KR102162641B1 - System and method for recognizing meter information based on deep learning - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템 및 방법에 관한 발명으로서, 더욱 상세하게는 휴대용 기기를 이용한 적산량의 원격 검침이 가능하고, 계량기의 종류와 유형에 대한 제약 없이 원격 검침이 가능하며, 촬영 환경에 대한 영향을 최소화하여 다양한 환경에서도 정확한 검침이 이루어지도록 딥러닝을 이용한 계량기 검침 시스템에서 계량기의 적산량과 고유번호를 자동으로 인식하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system and method for recognizing meter information based on deep learning, and more specifically, remote meter reading of the accumulated amount using a portable device is possible, and remote meter reading is possible without restrictions on the type and type of meter, The present invention relates to a deep learning-based meter information recognition system and method that automatically recognizes the accumulated amount and unique number of a meter in a meter meter reading system using deep learning so that the effect on the shooting environment is minimized so that accurate meter reading can be performed in various environments.
일반적으로 전기, 가스, 수도 등의 사용량을 표시하는 적산 계량기의 적산량을 검침하기 위해서는 검침원이 미리 정해진 날에 적산량을 육안으로 확인하고, 이를 지난 달의 수치로 차감한 적산량에 대한 요율표율을 적용한후 청구서를 발행하 도록 한다.In general, in order to check the integrated amount of an integrated meter that displays the amount of electricity, gas, water, etc., the meter reader visually checks the integrated amount on a predetermined day, and the rate for the integrated amount subtracted from the value of the previous month. After applying, issue an invoice.
이러한, 종래의 계량기 검침 시스템은 검침원이 각각의 주소와 수용가 번호에 해당하는 검침량 필드에 계량기를 통해 확인된 검침량을 수기로 기록하는 검침 방법을 이용하였다.In the conventional meter reading system, a meter reading method is used in which the meter reader manually records the meter reading amount identified through the meter in the meter reading amount field corresponding to each address and customer number.
그러나, 종래의 계량기 검침 시스템은 검침원이 잘못 기록하거나 또는 수기되어진 데이터를 서버의 데이터베이스에 키보드 등의 입력 수단을 통해 입력할 때에 오류가 발생할 수 있는 문제점이 있다.However, the conventional meter reading system has a problem that an error may occur when a meter reader incorrectly records or inputs handwritten data into a database of a server through an input means such as a keyboard.
또한, 수기가 아닌 PDA와 같은 핸드 핼드 단말기를 이용할 경우에도 검침원이 잘못 입력할 수 있는 문제점이 있었다.In addition, even when a handheld terminal such as a PDA is used instead of handwriting, there is a problem that the meter reader may input incorrectly.
또한, 검침원이 각 가정을 방문하는 것에 대한 거부감이나, 검침원에 대한 언어폭력 등 다양한 문제점이 있었다.In addition, there were various problems such as refusal for the meter reader to visit each home and verbal violence against the meter reader.
또한, 잘못된 사용 요금이 부가되어 민원의 대상이 되어 계량기 검침 행정에 대한 불신을 유발하고, 이에 따라 재검침을 위해 이용되는 비용이 국가적인 낭비의 요인이 되는 것이다.In addition, an incorrect usage fee is added, which is the subject of civil complaints, causing distrust in the meter reading administration, and accordingly, the cost used for re-checking becomes a factor of national waste.
최근에는, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 계량기 원격 검침 방법으로 각각의 수용가에 원거리 데이터 전송 장치가 부가된 디지털 계량기를 설치하여 검침원이 일일이 계량기를 방문하지 않고 디지털 계량기를 통해 검침된 검침량 데이터를 원거리의 서버에 전송하여 전송된 수치를 사용해 사용 요금을 산출하여 각각의 수용가에 부가하는 방법이 제시되고 있다.In recent years, in order to solve this problem, a digital meter with a remote data transmission device added to each customer is installed as a remote meter reading method, so that the meter reader does not visit the meter individually, and the meter reading data read through the digital meter is transmitted from a distance. A method of calculating the usage fee using the number transmitted to the server and adding it to each customer is proposed.
한국 공개특허공보 공개번호 제10-2004-0000261호(발명의 명칭: 계량기의 원격검침 장치, 이를 이용한 원격검침 시스템 및 원격검침방법)에는 무선을 통한 원격 검침이 가능한 구성이 개시되어 있다.Korean Patent Application Publication No. 10-2004-0000261 (name of the invention: a remote meter reading device for a meter, a remote meter reading system and a remote meter reading method using the same) discloses a configuration capable of remote meter reading through wireless.
