KR101631389B1 - 송전선 영상 처리 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치가 개시되고, 구체적으로는 자료저장공간을 절약하고, 영상전송처리속도를 개선할 수 있으며, 영상 분석을 통하여 송전구조물의 결함을 찾아낼 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치가 개시된다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법은 촬영된 송전선 원본 영상이 로딩되는 단계, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계, 상기 영상의 용량이 삭감되도록 상기 영상이 편집되는 단계 및 상기 편집된 영상이 저장되는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법은 촬영된 송전선 원본 영상이 로딩되는 단계, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계, 상기 영상의 용량이 삭감되도록 상기 영상이 편집되는 단계 및 상기 편집된 영상이 저장되는 단계를 포함할 수 있다.
Description
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치가 개시되고, 구체적으로는 자료저장공간을 절약하고, 영상전송처리속도를 개선할 수 있으며, 영상 분석을 통하여 송전구조물의 결함을 찾아낼 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치가 개시된다.
송전구조물의 체계적이고 과학적인 관리를 위해서는 장기간에 걸쳐서 정밀한 이력관리가 필요하다. 그러나 송전선 전체 또는 고장이 주로 발생하는 부착물(뎀퍼, 스페이서, 스페이서 뎀퍼, 항공장애구, 애자 등)이 있는 모든 부위를 관리하기 위해서는 인력을 통한 지속적인 육안감시가 필요하다. 그러나 육안 감시의 경우엔 개인적인 업무 능력 차이로 인한 차이, 데이터 정량화 등의 문제로 일괄적이고 지속적인 품질 수준으로 관리가 어렵다. 따라서 송전구조물 전체를 촬영하는 것이 필요한데 촬영작업의 경우엔 인력이 모든 송전구조물을 촬영하는 것이 시간과 비용측면에서 불가능하다. 이러한 이유들로 현재는 일부 주요 지점에 대해서만 육안 또는 촬영, 검사 장비를 가지고 검사를 수행하고 있는 수준에 그치고 있다.
그러나 최근에 상하좌우 전방위의 View가 확인 가능한 3D Map을 기반으로, 송전선로와의 안전 이격거리(송전선로 345Kv기준 30m 이격)를 고려하여 정밀 DGPS 좌표로 비행경로를 설정하여 2m이내 오차범위로 자동비행 가능한 무인헬기의 기술이 개발되었고, 이를 이용하여 원하는 선로 구간 내에 송전선로 전체 또는 부착물이 있는 모든 위치에서 사람이 직접 송전선을 검사하는 육안순시와 동등 수준의 초고해상 영상 촬영이 가능하게 되었다. 이때 촬영된 영상은 데이터링크의 대역폭 확보 제한으로 무인헬기 내 대용량 저장장치에 저장하고 착륙 후 오프라인으로 지상에서 영상 분석, 처리 및 관리업무를 수행하게 된다.
하지만 이러한 촬영작업의 결과로 취득한 초고해상 영상의 수와 데이터의 크기는 매우 방대해서 이를 기반으로 영상 분석, 처리 및 관리를 수행 할 경우 많은 시간과 비용의 문제가 남아있다.
예를 들어, 종래의 방식은 영상을 촬영하더라도 먼 거리(30m 이상)에서 Full-HD 해상도의 동영상을 촬영하므로 소선이 구분되어 보이지 않아 각 영상에서 송전선의 유무만 판정하고 고장 유무의 식별은 수행하지 않았다.
육안으로 대량의 영상을 일일이 송전선이 영상 내에 있는지 판정해야 하며 송전선이 있다면 송전선 부분을 확대하여 초점이 잘 맞추어져서 영상분석이 가능한지 육안으로 판정해야 하며 잘 그 다음엔 송전선에 소선의 단선이나 접합부의 마모, 부착물의 탈락 등의 이상을 육안으로 판정해야 한다.
예를 들어 공개특허 제 2014-0137154호는 적은 용량의 플래쉬 파일을 이용하여 높은 품질의 애니메이션을 모바일 운영체제에서 구현할 수 있도록 하는 영상처리장치 및 그 영상처리방법을 개시한다.
그러나 최근에 상하좌우 전방위의 View가 확인 가능한 3D Map을 기반으로, 송전선로와의 안전 이격거리(송전선로 345Kv기준 30m 이격)를 고려하여 정밀 DGPS 좌표로 비행경로를 설정하여 2m이내 오차범위로 자동비행 가능한 무인헬기의 기술이 개발되었고, 이를 이용하여 원하는 선로 구간 내에 송전선로 전체 또는 부착물이 있는 모든 위치에서 사람이 직접 송전선을 검사하는 육안순시와 동등 수준의 초고해상 영상 촬영이 가능하게 되었다. 이때 촬영된 영상은 데이터링크의 대역폭 확보 제한으로 무인헬기 내 대용량 저장장치에 저장하고 착륙 후 오프라인으로 지상에서 영상 분석, 처리 및 관리업무를 수행하게 된다.
하지만 이러한 촬영작업의 결과로 취득한 초고해상 영상의 수와 데이터의 크기는 매우 방대해서 이를 기반으로 영상 분석, 처리 및 관리를 수행 할 경우 많은 시간과 비용의 문제가 남아있다.
예를 들어, 종래의 방식은 영상을 촬영하더라도 먼 거리(30m 이상)에서 Full-HD 해상도의 동영상을 촬영하므로 소선이 구분되어 보이지 않아 각 영상에서 송전선의 유무만 판정하고 고장 유무의 식별은 수행하지 않았다.
육안으로 대량의 영상을 일일이 송전선이 영상 내에 있는지 판정해야 하며 송전선이 있다면 송전선 부분을 확대하여 초점이 잘 맞추어져서 영상분석이 가능한지 육안으로 판정해야 하며 잘 그 다음엔 송전선에 소선의 단선이나 접합부의 마모, 부착물의 탈락 등의 이상을 육안으로 판정해야 한다.
예를 들어 공개특허 제 2014-0137154호는 적은 용량의 플래쉬 파일을 이용하여 높은 품질의 애니메이션을 모바일 운영체제에서 구현할 수 있도록 하는 영상처리장치 및 그 영상처리방법을 개시한다.
일 실시 예에 따른 목적은 촬영영상의 영상 회전과 여백제거를 통하여 자료저장공간을 절약하고 영상전송처리속도를 개선할 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 송전 구조물의 종류를 분류하고 영상 분석을 통하여 결함을 찾아내고 이를 영상 정보와 함께 저장할 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 필요에 따라 고해상도 및 저해상도의 영상을 사용하여 영상의 전송 속도를 향상시킬 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 송전 구조물의 종류를 분류하고 영상 분석을 통하여 결함을 찾아내고 이를 영상 정보와 함께 저장할 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 목적은 필요에 따라 고해상도 및 저해상도의 영상을 사용하여 영상의 전송 속도를 향상시킬 수 있는 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치를 제공하는 것이다.
