기에서 서술한 코무늬코드식별부에 대해서 상세하게 살펴본다.

코무늬코드식별부는 인증용 코무늬코드를 이용해서 코무늬코드 데이터베이스에 저장된 다수의 기등록 코무늬코드와의 비교를 통해서 식별(일대다 비교)한다.

상기 인증용 거리를 측정하는 단계에서 서술한 기본매칭 방법, 이동매칭 방법, 영역분할이동매칭 방법은 단수의 인증용 코무늬코드와 단수의 기등록 코무늬코드와의 거리를 측정(일대일 매칭)한 것이며, 실제로는 단수의 기등록 코무늬코드보다는 셀 수 없이 많은 종들과 품종들의 기등록 코무늬코드와의 거리를 측정(일대다 매칭)해서 인식한다.

도 60은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드로 식별(일대다 매칭)하는 방법에 대해서 예시한 도면이다.

도 60에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임의의 인증용 코무늬코드를 기등록 코무늬코드 데이터베이스(DB)에 등록 저장된 다수의 기등록 코무늬코드 k개(기등록 코무늬코드_1, 기등록 코무늬코드_2, …, 기등록 코무늬코드_k)와의 일대일 매칭을 한다. 이 때 각각의 코무늬코드는 상기에서 서술한 바와 같이 주파수 변환 코드(Ck)와 마스킹코드(Mk)로 구성되며, 기등록 코무늬코드의 데이터베이스(DB)는 이미지인식부에 설치될 수 있다.

임의의 인증용 코무늬코드와 임의의 기등록 코무늬코드_k와의 거리를 Dk라고 표현하면, 각각의 거리는 D1, D2, D3,…, Dk로 표시할 수 있으며, 그 값은 다양하게 나올 것이다.

이 때 인증용 코무늬코드와 기등록 코무늬코드와의 거리를 계산하여, 그 거리 값의 비교를 통하여 내림차순이나 올림차순으로 정렬이 가능하다. 여기서 식별기준에 따라 단수 또는 다수의 후보군을 정할 수가 있는데, a) 식별기준 이하인 모든 기등록 코무늬코드를 정렬한 값 중에서 거리가 최소인 기등록 코무늬코드를 선택할 수도 있으며, b) 식별기준 이하의 모든 기등록 코무늬코드를 선택할 수도 있으며, c) 식별기준 이하의 기등록 코무늬코드를 정렬하여 최소값에 가까운 순서대로 최소 몇 개 등으로 선택할 수도 있다.

예를 들면 도 60에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임의의 인증용 코무늬코드와 임의의 기등록 기등록 코무늬코드_k와의 거리 값이 D3 < D1 < Dk< D2 <…… 순으로 내림차순으로 정렬이 되고, D3, D1, Dk, D2 모두 식별기준을 만족한다고 가정을 했을 때, (A) 방법으로 후보군을 정하면 D3이 만족하므로 D3을 선택할 수 있다. 또한, (B) 방법으로 후보군을 정하면 D3, D1, Dk, D2 모두 만족하므로 모두 선택할 수 있다. 또한, (C) 방법에서 최소 3개로 후보군을 한정하면 D3, D1, Dk까지 만족하기 때문에 D3, D1, Dk를 선택할 수 있다.

전술한 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부는 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지인식부를 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.

이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예를 구현하기 위한 기능적인(Functional) 프로그램, 코드 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 일 실시예가 속하는 기술분야의 프로그래머들에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

다음은 상기 기술한 동물의 특성을 고려한 동물 개체 인식 방법의 기술적 구성에 대하여 살펴본다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동물 개체 인식장치의 수행방법은 다음과 같은 순서로 진행한다(도 11참조). 동물 개체 인식을 위해서 피인식동물에 맞는 동물모션고정부를 선정한다(S1101). 선정된 동물모션고정부로 해당 피인식동물이 움직이지 못하도록 고정한다(S1102). 동물모션고정부에 의해 고정된 피인식동물의 코 부위는 코무늬이미지를 얻기 위하여 이미지획득부와 연결한 뒤(S1103), 이미지획득부로 피인식동물의 코무늬이미지를 획득한다(S1104). 이 때 획득한 코무늬이미지는 이미지인식부로 전달이 되거나, 이미지인식부에서 보정코무늬이미지로 변환될 수도 있다. 이미지획득부에서 획득한 뒤 전달된 코무늬이미지로부터 이미지인식부는 코무늬코드를 생성한다(S1105). 이미지인식부는 생성된 코무늬코드를 등록하고, 미리 사전에 등록된 코무늬코드와 인식을 위해 획득한 코무늬코드를 이용하여 피인식동물의 개체를 인증하고 식별한다(S1106).

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 앞에서 기술한 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 중복 기재를 피하기 위하여 생략한다.

다음은 상기에서 서술한 본 발명의 일 실시예에 따른 동물모션고정부의 수행방법은 다음과 같은 순서로 진행한다(도 21참조). 동물 개체 인식을 위해서 피인식동물에 맞는 동물모션고정부를 선정한다(S2101). 이 때 대상 동물의 전체 크기, 다리 길이, 발 크기, 얼굴크기, 코 위치 등을 고려하여 선정하다. 선정한 동물모션고정부 중에서 먼저 상체고정부를 피인식동물에 설치한다(S2102). 설치된 상체고정부로 피인식동물의 상체를 고정시킨다(S2103). 이 때 피인식동물의 어깨 둘레의 길이에 맞춰 상체고정부재와 상체압력조절부재를 통하여 상체고정부재의 길이와 가하는 압력을 조절한다. 상체고정부에 의해 상체부위가 고정된 피인식동물에 하체고정부를 설치한다(S2104).

