KR101750103B1 - 가축의 발굽 검출 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
발굽 검출 방법이 개시된다. 발굽 검출 방법은, 가축의 발굽을 검출하는 방법에 있어서, 카메라를 이용하여 가축을 촬상하는 단계, 촬상된 이미지에서 가축 이미지를 추출하는 단계 및 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 설정된 사각형 영역의 중심점과 설정된 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단하는 단계를 포함한다.
Description
본 발명은 가축의 발굽 검출 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 가축을 촬상한 이미지에서 가축의 발굽 영역을 검출하는 발굽 검출 방법 및 장치에 관한 것이다.
구제역 증상이 보이는 소의 증상은 체온 상승, 식욕 부진, 유량 감소, 입/발굽/유방에 물집 형성이 있는데, 이 중에 확인하기 가장 쉽고 빠른 방법으로 체온을 검사하는 방법이 있다. 열화상 카메라를 이용하여 소를 촬영한 이미지에서, 건강한 소의 발굽은 청-녹색으로 보이는 반면, 구제역에 감염된 소의 발굽은 오렌지-적색으로 보이게 된다. 또한, 열화상 카메라를 이용하여 소를 촬영한 이미지에서 소의 발굽을 분석하여 가장 뜨거운 지점의 온도가 34.4도 이상인 경우, 구제역에 감염된 소인 것으로 판단할 수 있었다.
상기와 같은, 열화상 카메라를 이용하여 소의 발굽 온도를 측정하여, 소의 구제역 감염 여부를 검사하는 방법은, 임상 증상이 나타나기 48시간 이전에 조기에 구제역 감염 여부를 판단할 수 있고, 열화상 카메라만을 이용하여 검사가 가능하므로 저렴한 비용으로 빠르게 초기 진단을 내릴 수 있었다. 결과적으로, 구제역에 감염된 소를 빠르게 판단하여 신속한 조치가 가능하여, 피해를 최소화시킬 수 있었다.
다만, 종래에는 소를 촬영한 이미지에서 소의 발굽 영역을 검출하기 어려웠고, 소의 발굽 영역을 검출하더라도 소의 발굽이 포함되지 않은 다른 영역까지 검출되는 문제점이 있었다. 이에 따라, 신속하고 정확하게 소를 촬영한 이미지에서 소의 발굽 영역을 검출하는 방법에 대한 필요성이 대두되었다.
따라서, 본 발명의 목적은 가축을 촬영한 이미지에서 가축의 발굽 영역을 검출하여 가축의 구제역 감염 여부를 판단하기 위한 가축의 발굽 검출 방법 및 장치를 제공함에 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 방법은, 가축의 발굽을 검출하는 방법에 있어서, 카메라를 이용하여 상기 가축을 촬상하는 단계, 상기 촬상된 이미지에서 가축 이미지를 추출하는 단계 및 상기 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 상기 설정된 사각형 영역의 중심점과 상기 설정된 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단하는 단계를 포함한다.
여기서, 상기 가축 이미지를 추출하는 단계는, 상기 촬상된 이미지에서 외곽선을 추출하는 단계 및 상기 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출하는 단계를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 꼭지점 영역을 추출하는 단계는, 상기 외곽선을 구성하는 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 상기 제1 픽셀을 포함하는 영역을 꼭지점 영역으로 추출할 수 있다.
여기서, 상기 가축 이미지를 추출하는 단계는, 상기 촬상된 이미지에서 형태학적 변환을 수행하여, 상기 촬상된 이미지에서 노이즈를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 판단하는 단계는, 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역을 설정하는 단계 및 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점을 발굽 영역으로 판단하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 본 발굽 검출 방법은, 상기 카메라는, 열화상 카메라를 포함하고, 상기 가축 이미지의 발굽 영역에 기초하여 상기 가축의 발굽 온도를 검출하고, 상기 검출된 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우, 알림 메시지를 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치는, 가축의 발굽을 검출하는 장치에 있어서, 상기 가축을 촬상하여 촬상 이미지를 생성하는 촬상부, 상기 촬상 이미지에서 가축 이미지를 추출하고, 상기 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 상기 설정된 사각형 영역의 중심점과 상기 설정된 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단하는 제어부를 포함한다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하고, 상기 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 외곽선을 구성하는 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 상기 제1 픽셀을 포함하는 영역을 꼭지점 영역으로 추출할 수 있다.