상기와 같은 일 실시 예에 따른 목적은 하기와 같은 제공함으로써 달성된다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법은 촬영된 송전선 원본 영상이 로딩되는 단계, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계, 상기 영상의 용량이 삭감되도록 상기 영상이 편집되는 단계 및 상기 편집된 영상이 저장되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계는 상기 영상의 객체가 두께순으로 정렬되고, 상기 객체의 경계부분의 선명도가 분석되어 상기 객체가 유효한 송전선인지 여부가 판단되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계는 상기 판단된 유효한 송전선의 소선무늬의 선명도가 판단되어, 상기 송전선이 유효한 초점거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 송전선의 기울기가 측정되고, 상기 측정된 기울기에 따라 상기 송전선의 중앙점을 기준으로 영상이 회전되어 상기 송전선이 영상에 수평하도록 배치되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역이 제거되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상이 생성되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상이 생성되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 저장되는 단계 이후에, 상기 영상에 포함된 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계 및 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계는 상기 송전선의 개수 또는 상기 송전구조물의 패턴을 통하여 상기 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계는 상기 송전선의 두께 변화가 감지되어 상기 결함이 감지되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계는 부착물이 송전선에 정상적으로 부착되었는지 여부가 판별되어 상기 결함이 감지되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계 이후에, 상기 결함이 감지되면 상기 결함이 발생된 위치가 저장되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 저장되는 단계 이후에, 상기 저장된 영상을 조회하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상을 조회하는 단계에서 영상의 확대시 원본 영상이 사용되고, 특정 영상의 조회시 제 1영상이 사용되며, 영상 목록 조회시 제 2영상이 사용될 수 있다.
일 측에 있어서, 제 1영상은 상기 원본 영상보다 낮은 해상도로 저장된 영상이고, 상기 제 2영상은 상기 제 1영상에 보다 낮은 해상도로 저장된 영상일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영상 처리 장치는 로딩된 송전선 원본 영상에서 송전선을 식별하는 식별부, 상기 영상의 용량이 삭감되도록 영상을 편집하는 편집부, 상기 편집된 영상이 저장되는 저장부 및 상기 송전선의 유형 또는 결함을 분석하는 분석부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 편집부는 송전선을 영상에 수평하도록 배치하고, 상기 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역을 제거할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 편집부는, 상기 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상 및 상기 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상을 생성할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 원본 영상은 영상의 확대시 재생되고, 상기 제 1영상은 특정 영상의 조회시 재생되며, 상기 제 2영상은 전체 영상 목록 조회시 재생될 수 있다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법은 촬영된 송전선 원본 영상이 로딩되는 단계, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계, 상기 영상의 용량이 삭감되도록 상기 영상이 편집되는 단계 및 상기 편집된 영상이 저장되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계는 상기 영상의 객체가 두께순으로 정렬되고, 상기 객체의 경계부분의 선명도가 분석되어 상기 객체가 유효한 송전선인지 여부가 판단되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계는 상기 판단된 유효한 송전선의 소선무늬의 선명도가 판단되어, 상기 송전선이 유효한 초점거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 송전선의 기울기가 측정되고, 상기 측정된 기울기에 따라 상기 송전선의 중앙점을 기준으로 영상이 회전되어 상기 송전선이 영상에 수평하도록 배치되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역이 제거되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상이 생성되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 편집되는 단계는 상기 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상이 생성되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 저장되는 단계 이후에, 상기 영상에 포함된 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계 및 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계는 상기 송전선의 개수 또는 상기 송전구조물의 패턴을 통하여 상기 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계는 상기 송전선의 두께 변화가 감지되어 상기 결함이 감지되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계는 부착물이 송전선에 정상적으로 부착되었는지 여부가 판별되어 상기 결함이 감지되는 단계를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계 이후에, 상기 결함이 감지되면 상기 결함이 발생된 위치가 저장되는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상이 저장되는 단계 이후에, 상기 저장된 영상을 조회하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 영상을 조회하는 단계에서 영상의 확대시 원본 영상이 사용되고, 특정 영상의 조회시 제 1영상이 사용되며, 영상 목록 조회시 제 2영상이 사용될 수 있다.
일 측에 있어서, 제 1영상은 상기 원본 영상보다 낮은 해상도로 저장된 영상이고, 상기 제 2영상은 상기 제 1영상에 보다 낮은 해상도로 저장된 영상일 수 있다.
일 실시 예에 따른 영상 처리 장치는 로딩된 송전선 원본 영상에서 송전선을 식별하는 식별부, 상기 영상의 용량이 삭감되도록 영상을 편집하는 편집부, 상기 편집된 영상이 저장되는 저장부 및 상기 송전선의 유형 또는 결함을 분석하는 분석부를 포함할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 편집부는 송전선을 영상에 수평하도록 배치하고, 상기 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역을 제거할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 편집부는, 상기 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상 및 상기 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상을 생성할 수 있다.
일 측에 있어서, 상기 원본 영상은 영상의 확대시 재생되고, 상기 제 1영상은 특정 영상의 조회시 재생되며, 상기 제 2영상은 전체 영상 목록 조회시 재생될 수 있다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치는 촬영 영상의 영상 회전과 여백제거를 통하여 자료저장공간을 절약하고 영상전송처리속도를 개선할 수 있다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치는 송전 구조물의 종류를 분류하고 영상 분석을 통하여 결함을 찾아내고 이를 영상 정보와 함께 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치는 필요에 따라 고해상도 및 저해상도의 영상을 사용하여 영상의 전송 속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치는 송전 구조물의 종류를 분류하고 영상 분석을 통하여 결함을 찾아내고 이를 영상 정보와 함께 저장할 수 있다.
일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치는 필요에 따라 고해상도 및 저해상도의 영상을 사용하여 영상의 전송 속도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 송전선 식별단계를 나타내는 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 편집 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 분석 단계를 나타내는 순서도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 영상을 재생하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 재생 화면을 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 송전선 식별단계를 나타내는 순서도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 편집 단계를 나타내는 순서도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 분석 단계를 나타내는 순서도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 영상을 재생하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 재생 화면을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시 예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 여러 태양 중 하나이며, 하기의 기술은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룬다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 송전선 영상 처리 방법은 영상 로딩 단계(S10), 송전선 식별 단계(S20), 영상 편집 단계(S30), 영상 저장 단계(S40) 및 영상 분석 단계(S50)을 포함할 수 있다. 상기 영상 처리 방법은 영상 처리 장치(100)에서 실시될 수 있으며, 장치에 관하여는 아래에서 설명하기로 한다.
영상 로딩 단계(S10)에서는 송전선 또는 송전구조물의 촬영 영상의 편집을 위하여 촬영된 원본 영상이 로딩될 수 있다. 원본 영상은 무인헬기 등을 통하여 촬영되어 무인헬기의 저장장치에 저장된 영상일 수 있다. 상기 무인헬기의 저장장치에 저장된 영상을 송전선 영상 처리 장치(100)에서 로딩하고, 그 영상이 처리될 수 있다.