이 때 설치한 하체고정부를 이용하여 피인식동물의 하체부위를 고정시킨다(S2105). 이 때 피인식동물의 발이나 다리 둘레길이에 맞춰 하체고정부재와 하체압력조절부재를 통하여 하체고정부재의 둘레 길이와 가하는 압력을 조절한다. 또한 보폭조절부를 이용하여 피인식동물의 보폭에 맞도록 조절하며, 상체고정부와 하체고정부를 연결할 필요가 있을 경우에는 높이조절부를 이용하여 피인식동물의 키를 고려하여 높이를 조절한다.

상체고정부와 하체고정부에 의해 고정된 피인식동물에 안면고정부를 설치한다(S2106). 설치한 안면고정부를 이용하여 피인식동물의 안면부위를 고정시킨다(S2107). 이때 높이조절부를 이용하여 안면부위까지의 높이를 조절하며, 평형조절부를 이용하여 피인식동물의 코 부위가 이미지획득부와 최대한 정면방향으로 위치할 수 있도록 조절한다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 앞에서 기술한 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 중복 기재를 피하기 위하여 생략한다.

다음은 상기에서 서술한 본 발명의 일 실시예에 따른 이미지획득부의 코무늬이미지를 획득하는 방법은 다음과 같은 순서로 진행한다(도 38 참조).

사용자가 디스플레이부에서 버튼을 눌러 피인식동물의 종을 선택하거나(자동모드) 수동모드를 선택한다(S3801).

자동모드일 경우에는 피인식동물의 종 선택이 완료되면, 촬영버튼을 눌려 촬영의사가 있음을 알려주고, 그 시점을 기준으로 촬영부의 렌즈모듈을 기준설정값 범위 내에서 이동하면서(a, b값 조절) 초당 n 프레임의 코무늬스냅샷을 획득한다(S3802). 이 때, 자동모드일 경우에는 이미지분석부가 촬영을 위한 움직임 지시를 동물의 종에 맞는 기준설정값(참조DB)으로 선택 사용하는 촬영부와, 촬영가이드부 및 조명부는 피인식동물에 맞게 화각과 초점(거리)와 조명 등이 조절된다.

하지만 수동모드일 경우에는 디스플레이부를 통해서 개별 특성항목의 항목품질도를 확인해가면서 사용자가 코무늬 스냅샷에 대한 판단을 직접 수행해서 선택한다.

촬영부의 센서에서 획득한 코무늬스냅샷은 버퍼에 저장되며, 버퍼에 저장된 코무늬스냅샷으로부터 항목품질도를 주연산부에서 계산하여 참조DB에서 기 저장된 항목품질도를 만족하는 지를 판단한다(S3803). 항목품질도를 만족하는 코무늬이미지가 선택되면 그 코무늬이미지를 버퍼에 저장한다(S3804).

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 앞에서 기술한 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 중복 기재를 피하기 위하여 생략한다.

다음은 상기에서 본 발명의 일 실시예에 따른 동물의 코무늬이미지를 분석하여 이를 인식하는 방법은 다음과 같은 순서로 진행한다(도 40참조). 동물모션고정부와 이미지획득부를 이용해 피인식동물의 코무늬이미지를 획득하는 단계(S4001)와, 상기 코무늬이미지(보정 코무늬이미지)에서 분석대상 영역인 관심영역(Region of Interest, 이하 “ROI” 또는 “관심영역”을 혼용한다)을 설정하는 단계(S4003)와, 상기 생성된 관심영역에서 코무늬코드를 생성하는 단계(S4005)와, 상기 생성된 코무늬코드를 등록하는 단계(S4006)와, 등록단계에서 저장된 코무늬코드(이하 “기등록 코무늬코드”라 한다)와 새로 생성한 코무늬코드(이하 “인증용 코무늬코드”라 한다) 와의 거리를 측정하여 일대일(1:1)매칭하는 인증단계(S4007)와, 측정된 거리에 따라 일대다(1:N)매칭하여 피인식동물의 개체를 식별하는 단계(S4008)로 구성된다.

여기서 단계 S4001에서 획득한 코무늬이미지에서 보정과정을 거친 이미지(이하 “보정코무늬이미지”라 한다)로 변환하고, 이를 저장하는 단계(S4002)가 추가될 수 있으며, 단계 S4003에서 설정된 관심영역으로부터 표준화한 관심영역(Standardized Region of Interest, 이하 “표준관심영역”이라 한다)을 생성하는 단계(S4004)가 추가될 수 있다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 상기에서 서술한 코무늬이미지를 선택하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다.

이미지촬영부에서 코무늬스냅샷을 얻은 후, 얻은 코무늬이미지 스냅샷 중에서 이미지인식부가 피인식동물의 인식(인증 및 식별)이 가능할 수 있도록, 촬영한 코무늬이미지를 특성항목에 따라 항목품질도를 계산하여, 항목품질도가 기준품질도를 만족하는 이미지를 선택한다. 만약 코무늬이미지 스냅샷 중에서 기준품질도를 만족하는 이미지가 없는 경우는 전체 코무늬이미지 스냅샷을 버리고, 이미지촬영부로부터 새로운 코무늬이미지 스냅샷 촬영을 요청한다. 이러한 선택 과정에서는 촬영한 코무늬이미지 스냅샷의 각각의 코무늬이미지들에 대한 개별 특성항목의 기준품질도를 기준으로 코무늬이미지의 품질을 평가하는데, 예를 들면 이미지 상에 과도한 빛반사가 있는지(빛 반사 정도), 이미지가 양질의 지(선명도), 이미지의 명암(contrast)이 적합한지(명암비), 코무늬이미지 식별에 사용할 코무늬이미지 영역이 충분히 나타나 있는지(캡쳐 범위), 코무늬이미지 노이즈 정도 등을 평가하여 각각의 기준품질도를 모두 만족하는 코무늬이미지가 있으면 선택하고, 그렇지 않으면 코무늬이미지의 재촬영을 요청한다.