그러나, 무선을 이용한 원격 검침은 적산량을 통신 라인을 이용하여 전송함으로써, 전원 공급과 별도의 무선 통신 회선을 각각 설치해야만 하는 문제점이 있다.However, the remote meter reading using wireless has a problem in that the accumulated amount is transmitted using a communication line, so that power supply and separate wireless communication lines must be installed respectively.
또한, 종래 기술에 따른 계량기 원격 검침 방법은 기존의 기계식 계량기를 모두 디지털식 계량기로 교체해야하는데 따른 경제적인 비용이 증가하는 문제점이 있다.In addition, the method of remote meter reading of a meter according to the prior art has a problem that economical cost increases due to the need to replace all of the existing mechanical meters with digital meters.
또한, 종래 기술에 따른 계량기 원격 검침 방법은 검침된 데이터 수치가 전송 과정에서 발생되는 오류와, 회선에 장애로 인해 잘못된 검침 수치가 전달되거나 검침이 불가능하게 되는 경우가 발생할 수 있는 문제점이 있다.In addition, the conventional meter remote meter reading method has a problem in that an error occurs in the transmission process of the metered data value, and an incorrect meter reading value is transmitted or the meter reading is impossible due to a line failure.
또한, 기계식 계량기를 원격 검침하는 경우, 별도의 리드 스위치와 같은 센서를 설치해야만 하고, 이때 계량기의 제조사에 따라 다른 규격으로 인해 원격 검침을 위한 별도의 설치가 필요하고, 계량기의 교체 또는 지침값의 보정이 필요한 경우 센서의 지침값을 새롭게 보정해야만 하는 문제점이 있다.In addition, in the case of remote meter reading of a mechanical meter, a sensor such as a separate reed switch must be installed. At this time, a separate installation for remote meter reading is required due to different standards depending on the manufacturer of the meter, and replacement of the meter or If correction is required, there is a problem that the reference value of the sensor must be newly corrected.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 휴대용 기기를 이용한 적산량의 원격 검침이 가능하고, 계량기의 종류와 유형에 대한 제약 없이 원격 검침이 가능하며, 촬영 환경에 대한 영향을 최소화하여 다양한 환경에서도 정확한 검침이 이루어지도록 딥러닝을 이용한 계량기 검침 시스템에서 계량기의 적산량과 고유번호를 자동으로 인식하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve this problem, the present invention enables remote meter reading of the accumulated amount using a portable device, enables remote meter reading without restrictions on the type and type of meter, and minimizes the effect on the shooting environment, so that it is accurate even in various environments. An object of the present invention is to provide a deep learning-based meter information recognition system and method that automatically recognizes the accumulated amount and unique number of a meter in a meter meter reading system using deep learning so that meter reading is performed.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시 예는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템으로서, 이동 단말로부터 입력된 검침 대상 계량기의 이미지를 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체를 감지하고, 감지된 상기 계량기 객체에서 디스플레이 객체(410)를 감지하며, 감지된 상기 디스플레이 객체에서 적산량 표시부 객체 및 바코드 표시부 객체를 순차적으로 감지하여 좌표 정보를 산출하고, 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 상기 산출된 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체와 바코드 표시부 객체의 숫자를 인식하는 모델링 서버를 포함한다.In order to achieve the above object, an embodiment of the present invention is a deep learning-based meter information recognition system, in which an image of a meter to be read is input from a mobile terminal using an object recognition artificial intelligence model to detect and detect a meter object. The
또한, 상기 실시 예에 따른 객체 인식 인공지능 모델은 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 계량기 이미지를 포함한 학습 데이터로부터 계량기 객체 분류를 학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the object recognition artificial intelligence model according to the embodiment is characterized in that it learns the classification of a meter object from training data including a meter image using a deep learning model based on a convolutional neural network (CNN).
또한, 상기 실시 예에 따른 객체 인식 인공지능 모델은 원본 이미지, 계량기가 임의의 크기로 확대 또는 축소되어 조절된 이미지, 계량기의 좌/우 위치가 반전된 이미지, 임의의 조도를 갖도록 밝기가 조절된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 방향으로 편중된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 기울기를 갖는 각도를 형성한 이미지로 분류된 학습 데이터를 기반으로 학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the object recognition artificial intelligence model according to the above embodiment includes an original image, an image in which the meter is enlarged or reduced to an arbitrary size, an image in which the left/right position of the meter is inverted, and the brightness is adjusted to have an arbitrary illuminance. It is characterized by learning based on learning data classified as an image, an image in which the position of the meter is skewed in an arbitrary direction, and an image in which the position of the meter has an angle with an arbitrary inclination.