송전선 식별 단계(S20)에서 로딩된 영상의 송전선 유무가 판단될 수 있다. 촬영된 객체가 유효한 송전선인지 여부를 판단하고, 유효한 송전선선이 유효한 초점거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단될 수 있다.
송전선의 유무는 촬영된 송전선의 두께, 송전선 경계 부분의 선명도 또는 송전선 소선 무늬의 특성이 감지되어 판단될 수 있다. 여기에서 송전선 소선 무늬의 특성은, 소선이 여러가닥 꼬여서 형성된 빗살무늬를 의미할 수 있다.
영상 편집 단계(S30)에서는 송전선의 존재가 확인된 경우 송전선의 기울기가 자동으로 측정되고 영상이 회전 변환되어 송전선이 수평으로 배치될 수 있다. 또한, 송전선 또는 송전구조물이 존재하는 위치를 제외한 여백부분이 제거되어 영상의 크기가 축소될 수 있다. 또한, 원본 영상에 비하여 해상도가 감소된 제 1영상 또는 제 2영상이 생성될 수 있다.
영상 저장 단계(S40)에서는 상기 생성된 영상들이 저장될 수 있으며, 구체적으로는 편집된 원본 영상, 제 1영상 및 제 2영상이 저장될 수 있다.
영상 분석 단계(S50)에서는 송전선 영상이 분석되어 송전선 및 송전구조물의 종류가 판단될 수 있다. 예를 들어 가공지선의 경우 항공장애구가 인식되고, 전력선의 경우 스페이서, 뎀퍼, 스페이스 뎀퍼 등의 부착물이 인식될 수 있다. 그리고 부착물이 있는 영상과 부착물이 없는 영상이 분류될 수 있다.
여기에서, 부착물이 있는 영상의 경우 부착물과 송전선의 접합부위가 식별되어 그 위치 좌표가 저장될 수 있다. 송전선 영상의 경우 소전 단선이나 접합부위의 마모로 인한 두께의 변화 등이 감지되어 고장유무와 정도 등이 판정되고 그 위치가 저장될 수 있다.
이하, 위에서 개략적으로 설명된 각 단계를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 송전선 식별단계(S20)를 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 영상의 송전선을 식별하기 위하여 영상의 좌측에서 우측으로 가로지르는 객체가 식별될 수 있다. 식별된 객체들의 윤곽이 추출되어 송전선 식별에 사용될 수 있다(S21).
송전선으로 추정되어 식별된 객체들은 두께순으로 정렬되어 그 두께 정보가 판별되고(S22), 객체의 경계 부분의 선명도가 분석되어 유효한 송전선인지 여부가 판단될 수 있다(S23).
그리고 나서, 유효한 송전선의 소선무늬의 선명도가 판단되어 유효한 초점거리안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단될 수 있다(S24). 예를 들어, 송전선은 가느다란 소선이 여러가닥 꼬여 구성된 것으로서, 송전선을 확대하면 소선이 꼬여있는 형태인 빗살무늬가 감지될 수 있다. 촬영된 객체의 초점이 맞지 않는 경우 이러한 무늬가 감지되지 않으므로, 소선무늬를 판단하면 초점 거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단될 수 있다.
송전선 검출을 위한 영상 분석시 OpenCV 영상처리 라이브러리가 사용될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 편집 단계(S30)를 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 상기 단계에서 식별된 송전선의 기울기가 측정되고, 송전선이 수평으로 평행하게 배치되도록 송전선의 중앙점을 기준으로 영상이 회전될 수 있다(S31). 회전된 영상에서 송전선 및 송전구조물을 제외한 여백을 제거하여 영상의 크기가 감소될 수 있다(S32).
상기 편집된 영상의 네트워크 전송이 용이하도록 원본 영상보다 해상도가 감소된 제 1영상이 생성될 수 있다(S33). 제 1영상은 FHD급의 영상일 수 있다. 또한, 상기 제 1영상보다 해상도가 감소된 제 2영상이 생성될 수 있다(S34). 제 2영상은 QVGA급의 영상일 수 있다.
이러한 영상 편집 단계를 거치면 송전구조물 영상의 용량이 감소되어 데이터 저장비용의 절감은 물론 영상데이터의 네트워크 전송비용을 절감 시킬 수 있다.
구체적으로, 영상 편집 단계(S30)를 거치치 않은 경우 아래와 같이 필요한 저장소의 용량을 산정할 수 있다.
일반적인 인력 순시의 경우 1회 작업에서 대략 300m~400m 경간을 기준으로 7~8 경간 작업할 수 있다. 송전구조물 영상의 송전선 한 경간을 350m라 보고, 고해상도 카메라의 수평 FOV 를 5m, 그리고 송전선을 3상으로 보낸다고 가정한다. 이 때 한 경간인 350m 구간의 송전구조물을 촬영한 영상의 개수는 70장(1경간350m ÷ 좌우FOV 5m) * 송전선4개(송전선3상 + 가공지선 1개) = 280 장이고 데이터의 양은 고해상도 영상 1개가 8K UHD 카메라의 경우 40MB(JPG 압축 시 40~50MB)라고 가정하면 280 * 40 = 11200MB 로 약 11.2GB/1경간(350m)일 수 있다. 1회 수작업을 8경간(약2.8km)이라고 할 때, 사진의 경우 2240장 필요한 저장용량은 89.6GB의 용량이 필요할 수 있다. 한 지점에 대하여 1년에 1회씩 촬영한다고 할 때 10년의 데이터를 쌓아 두려면 1km 당 320GB의 저장소가 필요할 수 있다.
이와 비교하여 영상 편집 단계를 거치면(S30) 송전구조물을 제외한 원본영상의 약2/3에 달하는 여백공간을 제거할 수 있으며, 송전 구조물이 존재하지 않는 무의미한 영상은 삭제될 수 있다. 추가적으로 생성한 중간해상도 영상은 원본영상의 약 1/8크기에 해당하며, 저해상도영상은 중간해상도 영상의 1/36크기를 가질 수 있다. 가공 전 원본영상의 용량을 E라 할 때, 회전변환 및 여백제거 영상과 중해상도/저해상도 영상의 크기를 합치면 다음과 같이 계산될 수 있다.
(1/3)*E + (1/3)*(1/8)*E + (1/3)*(1/8)*(1/36)*E = 0.376*E
변환영상의 용량의 합이 0.376E라는 것은 영상 편집 단계(S30)를 거치지 않은 것과 비교하여 37.6%의 저장용량을 사용한다는 것을 의미할 수 있다. 다시 말해 영상 편집 단계(S30)를 거쳐 생성된 영상이 1장당 62.4%의 저장공간 절감 효과를 가져온다는 것을 뜻하며, 송전선 식별(S20)을 통해 송전구조물이 존재하지 않는 영상을 자동으로 걸러 낼 경우 저장공간 절감효과는 더 크게 나타날 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 분석 단계(S50)를 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 영상에 포함된 유효한 송전선의 개수 또는 송전구조물의 패턴을 이용하여 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별될 수 있다(S51).