만약, 각각의 기준품질도를 만족하는 코무늬이미지가 하나가 아닌 다수가 있을 경우에는 다수의 코무늬이미지 중에서 종합품질도를 계산하여, 그 중에서 가장 높은 종합품질도를 가진 코무늬이미지를 선택한다. 이러한 코무늬이미지 평가 과정은 이미지분석부나 이미지인식부에서 이루어져 이미지 획득 과정에서 실시간으로 수행될 수 있다.

만약, 각각의 기준품질도를 만족하는 코무늬이미지가 단수가 아닌 다수가 있을 경우에는 다수의 코무늬이미지 중에서 종합품질도를 계산하여, 그 중에서 가장 높은 종합품질도를 가진 코무늬이미지를 선택한다. 이러한 코무늬이미지 평가 과정은 이미지획득부나 이미지인식부에 구성되는 이미지분석부에서 이루어져 이미지 획득 과정에서 실시간으로 수행될 수 있다.

다음은 앞서 서술한 특성 항목에 대해서 상세하게 살펴본다. 특성 항목은 동물 종별 특성과 상관없는 일반적인 이미지 선택에 필요한 항목(A1-A3)과 동물 종별 특성과 관련 있는 항목(A4-A12)으로 구성되어 있다.

첫번째는 (A1)선명도(sharpness), (A2)명암비(contrast ratio), (A3)노이즈 레벨(noise level) 등이 있다. 두번째는 (A4)코무늬이미지 영역의 캡쳐 범위, (A5)빛 반사 정도, (A6)콧구멍의 위치, (A7)콧구멍 선명도, (A8)콧구멍 명암비, (A9)콧구멍 노이즈 정도, (A10)콧구멍과 관심영역 경계 선명도, (A11)콧구멍과 관심영역 경계 명암비, (A12)콧구멍과 관심영역 경계 노이즈 정도 등이 있다. 이외에도 동물 종별 특성에 따라 다양한 측정항목이 부가될 수도 있고, 상기 항목이 제외될 수도 있으며, 상기 항목들은 예시일 뿐이다.

다음은 상기에서 서술한 코무늬이미지를 선택하는 방법에 대하여 상세하게 살펴본다. 코무늬 스냅샷의 모든 코무늬이미지를 상기 각 항목들에 대하여 항목품질도를 측정한다. 이 때 항목품질도는 모두 수치로 표현된 값이며, 이들 측정 결과 수치들을 바탕으로 기 설정 저장되어 있는 기준품질도와 비교하여 코무늬이미지를 선택한다. 이 때 선택한 이미지가 단수가 아닌 다수일 경우에는 항목품질도가 기준품질도를 만족하는 다수의 코무늬이미지들의 종합품질도를 각각 계산하여 종합품질도가 가장 높은 이미지를 선택한다. 상기 종합품질도를 계산하는 방법은 항목품질도를 가중 합산하여 측정한다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 코무늬이미지에서 보정코무늬이미지로 변환하는 방법에 대하여 살펴본다.

코무늬이미지가 선택이 되면 피인식동물의 식별의 성능을 향상시키기 위해서 획득한 코무늬이미지의 보정 과정이 필요할 수도 있다. 획득된 코무늬이미지 중에는 촬영 환경에 따라 노이즈(noise) 수준, 블러링(blurring) 정도 등이 다를 수 있다. 또한 명암 비 조정(contrast adjustment)을 통하여 명암 영역이 동일한 범위 내에 있도록 하거나 명암 분포를 동일한 기준으로 맞추는 작업이 필요할 수도 있다.

본 발명에서는 명암분포를 동일한 기준으로 맞추기 위하여 히스토그램 동일화(histogram equalization)기법을 사용한다. 즉, 모든 코무늬이미지에 대하여 동일한 명암 분포 기준을 부여하기 위한 변환함수(transformation function)를 결정하고, 상기 변환 함수를 각 코무늬이미지의 명암 값에 대한 상대적 도수(relative frequency) 분포에 적용시킴으로써 코무늬이미지에 대한 히스토그램 표준화를 수행한다.

또한 노이즈 수준 및 블러링 등의 문제를 해결하기 위해서 이미지 필터링을 수행하는데, 노이즈 수준의 조절을 위해서 가우시안 필터(gaussian filter) 또는 메디안 필터(median filter) 등을 사용하며, 주파수 도메인에서는 다양한 종류의 로우패스필터(lowpass filter)를 사용하여 제거하기도 한다.

또한 코 부위가 도드라져 보이게 하기 위하여 도함수를 이용한 샤프닝(sharping) 기법을 적용하고, 기타 훼손된 이미지 복원을 위해서는 디콘볼루션(deconvolution) 기법 등을 적용할 수도 있다.

다음은 코무늬이미지(보정코무늬이미지)에서 관심영역을 설정하는 방법에 대하여 살펴본다.

먼저 코무늬이미지로부터 관심영역을 설정하기 위해 기준이 되는 영역인 콧구멍의 경계를 설정한다.

도 42는 본 발명의 일 실시예로서 콧구멍의 경계를 설정하는 방법을 예시한 도면이다.

