KR101723073B1 - 미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템 - Google Patents

미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 실외에 설치된 카메라부(10)로부터 촬영된 영상데이터를 획득하는 영상입력부(110); 상기 영상데이터에 포함된 각 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출하는 차영상추출부(120); 및 추출된 각 차영상데이터를 취합하여 획득된 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출하는 미세먼지 산출부(130);를 포함하는 미세먼지농도 측정장치가 개시된다.

Description

미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템{INE DUST CONCENTRATION MEASURING APPARATUS AND FINE DUST CONCENTRATION MEASURING SYSTEM}
본 발명은 미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템에 관한 것으로, 카메라를 통해 획득된 영상데이터를 이용하여 대기중에 포함된 미세먼지농도를 측정할 수 있는 새로운 측정방식의 미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템에 관한 것이다.
일반적으로 대기중의 미세먼지는 그 입경이 0.1㎛ 내지 10㎛ 크기로 단분산 분포되며 다양한 종류의 화학적 조성을 갖는 미립자로서, 인체에 직간접적으로 영향을 주고 동식물 피해 및 시정악화 등의 피해를 주기 때문에 기상청에서는 일기예보와 함께 실시간 미세먼지농도 수치를 안내하고 있다.
미세먼지 측정 방법의 대표적인 예로서 여과지법, 베타선흡수법(Beta-ray Attenuation Method : BAM), 및 마이크로밸런스법(Tapered Element Oscillation Microbalance Mass Measurement Method : TEOM)이 있다.
그러나, 종래의 미세먼지 측정방법을 구현하기 위해서는 고가의 측정장치가 운용되어야 하고 미세먼지 측정이 요구되는 장소마다 각 측정장치들을 비치하여야 하기 때문에 미세먼지를 측정하기 위한 시스템 구축비용이 과도해지는 문제점이 있었다.
또한, 종래에 교통용 또는 방범용으로 사용되는 CCTV에서 촬영된 영상들은 교통량 측정, 무인단속이나 신변보호용 등과 같이 고유의 기능만을 구현하는데 사용되었기 때문에 고가의 영상시스템에서 획득된 영상데이터의 활용도가 저조하였다.
등록특허공보 제10-1646685호(2016.08.02), 마이크로밸런스 기반 미세먼지 측정장치.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 고가의 미세먼지 측정장치를 이용하지 않고서도 카메라에서 촬영된 영상데이터를 영상분석하는 것으로 미세먼지농도 수치를 측정할 수 있어 미세먼지 측정을 위한 시스템의 구축비용을 대폭 절감할 수 있는 미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은 기설치된 교통용 CCTV나 방범용 CCTV에서 촬영된 영상을 이용하여 미세먼지농도 수치를 측정함으로써 미세먼지 측정을 위해 새로이 설치되어야 하는 카메라수를 절감할 수 있으며 교통용, 방범용으로 설치된 고가의 영상시스템에 획득된 영상데이터의 활용도를 극대화할 수 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세먼지농도 측정장치는, 실외에 설치된 카메라부(10)로부터 촬영된 영상데이터를 획득하는 영상입력부(110); 상기 영상데이터에 포함된 각 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출하는 차영상추출부(120); 및 추출된 각 차영상데이터를 취합하여 획득된 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출하는 미세먼지 산출부(130);를 포함한다.
여기서, 상기 차영상추출부(120)는, 상기 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(a)의 화소값데이터를 추출하고, 상기 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 상기 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(A)로 추출하며, 상기 미세먼지 산출부(130)는, 추출된 각 차영상데이터(A)를 일정주기별로 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터를 상기 측정데이터로 획득할 수 있다.
또한, 각 영상프레임(a)에 포함된 영상이미지의 전체영역 중 조작부(160)를 통해 입력된 사용자입력신호에 따라 일정영역을 비관심영역(NON ROI, B)으로 설정하는 영역설정부(170);를 더 포함하고, 상기 차영상추출부(120)는, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하여 상기 차영상데이터(A)를 추출할 수 있다.