예를 들어 가공지선(GW)의 경우 유효한 송전선은 1선이며, 중간에 존재할 수 있는 부착물은 항공장애구일 수 있다. 또한, 그 외의 송전선은 그 종류에 따라 한 상 안에 1선에서 6선까지의 유효송전선이 존재할 수 있으며, 부착된 송전구조물의 크기, 비율 또는 형태에 따라 스페이서, 뎀퍼와 같은 부착물이 부착될 수 있다. 이러한 정보가 식별되면 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별될 수 있다.
이처럼 송전선 영상이 분석되어 부착물이 있는 영상과 없는 영상이 분류될 수 있으며, 부착물이 있는 영상의 경우 송전선의 접합부위 및 그 좌표가 인식될 수 있다.
또한, 송전선 영상의 경우 소선 단선이나 접합부위의 마모로 인한 두께의 변화 등이 감지될 수 있다. 감지된 두께를 정상 두께와 비교하여 결함 유무를 판별할 수 있다. 또한, 부착물의 경우 부착물의 위치 또는 부착된 상태를 고려하여 송전선에 정상적으로 부착되었는지 여부가 판별되어 고장유무 또는 고장 정도가 판단될 수 있다(S52). 이러한 결함이 감지되면 그 위치가 인식될 수 있다.
상기 인식된 부착물의 좌표, 결함이 감지된 위치 등은 영상 처리 장치(100)에 저장될 수 있다(S53).
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치(100)를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치(100)는 식별부(110), 편집부(120), 저장부(130) 및 분석부(140)를 포함할 수 있다.
이하 상기한 영상 처리 방법에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소에 대하여, 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 상기한 실시 예에 대한 설명은 이하의 실시 예들에도 적용될 수 있다. 이하 구체적인 설명은 생략하며 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
식별부(110)는 로딩된 송전선 영상에서 송전선을 식별할 수 있으며, 편집부(120)에서는 상기 영상의 용량이 삭감되도록 영상을 편집할 수 있다.
편집부(120)는 송전선을 영상에 수평하도록 배치하고, 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역을 제거하여 용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 편집부(120)는 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상 및 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상을 생성할 수 있다.
편집된 영상은 저장부(130)에 저장되며 분석부(140)는 상기 송전선의 유형 또는 결함을 분석할 수 있다. 분석된 정보는 저장부(130)에 저장될 수 있다.
영상 처리 장치(100)에서 편집된 원본 영상, 제 1영상, 제 2영상 또는 영상 처리 장치(100)에서 분석된 송전선의 유형 또는 결함의 정보는 영상 저장 장치(300)에 저장될 수 있다. 영상 저장 장치(300)는 데이터를 저장할 수 있는 저장 매체를 포함하여 상기 영상 또는 정보를 저장할 수 있다. 영상 저장 장치(300)에 저장된 영상들은 영상 조회 단말기(200)에서 재생될 수 있다. 영상 저장 장치(300)는 영상 서버로서 역할을 할 수 있으며, 영상 조회 단말기(200)는 영상 저장 장치(300)에 접속하여 영상 정보를 조회할 수 있다.
이하, 단말기(200)에서 영상이 재생되는 과정을 설명하기로 한다.
도 6은 영상을 재생하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법은 영상을 조회하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있으며, 전체 영상 목록 조회, 특정 영상 조회 또는 영상의 확대 기능 또는 모드가 제공될 수 있다. 영상 처리 장치(100), 영상 조회 단말기(200) 또는 영상 저장 장치(300)는 작업모드 또는 영상을 송수신 하기 위한 통신부(미도시) 또는 재생의 과정을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 영상 조회 단말기(200)는 영상을 재생할 수 있는 디스플레이(미도시)를 포함할 수 있다.
영상 조회 단말기(200)에서 상기 기능 또는 모드가 선택되면 그 정보는 영상 저장 장치(300)에 송신될 수 있다(S61).
전체 영상 목록 조회가 선택되면 영상 저장 장치(300)는 전체 영상을 단말기에 송신할 수 있다(S62). 이때 전송되는 영상은 해상도가 낮은 제 2영상일 수 있다. 전체 목록을 조회할 때 고화질의 영상이 요구되지 않으므로 저해상도의 영상을 송수신하여 전송 속도를 향상시키고 데이터 저장 비용을 감소시킬 수 있다.
영상 조회 단말기(200)에서 특정 영상을 조회하기 위하여 특정한 영상이 선택(S63)되면 선택된 영상의 정보가 영상 저장 장치(300)로 전송될 수 있다(S64). 이 때 전송되는 영상은 제 2영상보다 해상도가 높지만 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상일 수 있다. 이 때 선택된 특정 영상의 요주의 부분의 정보를 영상 조회 단말기(200)에 송신할 수 있다.
영상 조회 단말기(200)에서 요주의 부분이 선택(S65)되면 그 부분이 확대되어 재생될 수 있다(S66). 따라서 요주의 부분의 영상은 고화질이 요구되므로 이 때 전송되는 영상은 고해상도의 원본 영상일 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 재생 화면을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 영상은 영상 조회 단말기의 디스플레이에서 재생될 수 있다. 제 2영상(210)은 영상 목록으로 사용될 수 있다. 영상 목록은 상대적으로 작게 표시되므로 전송 속도의 향상 및 저장공간의 절약을 위하여 상대적으로 저화질의 제 2영상(210)이 사용될 수 있다.
여기에서 특정 영상이 선택되면 제 1영상(220)이 재생될 수 있다. 제 1영상은(220)은 제 2영상(210)보다 큰 화면에서 재생되므로 제 1영상(220)은 제 2영상(210)보다 고화질의 영상이 사용될 수 있다.
또한, 요주의 부분이 선택되면 원본 영상(230)이 재생될 수 있다. 원본 영상(230)은 제 1영상(220)을 확대하여 재생되므로 원본 영상(230)은 제 1영상(220)보다 고화질의 영상이 사용될 수 있다.
이상 설명된 원본 영상, 제 1영상 및 제 2영상을 동시에 사용하는 영상을 조회하는 단계를 통하여 소요되는 네트워크 전송량을 감소시킬 수 있다.
구체적으로는, 영상을 확대하여 세밀하게 검사하는 작업은 모든 영상을 대상으로 하는 것이 아닌 결함으로 의심되는 부분이나 결함발생이 빈번하게 일어나는 요소를 중심으로 이루어 질 수 있다. 송전구조물의 특성상 송전선과 부착물의 결합부위가 결함의 발생가능성이 높은 부위이며, 송전선 사이에 설치되는 스페이서/뎀퍼의 경우 일반적으로 한 경간내에 40~50m 간격으로 설치될 수 있다. 한 경간의 거리 350m라 볼 때, 한 경간 안에서의 스페이서/뎀퍼의 개수는 대략 7~9개일 수 있다. 수평방향FOV를 5m라 가정 할 경우 1경간의 촬영영상이 70장이며, 이중에서 스페이서/뎀퍼로 분류되는 영상의 비율은 약 10~12.8%에 해당될 수 있다. 만일 연속되는 영상 사이에서 부착물이 두 영상에 걸쳐서 나타난다 할 지라도 부착물 영상은 전체의 10~25.6%이며 대략 1/4를 넘지 않는 범위에서 부착물 영상이 나타날 수 있다.