도 42에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 코무늬이미지의 콧구멍 부분은 간접조명으로 인해 음영(shade)이 나타난다. 이 음영의 경계가 콧구멍의 경계가 되는데, 경계의 모양은 대부분 원 또는 타원 등의 일부분 형태를 지닌다. 이러한 콧구멍의 경계를 찾기 위해서 먼저 이미지 음영정보로부터 콧구멍 내부의 점을 하나 또는 복수로 잡고, 그 점(들)을 중심으로 반직선을 따라 밝기의 변화로부터 콧구멍의 경계점들을 찾아낸다. 이 때 여러 방향으로 나가는 반직선들을 따라서 그레이스케일에서 급격한 밝기 변화가 일어나는 지점들을 표시하며, 이러한 지점들을 콧구멍의 모양이나 위치 정보를 감안한 통계분석 등을 통해서 가장 적합한 점들로 구분해낸다.

상기 통계분석 시 여러 방향으로 콧구멍 내부 경계상의 모든 점을 추출할 수도 있지만, 일부만을 추출할 수도 있다.

이 때 간접조명으로 인해 음영이 나타나는 부분이 콧구멍이 아닌 다른 영역이 있을 수 있기 때문에 복수의 점을 선택해서 콧구멍의 모양이나 위치 정보를 감안한 통계분석을 통하여 콧구멍이 아닌 다른 부분을 경계로 찾는 것을 사전에 방지할 수 있다.

상기 단계에서 추출한 콧구멍의 안쪽 경계점을 기준으로 콧구멍의 경계에 적합한 곡선으로 근사한다, 이 때 곡선은 다양한 회귀분석(regression analysis)등을 통해서 찾은 점들을 가장 잘 대표하는 곡선을 찾는데, 이 때 대부분 원이나 타원으로 근사된다. 좌, 우 콧구멍의 경계는 코의 정면에서 보았을 때 대칭적이라고 볼 수 있는데, 코무늬이미지 획득 시 코의 정면에서 약간 벗어나거나 기울어진 위치에서 획득이 된 경우는 근사한 2개의 좌, 우 곡선이 타원일 수도 있다.

또한 좌, 우의 경계를 개별적으로 근사하기 때문에, 근사하는 곡선이 한쪽이 원이고, 다른 한쪽이 타원인 경우도 발생할 수도 있다.

또한 근사한 곡선이 좌, 우가 동일한 원이나 타원이라도 원이나 타원의 크기가 각각 다를 수도 있다.

상기 단계에서 근사한 곡선의 내부를 제외한 곡선 영역 사이의 사각형 영역을 설정한다. 이를 위해서 a) 먼저 근사한 두 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 단계를 거치고, b) 여기서 구분된 곡선 사이의 영역에 포함된 사각형 영역을 관심영역으로 설정한다.

(A) 근사한 두 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 단계

도 44는 본 발명의 일 실시예로서 근사한 곡선(원, 타원)의 내부를 제외한 곡선 사이에 위치하여 각 콧구멍 반대쪽에 있는 영역을 구분하는 방법을 예시한 도면이다.

도 44에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 곡선근사부에서 근사된 좌, 우 곡선에 대하여, 좌, 우 곡선의 중심을 연결하고, 중심연결선과 곡선이 만나는 점을 추출하고, 추출한 점에서 접선(왼쪽 접선을 T_L 로 오른쪽 접선을 T_R 로 표기)을 각각 콧구멍 사이에 상하로 그린다. 이 때 접선은 좌, 우 곡선이 대칭일 경우에는 중심연결선에 수직일 수도 있으며, 대칭이 아닌 경우 수직이 아닐 수도 있다. 또한 선택하는 콧구멍 경계점 위치에 따라 달라질 수 있으며, 이에 의해 관심영역의 모양이나 범위도 달라질 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 근사한 두 곡선의 상, 하 꼭지점을 연결하는 선분(위쪽 직선을 T_U 로 아래쪽 직선을 T_D로 표기)을 그린다.

만약 이때 근사한 곡선이 원일 경우에는 공통접선은 두 원의 공통외접선을 뜻하며, 근사한 곡선이 타원일 경우에는 타원의 4개의 꼭지점 중에서 타원의 중심을 기준으로 상, 하에 있는 점들을 연결한 선을 말한다. 이 때 접선은 선택하는 상, 하 점들의 위치에 따라 달라질 수 있으며, 이에 의해 관심영역의 모양이나 범위도 달라질 수 있다.

(B) 구분된 곡선 사이의 영역에 포함된 사각형 영역을 관심영역으로 설정하는 단계

도 45는 본 발명의 일 실시예로서 근사 곡선(원, 타원)사이의 사각형 영역을 관심영역으로 설정하는 방법을 예시한 도면이다.

도 45에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 (A)단계에서 생긴 4개의 접선으로 이루어진 사각형 영역을 관심영역으로 설정한다. 이 때 사각형 모양은 이미지획득부를 바라보는 피인식동물의 코 부위의 방향에 따라 동일한 피인식동물이라도 다른 모양이 될 수 있으며, 이에 의해 관심영역도 달라질 수 있다.

한편 상기 (A), (B)단계에서 근사한 곡선이 타원일 경우에는 콧구멍의 경계를 상기에서 예시한 바와 같이 좌, 우 곡선을 개별적으로 근사한 뒤에, 꼭지점을 구하는 방법을 사용하지 않고, 두 타원의 중심연결선이 각 타원의 꼭지점을 지나가도록 하는 제한사항을 두어 두 타원을 근사할 수도 있다.