한편, 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 미세먼지농도 측정시스템은, 각 지역별로 배치되며 해당 지역에 설치된 카메라부(211)로부터 입력된 영상데이터를 취합하고 통신망(20)을 통해 취합된 영상데이터를 전송하는 복수의 로컬제어단(210); 및 각 로컬제어단(210)으로부터 수신된 영상데이터를 구분하여 취합하고, 각 영상데이터에 포함된 각 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출하며 추출된 각 차영상데이터(A)를 취합하여 획득된 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출하여 각 지역별 미세먼지농도 수치를 획득하는 메인서버(220);를 포함한다.
여기서, 기설치된 교통용 CCTV나 방범용 CCTV로부터 촬영된 영상데이터를 취합하여 저장하며 저장된 영상데이터를 각 지역별로 구분하여 상기 통신망(20)을 통해 메인서버(220)에 제공하는 영상제공서버(230);를 더 포함하며, 상기 메인서버(220)는 상기 영상제공서버(230)로부터 수신된 영상데이터를 이용하여 미세먼지농도 수치를 산출할 수 있다.
또한, 상기 메인서버(220)는, 상기 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(a)의 화소값데이터를 추출하고, 상기 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 상기 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(A)로 추출하며, 추출된 각 차영상데이터(A)를 일정주기별로 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터를 상기 측정데이터로 획득할 수 있다.
또한, 상기 메인서버(220)는, 각 영상프레임(a)에 포함된 영상이미지의 전체영역 중 일정영역을 비관심영역(B)으로 설정하고, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하여 상기 차영상데이터(A)를 추출할 수 있다.
본 발명에 따른 미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템에 의하면,
첫째, 카메라에서 촬영된 영상데이터를 영상분석하여 고가의 미세먼지 측정장치없이 대기준에 포함된 미세먼지농도를 측정할 수 있으므로 미세먼지 측정을 위한 시스템의 구축비용을 대폭 절감할 수 있으며, 이에 따라 제한된 미세먼지 측정예산으로 보다 많은 장소에 미세먼지 측정장치를 설치하여 각 장소에 특화된 미세먼지농도 수치를 제공할 수 있다.
둘째, 차도와 같이 고속이동하는 오브젝트(차량)가 함께 촬영되어 영상데이터의 영상이미지에 포함될 수 있는 경우, 영상이미지의 전체영역 중 해당 오브젝트가 촬영될 수 있는 영역을 비관심영역(NON ROI,B)으로 설정하고, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하는 방식으로 미세먼지를 측정할 수 있으므로 고속이동 오브젝트로 인해 미세먼지농도 측정에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
셋째, 각 지역별로 배치되며 해당 지역에 설치된 카메라부(211)로부터 입력된 영상데이터를 취합하는 복수의 로컬제어단(210)은 통신망(20)을 통해 메인서버(220)로 전송하고, 메인서버(220)는 각 로컬제어단(210)로부터 수신된 각 영상데이터를 이용하여 각 지역별로 구분하여 미세먼지농도 수치를 통합적으로 산출할 수 있어, 미세먼지농도 수치의 통합적 공유 및 관리가 용이해지며 각 지역별로 측정장치(100)가 설치 및 운용관리되지 않아도 되므로 이에 대한 비용을 대폭 절감할 수 있다.
넷째, 기설치된 교통용 CCTV 또는 방범용 CCTV에서 촬영된 영상데이터를 미세먼지농도 측정장치(100)가 취합하여 미세먼지농도를 측정하거나, 상기 교통용 CCTV 또는 방범용 CCTV로부터 촬영된 영상데이터를 취합관리하는 영상제공서버(230)로부터 제공된 각 지역별 영상데이터를 메인서버(220)가 취합하여 미세먼지농도를 측정할 수 있어, 미세먼지 측정용으로 설치되어야 하는 카메라수를 절감할 수 있으며 교통용, 방범용으로 설치된 고가의 영상시스템에 획득된 영상데이터의 활용도를 극대화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치의 기능적 구성을 나타낸 블럭도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치 및 미세먼지농도 측정시스템에서 영상데이터를 이용하여 차영상데이터를 획득하는 과정을 설명하기 위한 개략도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 영상프레임에 비관심영역이 설정된 상태를 나타낸 개략도,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정시스템의 구성을 나타낸 개략도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
먼저, 도 1 내지 도 3을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100)의 구성 및 기능을 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100)는 고가의 종래 미세먼지 측정장치를 이용하지 않고서도 카메라에서 촬영된 영상데이터를 영상분석하는 것으로 미세먼지농도 수치를 측정할 수 있어 미세먼지 측정을 위한 시스템의 구축비용을 대폭 절감할 수 있는 미세먼지농도 측정장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 영상입력부(110), 차영상추출부(120) 및 미세먼지 산출부(130)를 포함한다.