여기서, 상기 제어부는, 상기 촬상 이미지에서 형태학적 변환을 수행하여, 상기 촬상 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역을 설정하고, 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점을 발굽 영역으로 판단할 수 있다.
또한, 본 발굽 검출 장치는, 디스플레이부;를 더 포함하고, 상기 촬상부는, 열화상 카메라를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 가축 이미지의 발굽 영역에 기초하여 상기 가축의 발굽 온도를 검출하고, 상기 검출된 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우, 알림 메시지를 상기 디스플레이부에 출력할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 가축이 촬영된 이미지에서 외곽선 및 꼭지점을 추출하여 가축의 발굽 영역을 검출하므로, 신속하고 정확하게 가축의 발굽 영역을 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 꼭지점 영역을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 가축의 발굽 영역을 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 꼭지점 영역을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a 내지 도 13c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 가축의 발굽 영역을 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
이하의 내용은 단지 본 발명의 원리를 예시한다. 그러므로 당업자는 비록 본 명세서에 명확히 설명되거나 도시되지 않았지만 본 발명의 원리를 구현하고 본 발명의 개념과 범위에 포함된 다양한 장치를 발명할 수 있는 것이다. 또한, 본 명세서에 열거된 모든 조건부 용어 및 실시 예들은 원칙적으로, 본 발명의 개념이 이해되도록 하기 위한 목적으로만 명백히 의도되고, 이와 같이 특별히 열거된 실시 예들 및 상태들에 제한적이지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 원리, 관점 및 실시 예들뿐만 아니라 특정 실시 예를 열거하는 모든 상세한 설명은 이러한 사항의 구조적 및 기능적 균등물을 포함하도록 의도되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 이러한 균등물들은 현재 공지된 균등물뿐만 아니라 장래에 개발될 균등물 즉 구조와 무관하게 동일한 기능을 수행하도록 발명된 모든 소자를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
따라서, 예를 들어, 본 명세서의 블럭도는 본 발명의 원리를 구체화하는 예시적인 회로의 개념적인 관점을 나타내는 것으로 이해되어야 한다. 이와 유사하게, 모든 흐름도, 상태 변환도, 의사 코드 등은 컴퓨터가 판독 가능한 매체에 실질적으로 나타낼 수 있고 컴퓨터 또는 프로세서가 명백히 도시되었는지 여부를 불문하고 컴퓨터 또는 프로세서에 의해 수행되는 다양한 프로세스를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
프로세서 또는 이와 유사한 개념으로 표시된 기능 블록을 포함하는 도면에 도시된 다양한 소자의 기능은 전용 하드웨어뿐만 아니라 적절한 소프트웨어와 관련하여 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어의 사용으로 제공될 수 있다. 프로세서에 의해 제공될 때, 상기 기능은 단일 전용 프로세서, 단일 공유 프로세서 또는 복수의 개별적 프로세서에 의해 제공될 수 있고, 이들 중 일부는 공유될 수 있다.
또한, 프로세서, 제어 또는 이와 유사한 개념으로 제시되는 용어의 명확한 사용은 소프트웨어를 실행할 능력을 가진 하드웨어를 배타적으로 인용하여 해석되어서는 아니되고, 제한 없이 디지털 신호 프로세서(DSP) 하드웨어, 소프트웨어를 저장하기 위한 롬(ROM), 램(RAM) 및 비휘발성 메모리를 암시적으로 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 주지관용의 다른 하드웨어도 포함될 수 있다.
본 명세서의 청구범위에서, 상세한 설명에 기재된 기능을 수행하기 위한 수단으로 표현된 구성요소는 예를 들어 상기 기능을 수행하는 회로 소자의 조합 또는 펌웨어/마이크로 코드 등을 포함하는 모든 형식의 소프트웨어를 포함하는 기능을 수행하는 모든 방법을 포함하는 것으로 의도되었으며, 상기 기능을 수행하도록 상기 소프트웨어를 실행하기 위한 적절한 회로와 결합된다. 이러한 청구범위에 의해 정의되는 본 발명은 다양하게 열거된 수단에 의해 제공되는 기능들이 결합되고 청구항이 요구하는 방식과 결합되기 때문에 상기 기능을 제공할 수 있는 어떠한 수단도 본 명세서로부터 파악되는 것과 균등한 것으로 이해되어야 한다.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 1을 참조하면, 발굽 검출 장치(100)는 촬상부(110) 및 제어부(120)를 포함한다.