즉, 코의 두 내부 경계는 정면에서 코를 보았을 때 대칭적인 모양을 갖는다고 가정하면, 정면에서 보았을 때는 두 타원의 중심연결선이 타원과 만나는 점은 타원의 꼭지점이 된다. 따라서 중심연결선과 꼭지점으로 타원을 근사할 수도 있다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역을 표준화한 표준관심영역을 생성하는 단계에 대하여 상세하게 살펴본다.

상기 관심영역단계에서 설정된 관심영역을 표준화할 필요가 있을 경우에 표준화하기 위해서 관심영역을 표준관심영역으로 변환한다.

도 46은 본 발명의 일 실시예로서 동일한 코무늬이미지로부터의 관심영역이 근사곡선(원, 타원)에 따라 달라지는 것을 설명하기 위해 예시한 도면이다.

도 46에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 동일한 피인식동물의 코무늬사진이라도 관심영역을 설정하기 위해 근사하는 곡선이 다를 경우에 얻은 사각형모양의 관심영역이 다르며, 또한 상기에서 얻은 사각형 모양의 관심영역은 이미지획득부를 바라보는 피인식동물의 코 부위의 방향에 따라 동일한 피인식동물이라도 다른 모양이 될 수 있다.

이는 피인식동물을 식별하고 인식할 때 정확도를 저하시키는 요인이 되므로 코무늬이미지 획득 방향과 근사곡선 모양에 상관없이 동일한 결과가 나올 수 있도록 표준형태로 변환하는 단계 및 수단이 필요할 수도 있다.

표준영역연산부는 근사곡선 모양에 상관없이 동일한 결과가 나올 수 있도록 표준형태의 직사각형 모양으로 변환을 하며, 그 변환과정은 수식(2)를 통해서 이루어진다.

위와 같은 변환에 의해 다양한 형태의 사각형 관심영역들로부터 직사각형 모양으로 변환되는데, 변환된 직사각형 영역을 표준관심영역이라 하고, 이를 메모리 또는 데이터베이스에 저장한다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역에서 코무늬코드를 생성하는 단계에 대해서 상세하게 살펴본다.

코무늬코드는 관심영역에서 a) 주파수 변환 코드를 만드는 단계, b) 마스킹(Masking) 코드를 만드는 단계를 거쳐 주파수 변환코드와 마스킹 코드로 이루어져 있는 코무늬코드를 생성한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역으로부터 주파수 변환 코드를 만드는 단계에 대하여 상세하게 살펴본다.

도 49는 본 발명의 일 실시예로서 관심영역으로부터 코무늬코드를 생성하는 과정을 예시한 도면이다.

도 49에서 도시된 바와 같이 관심영역의 전체 영역에서 a) 주파수 변환 코드를 만드는 단계, b) 마스킹(Masking) 코드를 만드는 단계를 거쳐 주파수 변환코드와 마스킹 코드를 함께 포함하고 있는 코무늬코드를 생성한다. 이 때 코무늬코드는 2진 비트 열로 구성되며, 그 비트열의 성분 값은 미리 정해진 주파수 변환방법과 모수(parameter)에 의해서 정해진다.

대표적인 주파수 변환방법으로는 Gabor 변환(이하 “가보 변환”이라 한다)을 포함한 하르(Harr) 변환, Gabor cosine 변환(이하 “가보 코사인 변환”이라 한다), Gabor sine 변환(이하 “가보 사인 변환”이라 한다), 푸리에(Fourier) 변환, 사인(Sine) 변환, 코사인(Cosine) 변환, 기타 웨이블릿 변환(웨이블릿 변환의 경우 mother wavelet에 따라 다양한 형태의 변환 방법이 존재한다) 등이 있으며, 이들 중 선택적으로 사용한다.

본 발명에서의 가보 변환은 실수부와 허수부를 하나의 통일된 동일한 주파수를 사용하여 변환하지 않고, 각각 다른 주파수로 달리 설정하여 변환할 수도 있다. 또한 가보변환의 실수부분 변환(가보 코사인 변환)과 허수부분 변환(가보 사인 변환)을 따로 분리해서 하나만 적용할 수도 있어, 이를 구별하여 사용한다. 이러한 주파수 변환방법의 선택은 이미지인식부의 성능 및 연산의 처리속도 등을 고려하여 결정할 수 있다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 상기에서 서술한 관심영역으로부터 마스킹 코드를 만드는 단계에 대하여 상세하게 살펴본다.

마스킹 코드는 상기 주파수 변환 단계를 통하여 생성된 주파수 변환 코드의 각 비트값에 일대일 대응하여 구성된다. 예를 들어 가보 코사인 변환 또는 가보 사인변환의 변환방법 및 a₀,b₀,α,β,

의 값의 N개 조합에 대해 N비트 주파수변환 코드가 생성되었다고 하면, 마스킹코드의 각 마스킹 비트는 N비트 주파수변환 코드의 각 비트에 대응하여 각각 하나의 비트값을 정한다. 이를 통해 주파수변환 코드의 길이와 마스킹코드의 길이는 같게 된다.

상기에서 서술한 마스킹코드를 생성할 때 a) 빛 반사 마스킹 단계와 b) 추가 마스킹단계를 거치며, 획득한 코무늬이미지의 마스킹 적용 방법에 따라서 동시에 두 단계를 거칠 수도 있고, 한 단계만 거칠 수도 있다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 인증용 코무늬코드를 이용해서 코무늬코드 데이터베이스에 저장된 기등록 코무늬코드와의 비교를 통해서 인증(일대일 비교)하는 방법에 대해서 상세하게 살펴본다.