상기 영상입력부(110)는 실외에 설치된 카메라부(10)로부터 촬영된 영상데이터를 입력받아 획득하며, 상기 카메라부(10)는 미세먼지농도 측정을 위해 설치된 카메라이거나 교통용 또는 방범용으로 기설치된 CCTV 카메라일 수 있다.
여기서, 상기 영상입력부(110)에는 하나의 카메라가 연결된 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않으며 동일한 장소를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 카메라나 서로 다른 장소를 각각 촬영한 복수의 카메라가 동시에 연결될 수 있다.
또한, 상기 카메라부(10)는 대기중에 포함된 미세먼지의 영상을 촬영할 수 있을 정도의 해상도를 가져야 하며, 필요에 따라 상기 카메라부(10)는 미세먼지농도 측정장치(100)의 제어신호를 받아 촬영각도, 확대축소비율 및 촬영시간이 제어될 수 있다.
상기 차영상추출부(120)는 미세먼지농도 수치를 산출하는데 필요한 차영상데이터(A)를 추출하는 구성으로서, 상기 영상입력부(110)에서 획득된 영상데이터에 포함된 각 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출한다.
여기서, 차영상추출부(120)는 매 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출할 수 있으며, 추출 설정시간단위(예를 들면, 0.1초 단위)로 획득된 두 영상프레임(an,an - 1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출할 수도 있다. 예를 들어, 카메라부(10)에서 초당 60개의 영상프레임(a)이 촬영되는 경우, 상기 차영상추출부(120)는 60개의 각 영상프레임(a)을 각각의 이전 영상프레임(an-1)과 비교하여 초당 60개의 차영상데이터(A)를 추출할 수 있으며, 상기 추출 설정시간이 0.1초로 설정된 경우 매 0.1초당 획득된 각 영상프레임(a)을 각각의 이전 영상프레임(an-1)과 비교하여 초당 10개의 차영상데이터(A)를 추출할 수 있는 것이다.
또한, 상기 차영상추출부(120)는 차영상추출부(120)를 추출함에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 차영상추출부(120)는 영상입력부(110)에서 획득된 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(a)의 화소값데이터를 추출하고, 각 영상프레임(a)별로 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(A)로 추출한다.
더불어, 도면에서와 같이 실외에 설치된 카메라부(10)에서 촬영된 영상데이터의 각 영상프레임(a)에는 건물이나 도로 등의 주변시설물과 함께 대기중에 포함된 미세먼지 영상(도트로 표시됨)이 촬영된다.
그리고, 통상적인 카메라의 동영상 촬영속도인 60Hz(초당 60개의 영상프레임 촬영)와 같이 빠른 속도로 각 영상프레임(a)에 획득되는 경우 영상에 포함된 대부분 물체의 이미지는 정지상태를 유지할 것이고 바람에 의해 비산되면서 초당 수m를 이동하는 미세먼지의 이미지는 각 영상프레임(a)별로 조금씩 다른 상태를 보이기 때문에, 도면에서와 같이 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하게 되면 매우 짧은 시간(0.1초 이하)에 움직임을 보이는 미세먼지의 이미지만 남게 된다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100)에서는 카메라부(10)를 통해 미세먼지의 영상을 촬영할 수 있고, 미세먼지는 주변 사물과 달리 매우 짧은 시간동안 움직임을 보이는 특성을 이용하여 단위시간별로 미세먼지 측정의 기준이 되는 차영상데이터(A)를 추출할 수 있는 것이다.