이와 같이 송전구조물 검사에 주의를 요하는 영상이 전체 촬영 영상 중 일부라는 점에서, 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 장치는 일반 조회용으로 사용할 상용 디스플레이의 표출해상도를 고려한 FHD크기의 제 1영상(220)과, 전체영상 미리보기용으로 사용할 QVGA의 제 2영상(210)을 추가로 생성할 수 있다. 영상의 검사를 담당하는 작업자가 특정 순시작업 촬영영상의 목록을 요청 할 경우 제 2영상(210)을 제공하고, 송전구조물 영상의 검토시에는 제 1영상(220)을 제공하며, 주의를 요하는 부분을 확대하여 검토시에만 원본 영상(230)을 활용하여 확대영상을 보여 줄 수 있다. 촬영된 영상 중 일부만을 확대하여 검사할 경우 전송량의 측면에서 이득을 볼 수 있는 비율은 다음과 같이 계산 될 수 있다.
1회 작업한 데이터를 모두 훑어본다고 가정했을 경우 제 1영상(220) 및 제 2영상(210) 모두 송신될 수 있다. 다만, 주의가 필요한 영상을 부분확대 했을 시 회전변환 및 여백제거가 된 원본 영상이 송신될 수 있다. 제 1영상(220)은 원본 영상의 약1/8크기이고 제 2영상(210)은 제 1영상의 1/36크기일 수 있으므로, 부분확대한 영상의 비율을 r, 회전변환 및 여백제거가 된 영상의 용량을 T라 할 때, 제 1영상(220) 및 제 2영상(210)을 활용할 경우 데이터 전송량에서 이득을 볼 수 있는 비율 r은 다음의 식으로 구할 수 있다.
r*T + (1/8)*T + (1/288)*T < 1.0*T
r < 0.872
모든 촬영영상 가운데 주의가 필요하다 판단해서 확대해본 영상의 비율이 87.2% 미만이라면 제 1영상(220) 및 제 2영상(210)을 사용했을 때 네트워크 전송량에서 이득을 볼 수 있다.
송전구조물의 촬영 영상 중 주의를 요하는 부분인 부착물의 영상이 카메라의 FOV를 감안하더라도 전체 영상의 1/4을 넘지 않으며, 상세 검토를 요하는 영상의 비율 또한 전체영상의 25% 범위안에서 이루어 질 수 있다.
이는 전체의 87.2%에 해당하는 영상을 상세 검토해도 전송량의 이득을 볼 수 있다는 사실로 미루어 봤을 때 확연한 전송량 절감 효과를 볼 수 있다. 이와 같은 네트워크를 통한 데이터 전송량의 감소는 네트워크 회선 비용의 절감효과를 가져올 뿐만 아니라 영상데이터의 전송속도의 개선으로 순시영상 검토작업의 업무효율을 높일 수 있다.
이상 설명한 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치(100)는 촬영영상의 영상 회전과 여백제거를 통하여 자료저장공간을 절약하고 영상전송처리속도를 개선할 수 있고,송전 구조물의 종류를 분류하고 영상 분석을 통하여 결함을 찾아내고 이를 영상 정보와 함께 저장할 수 있으며, 필요에 따라 고해상도 및 저해상도의 영상을 사용하여 영상의 전송 속도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예가 첨부된 도면과 함께 설명 되었지만, 이러한 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 발명의 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 통상의 기술자는 일 실시 예에 따른 발명을 변형 또는 응용할 수 있을 것이고, 그러한 변형 또는 응용도 발명의 보호범위에 속할 것이다. 따라서, 발명의 범위는 여기에서 묘사된 특정한 실시 예에 한정되어서는 안된다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 송전선 영상 처리 방법은 영상 로딩 단계(S10), 송전선 식별 단계(S20), 영상 편집 단계(S30), 영상 저장 단계(S40) 및 영상 분석 단계(S50)을 포함할 수 있다. 상기 영상 처리 방법은 영상 처리 장치(100)에서 실시될 수 있으며, 장치에 관하여는 아래에서 설명하기로 한다.
영상 로딩 단계(S10)에서는 송전선 또는 송전구조물의 촬영 영상의 편집을 위하여 촬영된 원본 영상이 로딩될 수 있다. 원본 영상은 무인헬기 등을 통하여 촬영되어 무인헬기의 저장장치에 저장된 영상일 수 있다. 상기 무인헬기의 저장장치에 저장된 영상을 송전선 영상 처리 장치(100)에서 로딩하고, 그 영상이 처리될 수 있다.
송전선 식별 단계(S20)에서 로딩된 영상의 송전선 유무가 판단될 수 있다. 촬영된 객체가 유효한 송전선인지 여부를 판단하고, 유효한 송전선선이 유효한 초점거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단될 수 있다.
송전선의 유무는 촬영된 송전선의 두께, 송전선 경계 부분의 선명도 또는 송전선 소선 무늬의 특성이 감지되어 판단될 수 있다. 여기에서 송전선 소선 무늬의 특성은, 소선이 여러가닥 꼬여서 형성된 빗살무늬를 의미할 수 있다.
영상 편집 단계(S30)에서는 송전선의 존재가 확인된 경우 송전선의 기울기가 자동으로 측정되고 영상이 회전 변환되어 송전선이 수평으로 배치될 수 있다. 또한, 송전선 또는 송전구조물이 존재하는 위치를 제외한 여백부분이 제거되어 영상의 크기가 축소될 수 있다. 또한, 원본 영상에 비하여 해상도가 감소된 제 1영상 또는 제 2영상이 생성될 수 있다.
영상 저장 단계(S40)에서는 상기 생성된 영상들이 저장될 수 있으며, 구체적으로는 편집된 원본 영상, 제 1영상 및 제 2영상이 저장될 수 있다.
영상 분석 단계(S50)에서는 송전선 영상이 분석되어 송전선 및 송전구조물의 종류가 판단될 수 있다. 예를 들어 가공지선의 경우 항공장애구가 인식되고, 전력선의 경우 스페이서, 뎀퍼, 스페이스 뎀퍼 등의 부착물이 인식될 수 있다. 그리고 부착물이 있는 영상과 부착물이 없는 영상이 분류될 수 있다.
여기에서, 부착물이 있는 영상의 경우 부착물과 송전선의 접합부위가 식별되어 그 위치 좌표가 저장될 수 있다. 송전선 영상의 경우 소전 단선이나 접합부위의 마모로 인한 두께의 변화 등이 감지되어 고장유무와 정도 등이 판정되고 그 위치가 저장될 수 있다.