코무늬코드인증부는 인증을 하기 위해서 인증용 코무늬코드와 기등록 코무늬코드와의 비교를 통해서 인증(일대일 비교)한다.

코무늬코드를 인증하는 방법으로 코무늬코드 값의 거리를 계산하여 비교하는 방법을 사용하며, 비교하는 방법 중에서 a) 기본매칭(Simple matching) 방법, b) 이동매칭(Shift matching) 방법, c) 영역분할이동매칭(Blockwise shift matching) 방법 중에서 하나를 선택하여 사용할 수 있다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

다음은 식별을 위해 인증용 코무늬코드를 이용해서 다수의 기등록 코무늬코드와의 거리를 측정하는 방법에 대해서 상세하게 살펴본다.

상기 인증용 거리를 측정하는 단계에서 서술한 기본매칭 방법, 이동매칭 방법, 영역분할이동매칭 방법은 단수의 인증용 코무늬코드와 단수의 기등록 코무늬코드와의 거리를 측정(일대일 매칭)한 것이며, 실제로는 단수의 기등록 코무늬코드보다는 셀 수 없이 많은 종들과 품종들의 기등록 코무늬코드와의 거리를 측정(일대다 매칭)해서 인식한다.

도 60은 본 발명의 일 실시예로서 코무늬코드로 식별(일대다 매칭)하는 방법에 대해서 예시한 도면이다.

도 60에서 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 임의의 인증용 코무늬코드를 기등록 코무늬코드 데이터베이스(DB)에 등록 저장된 다수의 기등록 코무늬코드 k개(기등록 코무늬코드_1, 기등록 코무늬코드_2, ……, 기등록 코무늬코드_k)와의 일대일 매칭을 한다. 이 때 각각의 코무늬코드는 상기에서 서술한 바와 같이 주파수 변환 코드(Ck)와 마스킹코드(Mk)로 구성되며, 기등록 코무늬코드의 데이터베이스(DB)는 이미지인식부에 설치될 수 있다.

임의의 인증용 코무늬코드와 임의의 기등록 코무늬코드_k와의 거리를 Dk라고 표현하면, 각각의 거리는 D1, D2, D3,…, Dk로 표시할 수 있으며, 그 값은 다양하게 나올 것이다.

이 때 인증용 코무늬코드와 기등록 코무늬코드와의 거리를 계산하여, 그 거리 값의 비교를 통하여 내림차순이나 올림차순으로 정렬이 가능하다. 여기서 식별기준에 따라 단수 또는 다수의 후보군을 정할 수가 있는데, a) 식별기준 이하인 모든 기등록 코무늬코드를 정렬한 값 중에서 거리가 최소인 기등록 코무늬코드를 선택할 수도 있으며, b) 식별기준 이하의 모든 기등록 코무늬코드를 선택할 수도 있으며, c) 식별기준 이하의 기등록 코무늬코드를 정렬하여 최소값에 가까운 순서대로 최소 몇 개 등으로 선택할 수도 있다.

이에 대한 자세한 기술적 구성에 대하여서는 본 발명의 명세서 앞부분 동물들의 코무늬를 이용한 동물개체 인식 장치에서 기술한 내용과 동일하므로 생략한다.

이상에서, 본 발명의 실시예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합되거나 결합되어 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 그 모든 구성 요소들이 각각 하나의 독립적인 하드웨어로 구현될 수 있지만, 각 구성 요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수 개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다.

그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술 분야의 당업자에 의해 용이하게 추론될 수 있을 것이다. 이러한 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 저장매체(Computer Readable Media)에 저장되어 컴퓨터에 의하여 읽혀지고 실행됨으로써, 본 발명의 실시예를 구현할 수 있다. 컴퓨터 프로그램의 저장매체로서는 자기 기록매체, 광 기록매체, 캐리어 웨이브 매체 등이 포함될 수 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.

기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 한다.

본 발명은 동물들의 코무늬를 이용하여 동물개체를 인식하는 장치와 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 동물 개체를 인식하기 위해 필요한 식별 가능한 코무늬이미지를 획득하기 위해 동물 개체의 움직임을 정지시키기 위한 동물모션 고정부와, 동물모션고정부에 의해 움직임이 정지된 동물 개체의 코무늬이미지를 획득하여 저장하기 위한 이미지획득부와, 이미지획득부에서 획득한 코무늬이미지 또는 보정된 코무늬이미지로부터 코무늬코드를 생성, 등록, 인증 및 식별하기 위한 이미지인식부를 포함하는 동물들의 개체 인식장치 및 방법을 제공하므로 물리적 및 경제적으로 적용이 용이하고, 사용자의 전문성과 무관하게 손쉽게 동물 개체를 식별하여 인식할 수 있으므로 산업상 이용가능성이 매우 높다.