상기 미세먼지 산출부(130)는 차영상데이터(A)를 이용하여 미세먼지농도 수치를 산출하는 수단으로서, 차영상추출부(120)에서 추출된 각 차영상데이터(A)를 취합하여 획득된 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출한다.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 미세먼지 산출부(130)는 일정시간 단위로 추출된 차영상데이터(A)를 일정주기(예를 들면, 1시간)별로 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별로 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터를 상기 측정데이터로 획득할 수 있다.
상기 카메라부(10)에서 촬영된 영상데이터의 영상이미지에는 지나가는 행인이나 비행기와 같이 특정 상황에서 움직임을 보이는 오브젝트가 포함될 수 있으며 이러한 오브젝트들의 영상이미지는 영상프레임(a)의 화소값데이터의 변화를 이용하여 미세먼지농도를 측정함에 있어 오차값으로 반영될 수 있다.
이에 상술한 바와 같이 상기 미세먼지 산출부(130)는 각 차영상데이터(A)를 일정시간 단위로 누적하여 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들을 적분처리하여 일정시간 단위별로 측정데이터를 획득할 수 있으므로 움직임을 보이는 오브젝트에 의한 오차발생을 최소화할 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100)에는 각종 설정값이나 측정데이터들을 포함하여 측정장치를 동작시키는데 필요한 각종 데이터가 저장되는 메모리(140)와, 측정장치의 동작상태 또는 설정상태를 사용자가 조절할 수 있도록 하기 위해 사용자입력신호를 출력하는 조작부(160) 및, 각종 데이터를 화면표시하기 위한 디스플레이(150)가 더 포함될 수 있다.
더불어, 상기 기설정된 미세먼지산출 기준데이터는 획득된 측정데이터 즉, 각 차영상데이터(A)를 적분처리하여 획득된 평균 화소값데이터 대비 미세먼지농도 수치를 지정한 기준데이터로서, 이러한 기준데이터는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100)와 일반적인 미세먼지농도 측정장치를 동시에 구동하여 미세먼지농도 측정장치(100)에서 획득된 평균 화소값데이터와 동시간에 일반 미세먼지농도 측정장치에서 측정된 미세먼지농도 수치를 매칭시키는 과정을 반복적으로 수행함으로써 획득할 수 있다.
이 때, 기준데이터 설정시, 측정 지역, 해당 지역의 기온, 해당 지역의 습도, 측정 날짜를 고려한 축적된 데이터베이스를 마련하여, 해당 데이터베이스와 연동하여 미세먼지농도 수치를 도출하는 것이 가능하다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이 카메라부(10)에서 촬영된 영상에 차도와 같이 고속이동하는 오브젝트(차량)의 이동이 빈번한 영역이 존재하는 경우, 상기와 같이 각 차영상데이터(A)를 적분처리하더라도 고속이동하는 오브젝트의 움직임값이 반영되어 오차가 발생할 수 있다.
이에 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100)는 도 3에 도시된 바와 같이 각 영상프레임(a)에 포함된 영상이미지의 전체영역 중 조작부(160)를 통해 입력된 사용자입력신호에 따라 일정영역을 비관심영역(NON ROI,B)로 설정하는 영역설정부(170)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 차영상추출부(120)는 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하여 차영상데이터(A)를 추출한다.
이와 같이 고속이동하는 오브젝트(차량)가 함께 촬영되어 영상데이터의 영상이미지에 포함될 수 있는 경우, 영상이미지의 전체영역 중 해당 오브젝트가 촬영될 수 있는 영역을 비관심영역(NON ROI,B)으로 설정하고, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하는 방식으로 미세먼지를 측정할 수 있으므로 고속이동 오브젝트로 인해 미세먼지농도 측정에 오차가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
다음으로는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정시스템의 구성 및 기능을 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정시스템은 특정장소의 미세먼지농도 수치를 측정하는 상기 미세먼지농도 측정장치(100)와 달리, 광범위한 지역 또는 다수의 지역에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 각 지역별 미세먼지농도 수치를 통합적으로 산출할 수 있는 시스템으로서, 도 4에 도시된 바와 같이 복수의 로컬제어단(210) 및 메인서버(220)를 포함한다.