또한, 상기 실시 예에 따른 숫자 인식 인공지능 모델은 CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 숫자를 포함한 학습 데이터로부터 숫자 인식을 학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the number recognition artificial intelligence model according to the above embodiment is characterized in that it learns number recognition from training data including numbers using a deep learning model based on a convolutional recurrent neural network (CRNN).
또한, 상기 실시 예에 따른 이동 단말로부터 전송된 검침 대상 계량기의 이미지를 상기 모델링 서버로 제공하고, 상기 모델링 서버로부터 인식된 숫자를 수신하여 저장하는 관리 서버를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, it characterized in that it further comprises a management server that provides the image of the meter to be read transmitted from the mobile terminal according to the embodiment to the modeling server, and receives and stores the number recognized from the modeling server.
또한, 상기 실시 예에 따른 모델링 서버는 계량기 객체의 위치를 감지하는 제1 모델링부; 상기 감지된 계량기 객체에서 디스플레이 객체를 감지하고, 상기 디스플레이 객체에서 적산량 표시부 객체와 바코드 표시부 객체의 위치를 감지하여 좌표 정보를 산출하는 제2 모델링부; 및 상기 산출된 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체와 바코드 표시부 객체의 숫자를 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 인식하는 제3 모델링부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the modeling server according to the embodiment includes: a first modeling unit configured to detect a position of a meter object; A second modeling unit configured to detect a display object in the sensed meter object and calculate coordinate information by detecting the positions of the accumulated amount display unit object and the barcode display unit object in the display object; And a third modeling unit for recognizing the number of the integrated amount display unit object and the barcode display unit object based on the calculated coordinate information using a number recognition artificial intelligence model.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 방법은 a) 관리 서버가 이동 단말로부터 검침 대상 계량기의 이미지를 수신하여 모델링 서버에 입력하는 단계; b) 상기 모델링 서버가 입력된 검침 대상 계량기의 이미지를 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체를 감지하는 단계; c) 상기 모델링 서버가 상기 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 b) 단계에서 감지된 계량기 객체에서 디스플레이 객체를 감지하고, 감지된 상기 디스플레이 객체에서 적산량 표시부 객체 및 바코드 표시부 객체를 순차적으로 감지하여 좌표 정보를 산출하는 단계; d) 상기 모델링 서버가 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 상기 c) 단계에서 산출된 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체와 바코드 표시부 객체의 숫자를 인식하는 단계; 및 e) 상기 관리 서버가 상기 모델링 서버로부터 인식된 숫자를 수신하여 저장하는 단계;를 포함한다.In addition, a method for recognizing meter information based on deep learning according to an embodiment of the present invention includes the steps of: a) a management server receiving an image of a meter to be read from a mobile terminal and inputting it to a modeling server; b) detecting, by the modeling server, a meter object using an object recognition artificial intelligence model of an image of a meter to be read; c) The modeling server detects a display object from the meter object detected in step b) using the object recognition artificial intelligence model, and sequentially detects the accumulated amount display unit and the barcode display unit object from the detected display object to coordinate Calculating information; d) recognizing, by the modeling server, the numbers of the integrated amount display unit object and the barcode display unit object based on the coordinate information calculated in step c) using a number recognition artificial intelligence model; And e) receiving and storing, by the management server, the number recognized from the modeling server.
또한, 상기 실시 예에 따른 객체 인식 인공지능 모델은 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 계량기 이미지를 포함한 학습 데이터로부터 계량기 객체 분류를 학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the object recognition artificial intelligence model according to the embodiment is characterized in that it learns the classification of a meter object from training data including a meter image using a deep learning model based on a convolutional neural network (CNN).
또한, 상기 실시 예에 따른 객체 인식 인공지능 모델은 원본 이미지, 계량기가 임의의 크기로 확대 또는 축소되어 조절된 이미지, 계량기의 좌/우 위치가 반전된 이미지, 임의의 조도를 갖도록 밝기가 조절된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 방향으로 편중된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 기울기를 갖는 각도가 조절된 이미지로 분류된 학습 데이터를 기반으로 학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the object recognition artificial intelligence model according to the above embodiment includes an original image, an image in which the meter is enlarged or reduced to an arbitrary size, an image in which the left/right position of the meter is inverted, and the brightness is adjusted to have an arbitrary illuminance. It is characterized by learning based on the learning data classified as an image, an image in which the position of the meter is skewed in an arbitrary direction, and an image in which the position of the meter is adjusted to have an arbitrary inclination.