100: 동물개체인식장치 101: 동물모션고정부
102: 이미지획득부 103:이미지인식부
701: 동물모션고정부 702: 이미지획득부
703: 이미지분석부
801: 동물모션고정부 802: 이미지획득부
803: 이미지분석부
901: 동물모션고정부 902: 이미지획득부
903: 이미지분석부
1001: 동물모션고정부 1002: 이미지획득부
1003: 이미지분석부
1201: 자세고정부 1202: 위치조절부
1301: 상체고정부 1302: 안면고정부
1303: 하체고정부
1401: 상체고정부 1402: 안면고정부
1403: 하체고정부 1404: 높이조절부
1405: 평형조절부 1406: 보폭조절부
1407: 높이조절부
1501: 상체고정부재 1502: 상체잠금부재
1503: 상체압력조절부재 1504: 하체고정부재
1505: 하체잠금부재 1506: 하체압력조절부재
1507: 하체고정부 지지부재
1601: 상체고정부재 1602: 상체잠금부재
1603: 상체압력조절부재 1604: 하체고정부재
1605: 하체잠금부재 1606: 하체압력조절부재
1607: 하체고정부 지지부재
1701: 거치대 1702: 안면고정부재
1703: 안면잠금부재 1704: 안면압력조절부재
1705: 지지대
1801: 높이조절부 1802: 연결부재
1803: 조절부재 1804: 거치대 높이조절부
1805: 연결부재 1806: 거치대 높이조절부재
1807: 평형조절부 1808: 보폭조절부
1809: 연결부재 1810: 조절부재
1901: 높이조절부 1902: 연결부재
1903: 조절부재 1904: 거치대 높이조절부
1905: 연결부재 1906: 거치대 높이조절부재
1907: 평형조절부 1908: 보폭조절부
1909: 연결부재 1910: 조절부재
2001: 높이조절부 2002: 연결부재
2003: 높이조절부재 2004: 평형조절부
2005: 보폭조절부 2006: 연결부재
2007: 조절부재
2201: 이미지촬영부 2202: 이미지분석부
2301: 촬영부 2302: 촬영가이드부
2303: 조명부 2304: 이미지분석부
2401: 렌즈모듈 2402: 센서
2403: 거리조절모듈 2404: 촬영가이드부
2405: 이미지분석부
2501: 렌즈모듈 2502: 센서
2503: 거리조절모듈 2504: 촬영가이드부
2505: 이미지분석부
2601: 커버 2602: 가이드바디
2603: 화각조절렌즈 2604: 촬영부
2701: 광원 2702: 반사조절부재
2703: 조명통로부재 2704: 촬영부
2801: 이미지촬영부 2802: 촬영부
2803: 촬영가이드부 2804: 조명부
2805: 거리조절모듈 2806: 화각조절렌즈
2807: 가이드바디 2808: 광원
2809: 조명통로부재 2810: 반사조절부재
2811: 렌즈모듈 2812: 센서
2813: 렌즈모듈 내 렌즈들 2814: 화각조절렌즈
2815: 렌즈모듈
2901: 렌즈모듈 2902: 센서
2903: 촬영가이드부 2904: 렌즈모듈 내 렌즈들
3001: 렌즈모듈 3002: 센서
3003: 촬영가이드부 3004: 렌즈모듈 내 렌즈들
3101: 화각조절렌즈 3102: 가이드바디
3103: 렌즈모듈 3104: 센서
3201: 화각조절렌즈 3202: 가이드바디
3203: 렌즈모듈 3204: 센서
3301: 화각조절렌즈 3302: 가이드바디
3303: 렌즈모듈 3304: 센서
3601: 주연산부 3602: 버퍼
3603: 참조 DB 3604: 통신부
3605: 디스플레이부
3901: 관심영역설정부 3902: 코무늬코드생성부
3903: 코무늬코드비교판단부 3904: 코무늬코드 DB
3905: 이미지보정부 3906: 표준관심영역설정부
4101: 경계추출부 4102: 곡선근사부
4103: 관심영역분할부
4801: 주파수변환코드생성부 4802: 마스킹코드생성부
5201: 코무늬코드인증부 5202: 코무늬코드식별부

Claims (38)