촬상부(110)는 가축에 대한 촬영을 수행하여 촬상 이미지를 생성할 수 있다. 일반적으로, 촬상부(110)는 CCD(Charge Coupled Device)로 구현될 수 있으며, 여기서, CCD는 디지털 카메라에서 빛을 전기적인 신호로 바꿔주는 광센서 반도체로, 일반 카메라에서 필름을 감광시키는 기능을 수행하기 위한 소자이다. 또한, 촬상부(110)는 열화상 카메라, USB 고해상도 카메라 등으로 구성될 수 있다.
구체적으로, 촬상부(110)는 렌즈와 조리개를 통해 촬상부(110) 내부로 전달된 빛을 CCD에 의해 전기적 신호로 변환되고, 변환된 전기적 신호는 ADC(Analog-Digital Converter)에 의해 이미지 파일로 변환되어 메모리에 저장될 수 있다. 여기서, 촬상부(110)를 구동시키는 구동 신호가 입력되면, 빛이 렌즈와 조리개를 통해 CCD에 닿게 되고, 이에 따라 렌즈로부터 들어온 빛의 세기는 CCD에 기록된다. 이때, 촬영된 영상의 빛은 CCD에 붙어있는 RGB 색필터에 의해 각기 다른 색으로 분리되고, 분리된 색은 CCD를 구성하는 수십만개의 감광소자에서 전기적 신호로 바뀌게 된다. 촬상부(110)는 CCD에 의해 변환된 전기적 신호를 이용하여 촬상 이미지를 생성하게 된다.
제어부(120)는 촬상 이미지에서 가축 이미지를 추출할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)는 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하고, 추출된 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출하여, 촬상 이미지로부터 가축 이미지를 추출할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 촬상 이미지에서 추출된 외곽선을 구성하는 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 즉, 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 각도가 0에서 90도 사이인 경우, 제1 픽셀을 포함하는 영역을 꼭지점 영역으로 추출할 수 있다.
또한, 제어부(120)는 촬상 이미지에서 형태학적 변환을 수행하여, 촬상 이미지에서 노이즈를 제거할 수 있다. 제어부(120)가 촬상 이미지에서 형태학적 변환을 수행하는 구체적인 방법은, 이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술한다.
또한, 제어부(120)는 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 설정된 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단할 수 있다. 이 경우, 제어부(120)는 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역을 다시 설정하고, 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점을 발굽 영역으로 다시 판단할 수 있다.
즉, 제어부(120)는 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역내의 꼭지점 영역이 발굽을 포함하지 않은 영역도 포함하는 경우에도, 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점을 다시 발굽 영역으로 판단하여, 발굽을 포함하지 않은 영역을 제거하고 발굽을 포함하는 영역만을 발굽 영역으로 판단할 수 있게 된다.
또한, 제어부(120)는 열화상 카메라로 촬상된 촬상 이미지로부터 발굽 영역을 검출하고, 검출된 발굽 영역에서 가장 큰 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우, 알림 메시지를 출력할 수 있다. 여기서, 기설정된 온도는 34.4도 일 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 사용자는 알림 메시지를 통하여 용이하게 구제역에 감염된 가축을 파악할 수 있으므로, 신속한 조치를 취할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치의 구체적인 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 발굽 검출 장치(100')는 촬상부(110), 제어부(120) 및 디스플레이부(130)를 포함한다. 도 2를 설명함에 있어, 도 1에서 설명한 구성과 중복되는 부분에 대해서는 설명을 생략한다.
도 2에 따르면, 제어부(120)는 가축 이미지 추출부(121), 노이즈 제거부(122), 발굽 영역 판단부(123) 및 발굽 영역 보정부(124)로 구성될 수 있다.
가축 이미지 추출부(121)는 촬상부(110)에 의해 생성된 촬상 이미지에 기초하여 가축 이미지를 추출한다. 구체적으로, 가축 이미지 추출부(121)는 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하고, 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출한다. 가축 이미지 추출부(121)는 외곽선을 구성하는 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 제1 픽셀을 포함하는 영역을 꼭지점 영역으로 추출할 수 있다.