또한, 상기 실시 예에 따른 숫자 인식 인공지능 모델은 CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 숫자를 포함한 학습 데이터로부터 숫자 인식을 학습하는 것을 특징으로 한다.In addition, the number recognition artificial intelligence model according to the above embodiment is characterized in that it learns number recognition from training data including numbers using a deep learning model based on a convolutional recurrent neural network (CRNN).
본 발명은 휴대용 기기를 이용한 적산량의 원격 검침이 가능하고, 계량기의 종류와 유형에 대한 제약 없이 원격 검침이 가능하며, 촬영 환경에 대한 영향을 최소화하여 다양한 환경에서도 정확한 검침이 이루어지도록 딥러닝을 이용한 계량기 검침 시스템에서 계량기의 적산량과 고유번호를 자동으로 인식할 수 있는 장점이 있다.The present invention enables remote meter reading of the accumulated amount using a portable device, remote meter reading is possible without restrictions on the type and type of meter, and deep learning is performed so that accurate meter reading can be performed in various environments by minimizing the effect on the shooting environment. In the meter reading system used, there is an advantage of being able to automatically recognize the accumulated quantity and unique number of the meter.
또한, 본 발명은 기계식 계량기에 별도의 측정 수단을 설치하지 않고 계량기 정보 인식 시스템과 연동된 앱을 설치한 검침원 또는 사용자의 휴대용 기기를 통해 원격 검침을 수행할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of performing remote meter reading through a meter reader or a user's portable device who has installed an app linked with the meter information recognition system without installing a separate measuring means on the mechanical meter.
또한, 본 발명은 검침원 또는 사용자의 휴대용 기기를 통해 촬영한 이미지만을 이용하여 사용량과 고유번호를 인식할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of recognizing a usage amount and a unique number using only an image captured by a meter reader or a user's portable device.
또한, 본 발명은 사용량이나 고유번호가 검침원에 의해 잘못 기록되거나 또는 수기되어진 데이터가 서버의 데이터베이스에 키보드 등의 입력 수단을 통해 입력때의 입력 오류 가능성을 미연에 차단할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to block the possibility of an input error when the amount of usage or the unique number is incorrectly recorded by the meter reader or the handwritten data is entered into the database of the server through an input means such as a keyboard.
또한, 본 발명은 각 계량기마다 측정된 정보를 제공하기 위한 별도 통신 회선의 설치없이 사용할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage that it can be used without installing a separate communication line for providing measured information for each meter.
또한, 본 발명은 기계식 계량기의 적선량을 디지털 데이터로 쉽게 변환할 수 있는 장점이 있다.In addition, the present invention has the advantage of being able to easily convert the red dose of a mechanical meter into digital data.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도.
도 2는 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 모델링 서버 구성을 나타낸 블록도.
도 3은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 계량기 인식 과정을 설명하기 위한 예시도.
도 4는 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 계량기 인식 과정을 설명하기 위한 다른 예시도.
도 5는 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 계량기 인식 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 6은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 학습 과정을 설명하기 위한 예시도.
도 7은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 학습 과정을 설명하기 위한 다른 예시도.
도 8은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 학습 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 9는 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 학습 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 10은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 학습 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 11은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 학습 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 12는 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 계량기 인식 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 13은 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 계량기 인식 과정을 설명하기 위한 또 다른 예시도.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 인식 과정을 나타낸 흐름도.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a deep learning-based meter information recognition system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of a modeling server of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 3 is an exemplary diagram illustrating a process of recognizing a meter in the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 4 is another exemplary diagram for explaining a process of recognizing a meter in the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1;
FIG. 5 is another exemplary view for explaining a process of recognizing a meter in the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1;
6 is an exemplary view illustrating a learning process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
7 is another exemplary view for explaining a learning process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 8 is another exemplary view for explaining a learning process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
9 is another exemplary diagram for explaining a learning process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 10 is another exemplary view for explaining a learning process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
FIG. 11 is another exemplary view for explaining a learning process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
12 is another exemplary view for explaining a meter recognition process of the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
13 is another exemplary view for explaining a process of recognizing a meter in the deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. 1.
14 is a flowchart illustrating a process of recognizing a deep learning-based meter information recognition system according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시 예 및 첨부하는 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하되, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 구성요소를 지칭함을 전제하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a preferred embodiment of the present invention and the accompanying drawings, but it will be described on the premise that the same reference numerals refer to the same elements.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하기에 앞서, 본 발명의 기술적 요지와 직접적 관련이 없는 구성에 대해서는 본 발명의 기술적 요지를 흩뜨리지 않는 범위 내에서 생략하였음에 유의하여야 할 것이다. Prior to describing specific details for the implementation of the present invention, it should be noted that configurations that are not directly related to the technical gist of the present invention have been omitted within the scope not disturbing the technical gist of the present invention.