상기 복수의 로컬제어단(210)는 배치된 지역에서 촬영된 영상데이터를 취합하고 이를 이용하여 메인서버(220)에서 미세먼지농도 수치를 측정할 수 있도록 전송하는 장치로서, 각 지역별로 배치되며 해당 지역에 설치된 카메라부(211)로부터 입력된 영상데이터를 취합하고 통신망(20)을 통해 취합된 영상데이터를 전송한다.
여기서, 도시되지 않았으나 상기 로컬제어단(210)에는 카메라부(211)로부터 촬영된 영상데이터를 획득하기 위한 영상입력수단과, 획득된 영상을 전송할 수 있도록 일시적으로 저장하기 위한 메모리수단 및, 저장된 영상을 통신망(20)을 통해 전송하기 위한 통신수단이 마련된다.
또한, 상기 로컬제어단(210)에는 하나의 카메라가 연결된 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않으며 동일한 장소를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 카메라나 서로 다른 장소를 각각 촬영한 복수의 카메라가 동시에 연결될 수 있다.
상기 메인서버(220)는 각 로컬제어단(210)에서 전송된 영상데이터를 이용하여 각 지역별 미세먼지농도 수치를 산출하는 서버로서, 각 로컬제어단(210)으로부터 수신된 영상데이터를 구분하여 취합하고, 각 영상데이터에 포함된 각 영상데이터별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출하며 추출된 각 영상데이터를 취합하여 획득된 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출함으로써 각 지역별 미세먼지농도 수치를 획득할 수 있다.
여기서, 상기 메인서버(220)는 상기 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(a)의 화소값데이터를 추출하고, 상기 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 상기 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(A)로 추출하며, 추출된 각 차영상데이터(A)를 일정주기별로 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터를 상기 측정데이터로 획득한다.
또한, 각 영상프레임(a)에 포함된 영상이미지의 전체영역 중 일정영역을 비관심영역(B)으로 설정하고, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하여 상기 차영상데이터(A)를 추출할 수 있다.
더불어, 상기 메인서버(220)는 상술한 미세먼지농도 측정장치(100)와 동일한 방식으로 각 카메라에서 촬영된 영상데이터를 이용하여 미세먼지농도 수치를 측정하므로 구체적인 동작방식에 대한 중복적인 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정시스템은, 기설치된 교통용 CCTV나 방범용 CCTV로부터 촬영된 영상데이터를 취합하여 저장하며 저장된 영상데이터를 각 지역별로 구분하여 상기 통신망(20)을 통해 메인서버(220)에 제공하는 영상제공서버(230)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인서버(220)는 상기 영상제공서버(230)로부터 수신된 영상데이터를 이용하여 상기 로컬제어단(210)의 카메라부(211)에서 획득된 영상데이터를 이용하는 경우와 동일한 측정방식으로 미세먼지농도 수치를 산출할 수 있다.
상술한 영상제공서버(230)는 기설치된 교통용 CCTV 또는 방범용 CCTV에서 촬영된 영상데이터를 취합관리하는 기관에서 운용하는 서버이다.
이와 같이, 기설치된 교통용 CCTV 또는 방범용 CCTV에서 촬영된 영상데이터를 미세먼지농도 측정장치(100)가 취합하여 미세먼지농도를 측정하거나, 상기 교통용 CCTV 또는 방범용 CCTV로부터 촬영된 영상데이터를 취합관리하는 영상제공서버(230)로부터 제공된 각 지역별 영상데이터를 메인서버(220)가 취합하여 미세먼지농도를 측정할 수 있어, 미세먼지 측정용으로 설치되어야 하는 카메라수를 절감할 수 있으며 교통용, 방범용으로 설치된 고가의 영상시스템에 획득된 영상데이터의 활용도를 극대화할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미세먼지농도 측정장치(100) 및 미세먼지농도 측정시스템의 각 구성 및 기능에 의해, 카메라에서 촬영된 영상데이터를 영상분석하여 고가의 미세먼지 측정장치없이 대기준에 포함된 미세먼지농도를 측정할 수 있으므로 미세먼지 측정을 위한 시스템의 구축비용을 대폭 절감할 수 있으며, 이에 따라 제한된 미세먼지 측정예산으로 보다 많은 장소에 미세먼지 측정장치를 설치하여 각 장소에 특화된 미세먼지농도 수치를 제공할 수 있다.