노이즈 제거부(122)는 촬상 이미지의 형태학적 변환을 수행하여, 촬상 이미지의 노이즈를 제거한다. 여기서, 형태학적 변환이란 촬상 이미지의 픽셀 값을 대치하거나 교체하는 침식 및 팽창을 수행하여 촬상 이미지의 픽셀 값을 변환하는 것을 의미한다. 구체적인 침식 및 팽창에 관한 내용은, 이하 도 3 및 도 4를 참조하여 후술한다.
발굽 영역 판단부(123)는 촬상 이미지에서 가축 이미지를 추출하고, 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 설정된 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단할 수 있다.
이후, 발굽 영역 보정부(124)는 가축 이미지의 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역을 설정하고, 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점만을 발굽 영역으로 판단하고, 경계선 외의 꼭지점은 발굽 영역에서 제외하는 보정을 수행하여, 가축의 발굽을 정확히 검출할 수 있다.
디스플레이부(130)는 알림 메시지를 출력할 수 있다. 구체적으로, 제어부(120)가 열화상 카메라로 촬상된 촬상 이미지로부터 발굽 영역을 검출하고, 검출된 발굽 영역에서 가장 큰 온도가 기설정된 온도보다 높다고 판단되는 경우, 디스플레이부(130)를 통하여 알림 메시지를 출력할 수 있다. 여기서, 디스플레이부(130)는 발굽 검출 장치(100)의 내부에 구성되거나 외부 장치로 구현될 수도 있다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 노이즈를 제거하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 발굽 검출 장치는 촬상 이미지에서 노이즈를 제거하기 위하여 침식 동작을 수행한다. 여기서, 침식 동작은 촬상 이미지의 특정 픽셀의 집합에서 최소 픽셀 값을 현재 픽셀로 교체하는 것으로, 아래의 수학식 1과 같이 정의할 수 있다.
여기서, A는 제1 픽셀 집합이고, B는 제2 픽셀 집합이다.
도 4를 참조하면, 발굽 검출 장치는 침식 동작에 의해 손상된 객체 이미지를 복구하기 위하여 팽창 동작을 수행한다. 여기서, 팽창 동작은 촬상 이미지의 특정 픽셀의 집합에서 최대 픽셀 값을 현재 픽셀로 교체하는 것으로, 아래의 수학식 2와 같이 정의할 수 있다.
여기서, A는 제1 픽셀 집합이고, B는 제2 픽셀 집합이다.
도 5는 촬상 이미지에서 침식 동작 및 팽창 동작을 수행한 결과 이미지를 나타내는 것으로, 노이즈가 포함된 원본 이미지(a)가 침식 동작은 수행 후에는 노이즈가 제거되었고(b), 팽창 동작에 의하여 손상된 객체 이미지가 복구된 것(c)을 확인할 수 있다.
도 6a 내지 도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 6a를 참조하면, 발굽 검출 장치는 촬상 이미지에서 특정 시작 픽셀(610)을 기준으로 좌측 상단 픽셀(P1)부터 우측 상단 픽셀(P3)까지 좌측에서 우측 방향으로 검색을 시작한다. P1 픽셀이 흰 픽셀인 경우 P1 픽셀을 다시 시작 픽셀로 하여 검색을 시작한다. 이어서, 도 6b와 같이, 새로운 시작 픽셀(620)에서 검색을 위한 P1 내지 P3 픽셀을 다시 설정하여 검색을 시작한다. 상기와 같은 방식으로, 촬상 이미지의 모든 픽셀을 검색하여, 흰색 픽셀과 검은색 픽셀의 경계에 따라 촬상 이미지의 외곽선을 추출할 수 있다. 도 7은 도 6에서 설명한 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하기 위한 Pavlidis` 알고리즘을 나타낸 것이며, 도 8은 Pavlidis` 알고리즘을 적용하여 촬상 이미지에서 외곽선을 추출한 가축 이미지를 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 촬상 이미지로부터 외곽선이 추출됨을 확인할 수 있다.