또한, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어 또는 단어는 발명자가 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 적절한 용어의 개념을 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.In addition, the terms or words used in the specification and claims are based on the principle that the inventor can define the concept of an appropriate term to describe his or her invention in the best way. Should be interpreted as.
본 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다는 표현은 다른 구성요소를 배제하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.In this specification, the expression that a certain part "includes" a certain component does not exclude other components, but means that other components may be further included.
또한, "‥부", "‥기", "‥모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어, 또는 그 둘의 결합으로 구분될 수 있다.In addition, terms such as "... unit", "... group", and "... module" mean units that process at least one function or operation, which can be classified into hardware, software, or a combination of the two.
또한, "적어도 하나의" 라는 용어는 단수 및 복수를 포함하는 용어로 정의되고, 적어도 하나의 라는 용어가 존재하지 않더라도 각 구성요소가 단수 또는 복수로 존재할 수 있고, 단수 또는 복수를 의미할 수 있음은 자명하다 할 것이다. In addition, the term “at least one” is defined as a term including the singular and plural, and even if the term “at least one” does not exist, each component may exist in the singular or plural, and may mean the singular or plural. Will say self-evident.
또한, 각 구성요소가 단수 또는 복수로 구비되는 것은, 실시 예에 따라 변경가능하다 할 것이다.In addition, it will be said that each component may be provided in singular or plural, and may be changed according to embodiments.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템 및 방법의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a deep learning-based meter information recognition system and method according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이고, 도 2는 도 1의 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 모델링 서버 구성을 나타낸 블록도이다.1 is a block diagram schematically showing the configuration of a deep learning-based meter information recognition system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a modeling server of a deep learning-based meter information recognition system according to the embodiment of FIG. It is a block diagram showing the configuration.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템은 입력된 검침 대상 계량기의 이미지를 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체를 감지하고, 감지된 계량기 객체에서 디스플레이 객체를 감지하며, 감지된 디스플레이 객체에서 적산량 표시부 객체 및 바코드 표시부 객체)를 순차적으로 감지하여 좌표 정보를 산출하고, 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 산출된 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체와 바코드 표시부 객체의 숫자를 인식하여 출력 및 저장하는 구성으로서, 이동 단말(100)과, 관리 서버(200)와, 모델링 서버(300)를 포함하여 구성될 수 있다.As shown in FIGS. 1 and 2, the deep learning-based meter information recognition system according to an embodiment of the present invention detects and detects a meter object using an object recognition artificial intelligence model for an input meter reading object image. The display object is detected from the measured meter object, and coordinate information is calculated by sequentially detecting the accumulated amount display unit object and the barcode display unit object) from the detected display object, and integration based on coordinate information calculated using a number recognition artificial intelligence model. As a configuration for recognizing, outputting, and storing numbers of a quantity display unit object and a barcode display unit object, the
이동 단말(100)은 웹 페이지, 앱 페이지, 프로그램 또는 애플리케이션을 이용하여 검침 대상 계량기의 이미지를 전송하고자 하는 검침원의 단말 또는 검침 대상 계량기가 설치된 건물 사용자의 단말일 수 있다.The
또한, 이동 단말(100)은 무선 통신 장치로서, PCS(Personal Communication System), GSM(Global System for Mobile communications), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(Personal Handyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(Wireless Broadband Internet) 단말, 스마트폰(smartphone), 스마트 패드(smartpad), 타블렛 PC(Tablet PC) 등과 같은 모든 종류의 핸드헬드(Handheld) 기반의 휴대용 통신 장치를 포함할 수 있다.In addition, the