이하, 위에서 개략적으로 설명된 각 단계를 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 송전선 식별단계(S20)를 나타내는 순서도이다.
도 2를 참조하면, 영상의 송전선을 식별하기 위하여 영상의 좌측에서 우측으로 가로지르는 객체가 식별될 수 있다. 식별된 객체들의 윤곽이 추출되어 송전선 식별에 사용될 수 있다(S21).
송전선으로 추정되어 식별된 객체들은 두께순으로 정렬되어 그 두께 정보가 판별되고(S22), 객체의 경계 부분의 선명도가 분석되어 유효한 송전선인지 여부가 판단될 수 있다(S23).
그리고 나서, 유효한 송전선의 소선무늬의 선명도가 판단되어 유효한 초점거리안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단될 수 있다(S24). 예를 들어, 송전선은 가느다란 소선이 여러가닥 꼬여 구성된 것으로서, 송전선을 확대하면 소선이 꼬여있는 형태인 빗살무늬가 감지될 수 있다. 촬영된 객체의 초점이 맞지 않는 경우 이러한 무늬가 감지되지 않으므로, 소선무늬를 판단하면 초점 거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단될 수 있다.
송전선 검출을 위한 영상 분석시 OpenCV 영상처리 라이브러리가 사용될 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 영상 편집 단계(S30)를 나타내는 순서도이다.
도 3을 참조하면, 상기 단계에서 식별된 송전선의 기울기가 측정되고, 송전선이 수평으로 평행하게 배치되도록 송전선의 중앙점을 기준으로 영상이 회전될 수 있다(S31). 회전된 영상에서 송전선 및 송전구조물을 제외한 여백을 제거하여 영상의 크기가 감소될 수 있다(S32).
상기 편집된 영상의 네트워크 전송이 용이하도록 원본 영상보다 해상도가 감소된 제 1영상이 생성될 수 있다(S33). 제 1영상은 FHD급의 영상일 수 있다. 또한, 상기 제 1영상보다 해상도가 감소된 제 2영상이 생성될 수 있다(S34). 제 2영상은 QVGA급의 영상일 수 있다.
이러한 영상 편집 단계를 거치면 송전구조물 영상의 용량이 감소되어 데이터 저장비용의 절감은 물론 영상데이터의 네트워크 전송비용을 절감 시킬 수 있다.
구체적으로, 영상 편집 단계(S30)를 거치치 않은 경우 아래와 같이 필요한 저장소의 용량을 산정할 수 있다.
일반적인 인력 순시의 경우 1회 작업에서 대략 300m~400m 경간을 기준으로 7~8 경간 작업할 수 있다. 송전구조물 영상의 송전선 한 경간을 350m라 보고, 고해상도 카메라의 수평 FOV 를 5m, 그리고 송전선을 3상으로 보낸다고 가정한다. 이 때 한 경간인 350m 구간의 송전구조물을 촬영한 영상의 개수는 70장(1경간350m ÷ 좌우FOV 5m) * 송전선4개(송전선3상 + 가공지선 1개) = 280 장이고 데이터의 양은 고해상도 영상 1개가 8K UHD 카메라의 경우 40MB(JPG 압축 시 40~50MB)라고 가정하면 280 * 40 = 11200MB 로 약 11.2GB/1경간(350m)일 수 있다. 1회 수작업을 8경간(약2.8km)이라고 할 때, 사진의 경우 2240장 필요한 저장용량은 89.6GB의 용량이 필요할 수 있다. 한 지점에 대하여 1년에 1회씩 촬영한다고 할 때 10년의 데이터를 쌓아 두려면 1km 당 320GB의 저장소가 필요할 수 있다.
이와 비교하여 영상 편집 단계를 거치면(S30) 송전구조물을 제외한 원본영상의 약2/3에 달하는 여백공간을 제거할 수 있으며, 송전 구조물이 존재하지 않는 무의미한 영상은 삭제될 수 있다. 추가적으로 생성한 중간해상도 영상은 원본영상의 약 1/8크기에 해당하며, 저해상도영상은 중간해상도 영상의 1/36크기를 가질 수 있다. 가공 전 원본영상의 용량을 E라 할 때, 회전변환 및 여백제거 영상과 중해상도/저해상도 영상의 크기를 합치면 다음과 같이 계산될 수 있다.
(1/3)*E + (1/3)*(1/8)*E + (1/3)*(1/8)*(1/36)*E = 0.376*E
변환영상의 용량의 합이 0.376E라는 것은 영상 편집 단계(S30)를 거치지 않은 것과 비교하여 37.6%의 저장용량을 사용한다는 것을 의미할 수 있다. 다시 말해 영상 편집 단계(S30)를 거쳐 생성된 영상이 1장당 62.4%의 저장공간 절감 효과를 가져온다는 것을 뜻하며, 송전선 식별(S20)을 통해 송전구조물이 존재하지 않는 영상을 자동으로 걸러 낼 경우 저장공간 절감효과는 더 크게 나타날 수 있다.
도 4는 일 실시 예에 따른 영상 분석 단계(S50)를 나타내는 순서도이다.
도 4를 참조하면, 영상에 포함된 유효한 송전선의 개수 또는 송전구조물의 패턴을 이용하여 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별될 수 있다(S51).
예를 들어 가공지선(GW)의 경우 유효한 송전선은 1선이며, 중간에 존재할 수 있는 부착물은 항공장애구일 수 있다. 또한, 그 외의 송전선은 그 종류에 따라 한 상 안에 1선에서 6선까지의 유효송전선이 존재할 수 있으며, 부착된 송전구조물의 크기, 비율 또는 형태에 따라 스페이서, 뎀퍼와 같은 부착물이 부착될 수 있다. 이러한 정보가 식별되면 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별될 수 있다.
이처럼 송전선 영상이 분석되어 부착물이 있는 영상과 없는 영상이 분류될 수 있으며, 부착물이 있는 영상의 경우 송전선의 접합부위 및 그 좌표가 인식될 수 있다.
또한, 송전선 영상의 경우 소선 단선이나 접합부위의 마모로 인한 두께의 변화 등이 감지될 수 있다. 감지된 두께를 정상 두께와 비교하여 결함 유무를 판별할 수 있다. 또한, 부착물의 경우 부착물의 위치 또는 부착된 상태를 고려하여 송전선에 정상적으로 부착되었는지 여부가 판별되어 고장유무 또는 고장 정도가 판단될 수 있다(S52). 이러한 결함이 감지되면 그 위치가 인식될 수 있다.
상기 인식된 부착물의 좌표, 결함이 감지된 위치 등은 영상 처리 장치(100)에 저장될 수 있다(S53).
도 5는 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치(100)를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 일 실시 예에 따른 영상 처리 장치(100)는 식별부(110), 편집부(120), 저장부(130) 및 분석부(140)를 포함할 수 있다.
이하 상기한 영상 처리 방법에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소에 대하여, 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 상기한 실시 예에 대한 설명은 이하의 실시 예들에도 적용될 수 있다. 이하 구체적인 설명은 생략하며 차이점을 위주로 설명하기로 한다.