도 9 내지 도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 꼭지점 영역을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 촬상 이미지에서 꼭지점 영역을 추출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 9를 참조하면, 외곽선을 구성하는 픽셀 중 제1 픽셀(910) 및 제1 픽셀(910)과 기설정된 거리만큼 떨어진 제2 픽셀(921), 제3 픽셀(922)이 이루는 각도에 기초하여, 제1 픽셀(910)의 꼭지점 여부를 판단할 수 있다. 구체적으로, 아래의 수학식 3을 이용하여 제1 픽셀(910)의 코사인 값을 구할 수 있으며, 제1 픽셀(910)의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 제1 픽셀(910)은 꼭지점 영역에 포함되는 것으로 판단할 수 있다.
여기서, X는 외곽선을 구성하는 특정 픽셀이며, X1 및 X2는 X와 기설정된 거리만큼 떨어진 픽셀이다.
도 10은 도 9의 방법으로 꼭지점을 검출하는 알고리즘을 나타낸 것이고, 도 11은 도 10의 꼭지점 검출 알고리즘을 적용하여 꼭지점을 검출한 결과를 나타내는 도면이다. 도 11을 참조하면, 촬상 이미지의 외곽선에서 꼭지점을 포함한 꼭지점 영역들이 검출되는 것을 볼 수 있다.
도 12a 내지 도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 촬상 이미지에서 가축의 발굽 영역을 판단하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12a는 촬상 이미지의 외곽선을 포함하는 최소 사각형에서 중심점을 검출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12a를 참조하면, 설정된 최소 사각형의 각 꼭지점의 위치 값을 이용하여, 아래의 수학식 4에 의해 중심점을 검출할 수 있다.
도 12b를 참조하면, 점 A가 세 점(P1, P2, P3)이 이루는 경계선 내에 포함되었는지 여부를 판단하기 위해, 아래의 수학식 5를 이용하여 판단할 수 있다.
즉, 임의의 점 A와 직선 P1P2, P1P3, P2P3가 상기 수학식 5를 만족하는 경우, 점 A는 P1, P2, P3가 이루는 영역 내에 포함된 것으로 판단할 수 있다.
도 13a를 참조하면, 촬상 이미지에서 중심점 및 꼭지점 영역을 검출하고, 이후, 도 13b와 같이, 촬상 이미지의 외곽선을 포함하는 최소 사각형 영역(1310)의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역(1320) 내의 꼭지점 영역을 검출할 수 있다. 다만, 도 13b를 참조하면, 검출된 꼭지점 영역은 가축의 발굽이 포함되지 않은 영역도 포함하므로, 본 발명에 따른 발굽 검출 장치는, 도 13c와 같이, 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역(1330)의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역만을 발굽 영역으로 판단할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 장치는, 촬상 이미지로부터 신속하고 정확하게 발굽 영역을 검출할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발굽 검출 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14를 참조하면, 발굽 검출 장치는 카메라를 이용하여 가축을 촬상한다(S1410). 여기서, 카메라는 열화상 카메라, USB 카메라 등을 포함할 수 있다.
이어서, 촬상된 이미지에서 가축 이미지를 추출한다(S1420). 구체적으로, 촬상된 이미지에서 외곽선을 추출하고, 추출된 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출할 수 있다.