또한, 이동 단말(100)은 검침 대상 계량기를 촬영할 수 있는 광/전변환 장치로서, CCD 센서, CMOS 센서 또는 광신호를 전기신호로 변환하는 이미지 센서 등으로 이루어진 카메라 장치를 포함할 수 있다.Further, the
또한, 이동 단말(100)은 네트워크 접속과, 카메라 장치를 통해 촬영한 검침 대상 계량기의 이미지를 관리 서버(200) 또는 모델링 서버(300)로 전송하기 위한 애플리케이션 프로그램이 설치될 수 있다.In addition, the
관리 서버(200)는 네트워크를 통해 접속한 이동 단말(100)로부터 검침 대상 계량기의 이미지를 수신하여 모델링 서버(300)로 입력한다.The
또한, 관리 서버(200)는 모델링 서버(300)로부터 인식되어 정보로 출력되는 검침 대상 계량기의 적산량 정보와, 바코드로부터 추출된 계량기의 고유정보를 수신하고, 수신된 적산량 정보와 고유정보가 매칭된 디지털 정보를 데이터베이스(미도시)에 저장한다.In addition, the
또한, 관리 서버(200)는 계량기를 관리하는 업체에 설치된 서버 시스템일 수 있다.In addition, the
또한, 본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 관리 서버(200)와 모델링 서버(300)를 구분하여 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 관리 서버(200)와 모델링 서버(300)를 하나의 서버 시스템에서 구성할 수 있음은 당업자에게 있어서 자명할 것이다.In addition, in the present embodiment, the
모델링 서버(300)는 검침 대상 계량기의 이미지를 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체를 감지하고, 감지된 계량기 객체에서 디스플레이 객체를 감지하며, 감지된 디스플레이 객체에서 적산량 표시부 객체 및 바코드 표시부 객체를 순차적으로 감지하여 좌표 정보를 산출할 수 있도록 제1 모델링부(310)와, 제2 모델링부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.The
제1 모델링부(310)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 검침 대상 계량기 이미지(500)로부터 계량기 객체(400)의 위치를 감지하는 구성으로서, 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체(400)를 감지한다.As shown in FIG. 3, the
즉, 제1 모델링부(310)는 검침 대상 계량기 이미지(500)에서 계량기 객체(400)의 위치를 감지하고, 검침 대상 계량기 이미지(500)에서 감지된 계량기 객체(400)를 포함한 계량기 객체 이미지 영역을 추출한다.That is, the
객체 인식 인공지능 모델은 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 계량기 이미지를 포함한 학습 데이터로부터 계량기 객체(400) 분류를 학습한다.The object recognition artificial intelligence model learns the classification of the
또한, 본 발명에서는 설명의 편의를 위해 가스 계량기를 실시 예로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고 기계식 또는 디지털식으로 동작하는 전기 계량기, 수도 계량기 등의 모든 계량기를 포함할 수 있다.In addition, in the present invention, the gas meter is described as an exemplary embodiment for convenience of description, but the present invention is not limited thereto, and all meters such as an electric meter and a water meter operated mechanically or digitally may be included.
제2 모델링부(320)는 도 4와 같이, 감지된 계량기 객체(400)를 포함한 계량기 객체 이미지 영역(510)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 디스플레이 객체(410)를 감지한다.As shown in FIG. 4, the
즉, 제2 모델링부(320)는 계량기 객체 이미지 영역(510)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 제1 바운딩 박스(bounding box, 411)를 통해 디스플레이 객체(410)의 위치를 감지하고, 계량기 객체 이미지 영역(510)에서 감지된 디스플레이 객체(410)를 포함한 디스플레이 객체 이미지 영역을 추출한다.That is, the
또한, 제2 모델링부(320)는 도 5와 같이, 감지된 디스플레이 객체(410)를 포함한 디스플레이 객체 이미지 영역(520)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 제2 바운딩 박스(421)로 표시되는 적산량 표시부 객체(420)를 감지한다.In addition, the
또한, 제2 모델링부(320)는 감지된 디스플레이 객체(410)를 포함한 디스플레이 객체 이미지 영역(520)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 제3 바운딩 박스(431)로 표시되는 바코드 표시부 객체(430)를 감지한다.In addition, the
즉, 제2 모델링부(320)는 제2 바운딩 박스(421) 및 제2 바운딩 박스(431)로 표시되는 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 위치를 감지한다.That is, the
또한, 제2 모델링부(320)는 감지된 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 위치 좌표 정보를 산출한다.In addition, the
여기서, 객체 인식 인공지능 모델은 머신 러닝중에서 딥러닝(Deep learning)이라는 방법을 통해 만들어진 분석 모델들의 종류라고 볼 수 있다.Here, the object recognition artificial intelligence model can be regarded as a kind of analysis models created through a method called deep learning in machine learning.
따라서, 객체 인식 인공지능 모델은 딥러닝 모델 또는 딥러닝 분석 모델의 표현으로 사용될 수도 있다.Therefore, the object recognition artificial intelligence model may be used as an expression of a deep learning model or a deep learning analysis model.
또한, 머신 러닝은 복잡한 시스템이 명시적으로 프로그래밍되지 않고서, 경험으로부터 자동으로 학습하고 개선할 수 있게 하는 인공 지능의 응용이다.In addition, machine learning is an application of artificial intelligence that allows complex systems to automatically learn and improve from experience without being explicitly programmed.