또한, 각 지역별로 배치되며 해당 지역에 설치된 카메라부(211)로부터 입력된 영상데이터를 취합하는 복수의 로컬제어단(210)은 통신망(20)을 통해 메인서버(220)로 전송하고, 메인서버(220)는 각 로컬제어단(210)로부터 수신된 각 영상데이터를 이용하여 각 지역별로 구분하여 미세먼지농도 수치를 통합적으로 산출할 수 있어, 미세먼지농도 수치의 통합적 공유 및 관리가 용이해지며 각 지역별로 측정장치(100)가 설치 및 운용관리되지 않아도 되므로 이에 대한 비용을 대폭 절감할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100...미세먼지농도 측정장치 110...영상입력부
120...차영상추출부 130...미세먼지 산출부
170...영역설정부 210...로컬제어단
220...메인서버 230...영상제공서버

Claims (7)

  1. 실외에 설치된 카메라부(10)로부터 촬영된 영상데이터를 획득하는 영상입력부(110);
    상기 영상데이터에 포함된 각 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출하는 것으로, 상기 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(a)의 화소값데이터를 추출하고, 상기 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 상기 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(A)로 추출하는 차영상추출부(120); 및
    추출된 각 차영상데이터를 취합하여 획득되는 것으로, 추출된 각 차영상데이터(A)를 일정주기별로 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터로부터 획득된 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출하는 미세먼지 산출부(130);를 포함하는 미세먼지농도 측정장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    각 영상프레임(a)에 포함된 영상이미지의 전체영역 중 조작부(160)를 통해 입력된 사용자입력신호에 따라 일정영역을 비관심영역(NON ROI, B)으로 설정하는 영역설정부(170);를 더 포함하고,
    상기 차영상추출부(120)는, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하여 상기 차영상데이터(A)를 추출하는 것을 특징으로 하는 미세먼지농도 측정장치.
  4. 각 지역별로 배치되며 해당 지역에 설치된 카메라부(211)로부터 입력된 영상데이터를 취합하고 통신망(20)을 통해 취합된 영상데이터를 전송하는 복수의 로컬제어단(210); 및
    각 로컬제어단(210)으로부터 수신된 영상데이터를 구분하여 취합하고, 각 영상데이터에 포함된 각 영상프레임(a)별로 현재 영상프레임(an)과 이전 영상프레임(an-1)을 비교하여 차영상데이터(A)를 추출하는 것으로, 상기 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(a)의 화소값데이터를 추출하고, 상기 이전 영상프레임(an-1)의 화소값데이터에서 상기 현재 영상프레임(an)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(A)로 추출하며, 추출된 각 차영상데이터(A)를 취합하여 획득되는 것으로, 추출된 각 차영상데이터(A)를 일정주기별로 취합하고 취합된 차영상데이터(A)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터로부터 획득되는 측정데이터와 기설정된 미세먼지산출 기준데이터를 비교하여 미세먼지농도 수치를 산출하여 각 지역별 미세먼지농도 수치를 획득하는 메인서버(220);를 포함하는 미세먼지농도 측정시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    기설치된 교통용 CCTV나 방범용 CCTV로부터 촬영된 영상데이터를 취합하여 저장하며 저장된 영상데이터를 각 지역별로 구분하여 상기 통신망(20)을 통해 메인서버(220)에 제공하는 영상제공서버(230);를 더 포함하며,
    상기 메인서버(220)는 상기 영상제공서버(230)로부터 수신된 영상데이터를 이용하여 미세먼지농도 수치를 산출하는 것을 특징으로 하는 미세먼지농도 측정시스템.
  6. 삭제
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 메인서버(220)는,
    각 영상프레임(a)에 포함된 영상이미지의 전체영역 중 일정영역을 비관심영역(B)으로 설정하고, 설정된 비관심영역(B)을 제외한 나머지 영역에 대한 화소값데이터를 추출하여 상기 차영상데이터(A)를 추출하는 것을 특징으로 하는 미세먼지농도 측정시스템.
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