이어서, 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단한다(S1430). 또한, 발굽 검출 장치는 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역만을 발굽 영역으로 판단하고, 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 외의 꼭지점 영역을 발굽 영역에서 제거하여, 발굽 영역을 보정할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 가축이 촬영된 이미지에서 외곽선 및 꼭지점을 추출하여 가축의 발굽 영역을 검출하므로, 신속하고 정확하게 가축의 발굽 영역을 검출할 수 있다. 결과적으로, 촬상 이미지에서 자동으로 가축의 발굽 영역을 검출하고 가축의 발굽 온도가 기설정된 온도보다 큰지 여부를 감지하여, 가축의 구제역 감염 여부등을 신속하고 정확하게 검출할 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 다양한 실시 예들에 따른 방법은 프로그램 코드로 구현되어 다양한 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)에 저장된 상태로 각 서버 또는 기기들에 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 발굽 검출 장치
110: 촬상부
120: 제어부
130: 디스플레이부
110: 촬상부
120: 제어부
130: 디스플레이부
Claims (12)
- 가축의 발굽을 검출하는 방법에 있어서,
카메라를 이용하여 상기 가축을 촬상하는 단계;
상기 촬상된 이미지에서 가축 이미지를 추출하는 단계; 및
상기 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 상기 설정된 사각형 영역의 중심점과 상기 설정된 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단하는 단계;를 포함하는 발굽 검출 방법. - 제1항에 있어서,
상기 가축 이미지를 추출하는 단계는,
상기 촬상된 이미지에서 외곽선을 추출하는 단계; 및
상기 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 방법. - 제2항에 있어서,
상기 꼭지점 영역을 추출하는 단계는,
상기 외곽선을 구성하는 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 상기 제1 픽셀을 포함하는 영역을 꼭지점 영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 방법. - 제3항에 있어서,
상기 가축 이미지를 추출하는 단계는,
상기 촬상된 이미지에서 형태학적 변환을 수행하여, 상기 촬상된 이미지에서 노이즈를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 방법. - 제1항에 있어서,
상기 판단하는 단계는,
상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역을 설정하는 단계; 및
상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점을 발굽 영역으로 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 방법. - 제1항에 있어서,
상기 카메라는, 열화상 카메라를 포함하고,
상기 가축 이미지의 발굽 영역에 기초하여 상기 가축의 발굽 온도를 검출하고, 상기 검출된 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우, 알림 메시지를 출력하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 방법. - 가축의 발굽을 검출하는 장치에 있어서,
상기 가축을 촬상하여 촬상 이미지를 생성하는 촬상부;
상기 촬상 이미지에서 가축 이미지를 추출하고, 상기 추출된 가축 이미지에서 가축의 형상이 포함된 최소 사각형 영역을 설정하고, 상기 설정된 사각형 영역의 중심점과 상기 설정된 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점 영역을 발굽 영역으로 판단하는 제어부;를 포함하는 발굽 검출 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 촬상 이미지에서 외곽선을 추출하고, 상기 외곽선을 구성하는 각 픽셀 간의 코사인 값을 이용하여 꼭지점 영역을 추출하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 장치. - 제8항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 외곽선을 구성하는 제1 픽셀과 기설정된 거리만큼 떨어진 복수의 픽셀 간의 코사인 값이 0보다 크고 1보다 작은 경우, 상기 제1 픽셀을 포함하는 영역을 꼭지점 영역으로 추출하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 장치. - 제9항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 촬상 이미지에서 형태학적 변환을 수행하여, 상기 촬상 이미지에서 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 장치. - 제7항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역을 설정하고, 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 중심점과 상기 꼭지점을 포함하는 최소 사각형 영역의 양쪽 하단 모서리를 연결하는 선을 경계선으로 하는 영역 내의 꼭지점을 발굽 영역으로 판단하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 장치. - 제7항에 있어서,
디스플레이부;를 더 포함하고,
상기 촬상부는,
열화상 카메라를 포함하며,
상기 제어부는,
상기 가축 이미지의 발굽 영역에 기초하여 상기 가축의 발굽 온도를 검출하고, 상기 검출된 온도가 기설정된 온도보다 큰 경우, 알림 메시지를 상기 디스플레이부에 출력하는 것을 특징으로 하는 발굽 검출 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160056142A KR101750103B1 (ko) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 가축의 발굽 검출 방법 및 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160056142A KR101750103B1 (ko) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 가축의 발굽 검출 방법 및 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101750103B1 true KR101750103B1 (ko) | 2017-06-23 |
Family
ID=59283399
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020160056142A KR101750103B1 (ko) | 2016-05-09 | 2016-05-09 | 가축의 발굽 검출 방법 및 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101750103B1 (ko) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101513431B1 (ko) | 2013-10-17 | 2015-04-23 | (주)다하미 커뮤니케이션즈 | 매체 이미지의 테두리 자동 검출 방법, 이를 이용한 매체 이미지 처리 시스템 및 처리 방법 |
-
2016
- 2016-05-09 KR KR1020160056142A patent/KR101750103B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
| KR101513431B1 (ko) | 2013-10-17 | 2015-04-23 | (주)다하미 커뮤니케이션즈 | 매체 이미지의 테두리 자동 검출 방법, 이를 이용한 매체 이미지 처리 시스템 및 처리 방법 |
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