또한, 머신 러닝 모델들의 정확도 및 유효성은 그들 모델들을 훈련시키는 데 사용되는 데이터에 부분적으로 의존할 수 있다.Also, the accuracy and validity of machine learning models may depend in part on the data used to train those models.
또한, 객체 인식 인공지능 모델은 계량기를 촬영한 다수의 이미지를 서로 비교한 결과 값에 기반하여 선택된 다수의 계량기 이미지를 학습 데이터로 반복 학습할 수 있다.In addition, the object recognition artificial intelligence model may repeatedly learn a plurality of meter images selected based on a result of comparing a plurality of images photographed by a meter with each other as training data.
즉, 도 6 내지 도 11에 나타낸 바와 같이, 계량기의 원본 이미지(530)를 기반으로 계량기가 임의의 크기로 확대 또는 축소되어 계량기의 크기가 조절된 이미지(531), 계량기의 좌/우 위치가 반전된 이미지(532), 임의의 조도를 갖도록 밝기가 조절된 이미지(533), 계량기의 위치가 임의의 방향으로 편중되어 더미 영역(534a)을 포함한 이미지(534), 계량기의 위치가 임의의 기울기를 갖는 각도를 형성한 이미지(535) 등으로 분류된 학습 데이터를 기반으로 학습하게 된다.That is, as shown in Figs. 6 to 11, the
이와 같이, 다양한 환경, 예를 들어, 조명, 촬영각도, 촬영시 흔들림, 촬영구도, 사진 해상도 등 다양한 여건에서 촬영될 수 있는 이미지를 감안하여 원본 이미지에 대하여 다양한 변화를 준 이미지들을 사전에 학습함으로써, 실제 환경에서 촬영되는 이미지들에 대한 인식율을 향상시킬 수 있다.In this way, by taking into account images that can be taken in various conditions such as lighting, shooting angle, shaking during shooting, shooting composition, photo resolution, etc., by learning in advance images that have made various changes to the original image. , It is possible to improve the recognition rate for images captured in an actual environment.
본 실시 예에서는 설명의 편의를 위해 디스플레이 객체 이미지 영역을 포함한 이미지로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니고, 계량기 객체 이미지 영역을 포함한 이미지, 검침 대상 계량기 이미지 등을 학습 데이터로 학습할 수도 있음은 당업자에게 있어서 자명할 것이다.In the present embodiment, for convenience of explanation, an image including a display object image area is described, but the present invention is not limited thereto, and it is understood by those skilled in the art that an image including a meter object image area and an image of a meter to be read may be learned as learning data. It will be self-evident.
또한, 모델링 서버(300)는 산출된 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 숫자를 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 인식하는 제3 모델링부(330)를 포함할 수 있다.In addition, the
제3 모델링부(330)는 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 산출된 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체와 바코드 표시부 객체의 숫자를 인식하여 출력한다.The
여기서, 숫자 인식 인공지능 모델은 CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 숫자를 포함한 학습 데이터로부터 숫자 인식을 학습한다.Here, the number recognition artificial intelligence model learns number recognition from training data including numbers using a deep learning model based on a convolutional recurrent neural network (CRNN).
또한, 제3 모델링부(330)에서 사용되는 CRNN 모델은 이미지에서 숫자를 인식하여 디지털화 할 수 있는 딥러닝 구조로서, 제2 모델링부(320)에서 감지된 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430) 영역을 학습에 활용하여 만들어진 모델을 통하여 계량기의 적산량(또는 사용량)과 고유번호의 숫자를 인식한다.In addition, the CRNN model used in the
또한, CRNN 모델은 표 1과 같은 구조로 이루어지고, 복수의 블록(Block)들이 단일 합성곱(Single Convolution Block)과, 딥러닝 레이어들의 조합으로 구성될 수 있다.In addition, the CRNN model has a structure as shown in Table 1, and a plurality of blocks may be composed of a combination of a single convolution block and deep learning layers.
Block 1
Block 1
1
One
Block 2
Block 2
1
One
Block 3
Block 3
3
3
Block 4
Block 4
8
8
Block 5
Block 5
1
One
Block 6
Block 6
1
One
또한, n×n 단일 합성곱(Single Convolution Block)은 표 2와 같은 구조로 이루어질 수 있다.In addition, an n×n single convolution block may have a structure as shown in Table 2.
커널 크기: n x n
패딩: "same"
커널 초기화 방법: "he_normal"Number of filters
Kernel size: nxn
Padding: "same"
Kernel initialization method: "he_normal"
또한, CRNN 모델은 적산량과 고유번호가 어떤 환경에서도 동일한 성능을 보이기 위해 데이터 증폭(Data Augmentation) 기술을 이용하여 학습할 수 있다.In addition, the CRNN model can be trained using a data amplification technique in order to show the same performance in any environment in which the accumulated amount and the unique number are the same.