식별부(110)는 로딩된 송전선 영상에서 송전선을 식별할 수 있으며, 편집부(120)에서는 상기 영상의 용량이 삭감되도록 영상을 편집할 수 있다.
편집부(120)는 송전선을 영상에 수평하도록 배치하고, 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역을 제거하여 용량을 감소시킬 수 있다. 또한, 편집부(120)는 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상 및 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상을 생성할 수 있다.
편집된 영상은 저장부(130)에 저장되며 분석부(140)는 상기 송전선의 유형 또는 결함을 분석할 수 있다. 분석된 정보는 저장부(130)에 저장될 수 있다.
영상 처리 장치(100)에서 편집된 원본 영상, 제 1영상, 제 2영상 또는 영상 처리 장치(100)에서 분석된 송전선의 유형 또는 결함의 정보는 영상 저장 장치(300)에 저장될 수 있다. 영상 저장 장치(300)는 데이터를 저장할 수 있는 저장 매체를 포함하여 상기 영상 또는 정보를 저장할 수 있다. 영상 저장 장치(300)에 저장된 영상들은 영상 조회 단말기(200)에서 재생될 수 있다. 영상 저장 장치(300)는 영상 서버로서 역할을 할 수 있으며, 영상 조회 단말기(200)는 영상 저장 장치(300)에 접속하여 영상 정보를 조회할 수 있다.
이하, 단말기(200)에서 영상이 재생되는 과정을 설명하기로 한다.
도 6은 영상을 재생하는 과정을 도시하는 도면이다.
도 6을 참조하면, 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법은 영상을 조회하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있으며, 전체 영상 목록 조회, 특정 영상 조회 또는 영상의 확대 기능 또는 모드가 제공될 수 있다. 영상 처리 장치(100), 영상 조회 단말기(200) 또는 영상 저장 장치(300)는 작업모드 또는 영상을 송수신 하기 위한 통신부(미도시) 또는 재생의 과정을 제어하기 위한 제어부(미도시)를 포함할 수 있다. 영상 조회 단말기(200)는 영상을 재생할 수 있는 디스플레이(미도시)를 포함할 수 있다.
영상 조회 단말기(200)에서 상기 기능 또는 모드가 선택되면 그 정보는 영상 저장 장치(300)에 송신될 수 있다(S61).
전체 영상 목록 조회가 선택되면 영상 저장 장치(300)는 전체 영상을 단말기에 송신할 수 있다(S62). 이때 전송되는 영상은 해상도가 낮은 제 2영상일 수 있다. 전체 목록을 조회할 때 고화질의 영상이 요구되지 않으므로 저해상도의 영상을 송수신하여 전송 속도를 향상시키고 데이터 저장 비용을 감소시킬 수 있다.
영상 조회 단말기(200)에서 특정 영상을 조회하기 위하여 특정한 영상이 선택(S63)되면 선택된 영상의 정보가 영상 저장 장치(300)로 전송될 수 있다(S64). 이 때 전송되는 영상은 제 2영상보다 해상도가 높지만 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상일 수 있다. 이 때 선택된 특정 영상의 요주의 부분의 정보를 영상 조회 단말기(200)에 송신할 수 있다.
영상 조회 단말기(200)에서 요주의 부분이 선택(S65)되면 그 부분이 확대되어 재생될 수 있다(S66). 따라서 요주의 부분의 영상은 고화질이 요구되므로 이 때 전송되는 영상은 고해상도의 원본 영상일 수 있다.
도 7은 일 실시 예에 따른 영상 재생 화면을 나타내는 도면이다.
도 7을 참조하면, 영상은 영상 조회 단말기의 디스플레이에서 재생될 수 있다. 제 2영상(210)은 영상 목록으로 사용될 수 있다. 영상 목록은 상대적으로 작게 표시되므로 전송 속도의 향상 및 저장공간의 절약을 위하여 상대적으로 저화질의 제 2영상(210)이 사용될 수 있다.
여기에서 특정 영상이 선택되면 제 1영상(220)이 재생될 수 있다. 제 1영상은(220)은 제 2영상(210)보다 큰 화면에서 재생되므로 제 1영상(220)은 제 2영상(210)보다 고화질의 영상이 사용될 수 있다.
또한, 요주의 부분이 선택되면 원본 영상(230)이 재생될 수 있다. 원본 영상(230)은 제 1영상(220)을 확대하여 재생되므로 원본 영상(230)은 제 1영상(220)보다 고화질의 영상이 사용될 수 있다.
이상 설명된 원본 영상, 제 1영상 및 제 2영상을 동시에 사용하는 영상을 조회하는 단계를 통하여 소요되는 네트워크 전송량을 감소시킬 수 있다.
구체적으로는, 영상을 확대하여 세밀하게 검사하는 작업은 모든 영상을 대상으로 하는 것이 아닌 결함으로 의심되는 부분이나 결함발생이 빈번하게 일어나는 요소를 중심으로 이루어 질 수 있다. 송전구조물의 특성상 송전선과 부착물의 결합부위가 결함의 발생가능성이 높은 부위이며, 송전선 사이에 설치되는 스페이서/뎀퍼의 경우 일반적으로 한 경간내에 40~50m 간격으로 설치될 수 있다. 한 경간의 거리 350m라 볼 때, 한 경간 안에서의 스페이서/뎀퍼의 개수는 대략 7~9개일 수 있다. 수평방향FOV를 5m라 가정 할 경우 1경간의 촬영영상이 70장이며, 이중에서 스페이서/뎀퍼로 분류되는 영상의 비율은 약 10~12.8%에 해당될 수 있다. 만일 연속되는 영상 사이에서 부착물이 두 영상에 걸쳐서 나타난다 할 지라도 부착물 영상은 전체의 10~25.6%이며 대략 1/4를 넘지 않는 범위에서 부착물 영상이 나타날 수 있다.
이와 같이 송전구조물 검사에 주의를 요하는 영상이 전체 촬영 영상 중 일부라는 점에서, 일 실시 예에 따른 송전선 영상 처리 방법 및 장치는 일반 조회용으로 사용할 상용 디스플레이의 표출해상도를 고려한 FHD크기의 제 1영상(220)과, 전체영상 미리보기용으로 사용할 QVGA의 제 2영상(210)을 추가로 생성할 수 있다. 영상의 검사를 담당하는 작업자가 특정 순시작업 촬영영상의 목록을 요청 할 경우 제 2영상(210)을 제공하고, 송전구조물 영상의 검토시에는 제 1영상(220)을 제공하며, 주의를 요하는 부분을 확대하여 검토시에만 원본 영상(230)을 활용하여 확대영상을 보여 줄 수 있다. 촬영된 영상 중 일부만을 확대하여 검사할 경우 전송량의 측면에서 이득을 볼 수 있는 비율은 다음과 같이 계산 될 수 있다.