1. 동물의 코무늬를 이용한 동물 개체 인식장치에 있어서,
   동물의 코무늬이미지를 촬영부를 이용하여 촬영 획득하기 위해서 동물의 움직임을 고정하는 동물모션고정부로 피인식동물의 어깨를 포함하는 상체부위를 고정하는 상체고정부를 구비하되,
   상기 상체고정부는 피인식동물의 어깨를 포함하는 상체부위를 고정하는 상체고정부재; 및
   상기 상체고정부재를 고정하기 위해 사용하는 상체잠금부재를 포함하고,
   상기 촬영부는 촬영부 전단에 설치되어 인식가능한 코무늬이미지를 획득하도록 도와주는 촬영가이드부를 포함하고,
   상기 촬영가이드부 일측에는 빛의 반사를 방지하고 선명한 코무늬이미지를 얻기 위하여 간접 조명하는 조명부가 설치됨을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 동물모션고정부는 피인식동물의 몸체를 고정하기 위한 자세고정부를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 동물모션고정부는 자세고정부에 의해 자세를 고정할 때 필요한 동물의 높이, 보폭, 평형의 위치를 조절하는 위치조절부를 더 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 자세고정부는 피인식동물의 상체를 고정하는 상체고정부와 피인식동물의 안면을 고정하는 안면고정부를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 자세고정부는 피인식동물의 하체를 고정하는 하체고정부를 더 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
6. 청구항 3에 있어서,
   상기 위치조절부는 피인식동물의 키에 맞도록 조절하기 위한 높이조절부, 피인식동물의 보폭의 크기를 조절하기 위한 보폭조절부, 피인식동물의 안면이 수평으로 놓일 수 있도록 좌, 우, 상, 하를 조절하는 평형 조절부 중 어느 하나 이상을 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 동물모션고정부는 동물의 종 또는 품종의 크기나 골격의 구조에 따라 자세고정부와 위치조절부의 구성을 달리함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
8. 삭제
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 상체고정부재는 상체부위를 덮는 커버, 상체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 중 어느 하나를 선택하여 구성하며,
   상기 커버, 상체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 중 하나로 구성된 상체고정부재를 고정하기 위하여 수동식 잠금부재 또는 전자식 잠금부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
10. 삭제
11. 청구항 1에 있어서,
    상기 상체고정부재가 상체를 압박할 수 있게 압력을 가하기 위한 상체압력조절부재를 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 상체압력조절부재는 압력을 가하기 위하여 상체고정부재의 부피와 길이를 줄이거나 공기 또는 액체를 주입하는 압력주입기를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
13. 청구항 4에 있어서,
    상기 안면고정부는 피인식동물의 안면을 고정하는 거치대를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 거치대는 피인식동물의 안면부위의 무게를 견디면서 안면부위의 턱 부위가 밀착할 수 있도록 종과 품종에 따라 다양한 형태의 모양과 부착물을 가지며, 나무, 플라스틱, 고무, 금속 중 어느 하나 이상을 재질로 선택 구성함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
15. 청구항 13에 있어서,
    상기 거치대는 거치대의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부를 더 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
16. 청구항 15에 있어서,
    상기 거치대 높이조절부는 바닥을 지지하는 지지대;
    지지대와 거치대를 연결하는 연결부재; 및
    연결부재의 높이를 조절하는 거치대 높이조절부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
17. 청구항 4에 있어서,
    상기 안면고정부는 피인식동물의 코부위 또는 입부위를 고정하기 위한 안면고정부재; 및
    상기 안면고정부재를 고정하기 위해 사용하는 안면잠금부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 안면고정부재는 안면부위를 덮는 커버, 안면부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 중 어느 하나를 선택하여 구성하고,
    상기 커버, 상체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 중 하나로 구성된 안면잠금부재를 고정하기 위하여 수동식 잠금부재 또는 전자식 잠금부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
19. 삭제
20. 청구항 17에 있어서,
    상기 안면고정부재가 안면부위를 압박할 수 있게 압력을 가하기 위한 안면압력조절부재를 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
21. 청구항 20에 있어서,
    상기 안면압력조절부재는 압력을 가하기 위하여 안면고정부재의 부피와 길이를 줄이거나 공기 또는 액체를 주입하는 압력주입기를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
22. 청구항 4에 있어서,
    상기 안면고정부는 피인식동물의 안면이 수평으로 놓일 수 있도록 좌, 우, 상, 하를 조절하는 평형 조절부를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
23. 청구항 6 또는 청구항 22에 있어서,
    상기 평형조절부는 수평을 감지하는 평형감지센서; 및
    수평도를 표시하기 위한 디스플레이부로 구성됨을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
24. 청구항 23에 있어서,
    상기 평형감지센서는 중력이 이동하는 방향을 감지하여 신호를 발생하는 중력센서, 기울기 변화를 감지하여 신호를 발생하는 자이로센서, 미세한 압력변화를 감지하여 신호를 발생하는 압력센서 중 단수 또는 복수로 선택 구성함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
25. 청구항 5에 있어서,
    상기 하체고정부는 피인식동물의 하체부위를 고정하는 하체고정부재; 및
    상기 하체고정부재를 고정하기 위해 사용하는 하체잠금부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
26. 청구항 25에 있어서,
    상기 하체고정부재는 하체부위를 덮는 커버, 하체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 중 어느 하나를 선택하여 구성하고,
    상기 커버, 하체부위의 일부를 덮는 벨트, 끈, 케이블 중 하나로 구성된 하체고정부재를 고정하기 위하여 수동식 잠금부재 또는 전자식 잠금부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
27. 삭제
28. 청구항 25에 있어서,
    상기 하체고정부재가 하체를 압박할 수 있게 압력을 가하기 위한 하체압력조절부재를 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
29. 청구항 28에 있어서,
    상기 하체압력조절부재는 압력을 가하기 위하여 하체고정부재의 부피와 길이를 줄이거나 공기 또는 액체를 주입하는 압력주입기를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
30. 청구항 5에 있어서,
    상기 하체고정부는 지표면이나 작업도구의 특정위치에 고정시키는 하체고정부 지지부재를 더 부가함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
31. 청구항 30에 있어서,
    상기 하체고정부 지지부재는 하체고정부를 지표면이나 작업도구의 특정위치에 고정시키는 하체지지부재; 및
    하체지지부재를 하체고정부와 연결하는 연결부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
32. 청구항 31에 있어서,
    상기 하체지지부재와 연결부재는 하체고정부가 고정이 잘 되도록 종과 품종에 따라 고리모양을 비롯한 다양한 모양을 가지며, 철과 같은 금속재질, 쉽게 찢어지지 않은 합성섬유, 고무, 천 재질 중 하나 이상 선택 구성함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
33. 청구항 5에 있어서,
    상기 하체고정부는 동물의 종과 크기에 따라 다른 앞발의 보폭에 맞도록 보폭을 조절하는 보폭조절부를 부가 설치함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
34. 청구항 33에 있어서,
    상기 보폭조절부는 보폭을 조절하기 위한 연결부재; 및
    연결부재의 길이를 조절하는 조절부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
35. 청구항 34에 있어서,
    상기 연결부재는 양쪽 하체 부분을 연결하는 벨트, 끈 및 케이블 중 어느 하나를 선택하여 구성함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
36. 청구항 6에 있어서,
    상기 높이조절부는 상체고정부와 하체고정부를 연결하는 높이조절부를 부가 설치함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
37. 청구항 36에 있어서,
    상기 상체고정부와 하체고정부를 연결하는 높이조절부는 상체고정부와 하체고정부를 연결하는 연결부재와 연결부재의 길이를 조절하는 길이조절부재를 포함함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.
38. 청구항 37에 있어서,
    상기 연결부재는 벨트, 끈, 케이블 중 어느 하나를 선택 구성함을 특징으로 하는 동물 개체 인식장치.

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