1회 작업한 데이터를 모두 훑어본다고 가정했을 경우 제 1영상(220) 및 제 2영상(210) 모두 송신될 수 있다. 다만, 주의가 필요한 영상을 부분확대 했을 시 회전변환 및 여백제거가 된 원본 영상이 송신될 수 있다. 제 1영상(220)은 원본 영상의 약1/8크기이고 제 2영상(210)은 제 1영상의 1/36크기일 수 있으므로, 부분확대한 영상의 비율을 r, 회전변환 및 여백제거가 된 영상의 용량을 T라 할 때, 제 1영상(220) 및 제 2영상(210)을 활용할 경우 데이터 전송량에서 이득을 볼 수 있는 비율 r은 다음의 식으로 구할 수 있다.
r*T + (1/8)*T + (1/288)*T < 1.0*T
r < 0.872
모든 촬영영상 가운데 주의가 필요하다 판단해서 확대해본 영상의 비율이 87.2% 미만이라면 제 1영상(220) 및 제 2영상(210)을 사용했을 때 네트워크 전송량에서 이득을 볼 수 있다.
송전구조물의 촬영 영상 중 주의를 요하는 부분인 부착물의 영상이 카메라의 FOV를 감안하더라도 전체 영상의 1/4을 넘지 않으며, 상세 검토를 요하는 영상의 비율 또한 전체영상의 25% 범위안에서 이루어 질 수 있다.
이는 전체의 87.2%에 해당하는 영상을 상세 검토해도 전송량의 이득을 볼 수 있다는 사실로 미루어 봤을 때 확연한 전송량 절감 효과를 볼 수 있다. 이와 같은 네트워크를 통한 데이터 전송량의 감소는 네트워크 회선 비용의 절감효과를 가져올 뿐만 아니라 영상데이터의 전송속도의 개선으로 순시영상 검토작업의 업무효율을 높일 수 있다.
이상 설명한 송전선 영상 처리 방법 및 송전선 영상 처리 장치(100)는 촬영영상의 영상 회전과 여백제거를 통하여 자료저장공간을 절약하고 영상전송처리속도를 개선할 수 있고,송전 구조물의 종류를 분류하고 영상 분석을 통하여 결함을 찾아내고 이를 영상 정보와 함께 저장할 수 있으며, 필요에 따라 고해상도 및 저해상도의 영상을 사용하여 영상의 전송 속도를 향상시킬 수 있다.
일 실시 예가 첨부된 도면과 함께 설명 되었지만, 이러한 실시 예는 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 발명의 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아니다. 통상의 기술자는 일 실시 예에 따른 발명을 변형 또는 응용할 수 있을 것이고, 그러한 변형 또는 응용도 발명의 보호범위에 속할 것이다. 따라서, 발명의 범위는 여기에서 묘사된 특정한 실시 예에 한정되어서는 안된다.
100 영상 처리 장치
110 식별부
120 편집부
130 저장부
140 분석부
200 영상 조회 단말기
300 영상 저장 장치
110 식별부
120 편집부
130 저장부
140 분석부
200 영상 조회 단말기
300 영상 저장 장치
Claims (19)
- 무인 헬기를 통하여 촬영된 송전선 원본 영상이 로딩되는 단계;
객체의 두께 및 선명도가 분석되어 상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계;
상기 영상의 용량이 삭감되도록 상기 영상이 편집되는 단계; 및
상기 편집된 영상이 저장되는 단계를 포함하고,
상기 영상이 편집되는 단계는, 상기 송전선의 기울기가 측정되고, 상기 측정된 기울기에 따라 상기 송전선의 중앙점을 기준으로 영상이 회전되어 상기 송전선이 영상에 수평하도록 배치되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계는 상기 영상의 객체가 두께순으로 정렬되고, 상기 객체의 경계부분의 선명도가 분석되어 상기 객체가 유효한 송전선인지 여부가 판단되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 2항에 있어서,
상기 영상에서 송전선이 식별되는 단계는 상기 판단된 유효한 송전선의 소선무늬의 선명도가 판단되어, 상기 송전선이 유효한 초점거리 안에서 촬영된 객체인지 여부가 판단되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 영상이 편집되는 단계는 상기 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역이 제거되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 영상이 편집되는 단계는 상기 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상이 생성되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 6항에 있어서,
상기 영상이 편집되는 단계는 상기 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상이 생성되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 영상이 저장되는 단계 이후에,
상기 영상에 포함된 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계; 및
상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계;
를 더 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계는 상기 송전선의 개수 또는 상기 송전구조물의 패턴을 통하여 상기 송전선 또는 송전구조물의 유형이 판별되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계는 상기 송전선의 두께 변화가 감지되어 상기 결함이 감지되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계는 부착물이 송전선에 정상적으로 부착되었는지 여부가 판별되어 상기 결함이 감지되는 단계를 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 8항에 있어서,
상기 송전선 또는 송전구조물의 결함이 감지되는 단계 이후에, 상기 결함이 감지되면 상기 결함이 발생된 위치가 저장되는 단계를 더 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 1항에 있어서,
상기 영상이 저장되는 단계 이후에, 상기 저장된 영상을 조회하는 단계를 더 포함하는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 13항에 있어서,
상기 저장된 영상을 조회하는 단계에서 영상의 확대시 원본 영상이 사용되고, 특정 영상의 조회시 제 1영상이 사용되며, 영상 목록 조회시 제 2영상이 사용되는 송전선 영상 처리 방법.
- 제 14항에 있어서,
제 1영상은 상기 원본 영상보다 낮은 해상도로 저장된 영상이고,
상기 제 2영상은 상기 제 1영상에 보다 낮은 해상도로 저장된 영상인 송전선 영상 처리 방법.
- 객체의 두께 및 선명도를 분석하여 로딩된 송전선 원본 영상에서 송전선을 식별하는 식별부;
상기 영상의 용량이 삭감되도록 영상을 편집하는 편집부;
상기 편집된 영상이 저장되는 저장부; 및
상기 송전선의 유형 또는 결함을 분석하는 분석부를 포함하고,
상기 영상은 무인 헬기를 통하여 촬영된 영상이고,
상기 편집부는 상기 송전선을 영상에 수평하도록 배치하고, 상기 송전선 또는 송전구조물을 제외한 영역을 제거하는 송전선 영상 처리 장치.
- 삭제
- 제 16항에 있어서,
상기 편집부는 상기 원본 영상보다 해상도가 낮은 제 1영상 및 상기 제 1영상보다 해상도가 낮은 제 2영상을 생성하는 송전선 영상 처리 장치.
- 제 18항에 있어서,
상기 원본 영상은 영상의 확대시 재생되고, 상기 제 1영상은 특정 영상의 조회시 재생되며, 상기 제 2영상은 전체 영상 목록 조회시 재생되는 송전선 영상 처리 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140192685A KR101631389B1 (ko) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | 송전선 영상 처리 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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|---|---|
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- 2014-12-29 KR KR1020140192685A patent/KR101631389B1/ko active IP Right Grant
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