또한, 데이터 증폭 기술은 표 3과 같이 이미지의 사이즈를 임의의 크기로 조절, 좌/우 반전, 색상 변환, 임의 공간 조정, 임의 각도 조정 등을 포함할 수 있다.In addition, the data amplification technique may include adjusting the size of an image to an arbitrary size, inverting left/right, color conversion, arbitrary space adjustment, and arbitrary angle adjustment, as shown in Table 3.
가로, 세로 길이: 가로, 세로 중 짧은 쪽을 0.25 ~ 2배 사이의 값으로 변환.Aspect ratio: Randomly select between 0.7 and 1.3 times.
Width and Height: Converts the shorter of the width and height to a value between 0.25 and 2 times.
(Random Left-right Flip)Random left and right reverse
(Random Left-right Flip)
임의 색상 조절
(Random Distortion)
Random color adjustment
(Random Distortion)
Hue: -0.1 ~ 0.1 사이의 값을 기존 이미지에 더한 후 0 ~ 1 사이로 변환.
Saturation: 0.66 ~ 1.5 사이의 값을 임의로 선택하여 기존 이미지의 Saturation 값에 곱함.
Value: 0.66 ~ 1.5 사이의 값을 임의로 선택하여 기존 이미지의 Value 값에 곱함.Convert RGB image to HSV to convert color.
Hue: Adds a value between -0.1 and 0.1 to the existing image and converts between 0 and 1.
Saturation: Randomly selects a value between 0.66 and 1.5 and multiplies the saturation value of the existing image.
Value: A value between 0.66 and 1.5 is randomly selected and multiplied by the value of the existing image.
(Random Padding)Random space adjustment
(Random Padding)
(Random Rotation)Arbitrary angle adjustment
(Random Rotation)
원본이미지와 동일한 모양을 만들기 위해 여백의 부분은 검은색으로 공간 조정을 줌.The image is tilted by setting a random value between -0.05 and 0.05 degrees.
In order to create the same shape as the original image, the space is adjusted to black in the margins.
또한, 제3 모델링부(330)는 딥러닝 기반의 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 도 12와 같이, 적산량 표시부 객체(420) 영역에서 계량기의 적산량(또는 사용량)인 적산량 정보(422)를 인식 및 추출한다.In addition, the
또한, 제3 모델링부(330)는 딥러닝 기반의 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 도 13과 같이, 바코드 표시부 객체(430) 영역에서 계량기의 고유정보인 바코드 정보(432)를 인식 및 추출한다.In addition, the
또한, 제3 모델링부(330)는 추출된 적산량 정보(422)와 바코드 정보(432)를 매칭시켜 최종 결과를 관리 서버(200)로 전송한다.In addition, the
다음은 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 방법을 설명한다.The following describes a deep learning-based meter information recognition method according to an embodiment of the present invention.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템의 인식 과정을 나타낸 흐름도로서, 도 1 내지 도 5, 도 14를 참조하여 설명한다.14 is a flowchart illustrating a process of recognizing a deep learning-based meter information recognition system according to an embodiment of the present invention, and will be described with reference to FIGS. 1 to 5 and 14.
검침원의 단말 또는 검침 대상 계량기가 설치된 건물 사용자의 단말 중 어느 하나의 이동 단말(100)에서 검침 대상 계량기를 촬영하고, 촬영된 검침 대상 계량기 이미지(500)는 이동 단말(100)로부터 네트워크를 통해 접속된 관리 서버(200)로 전송된다.A meter reading target meter is photographed in either the
관리 서버(200)는 이동 단말(100)로부터 검침 대상 계량기 이미지(500)를 수신하여 모델링 서버(300)에 입력(S100)한다.The
모델링 서버(300)는 입력된 검침 대상 계량기 이미지(500)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체(400)의 위치를 감지하고, 검침 대상 계량기 이미지(500)에서 감지된 계량기 객체(400)를 포함한 계량기 객체 이미지 영역(510)을 추출(S200)한다.The
또한, 모델링 서버(300)는 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 S200 단계에서 추출된 계량기 객체(400) 영역에서 디스플레이 객체(410)를 감지하고, 감지된 상기 디스플레이 객체(410)에서 적산량 표시부 객체(420) 및 바코드 표시부 객체(430)를 순차적으로 감지하여 좌표 정보를 산출(S300)한다.In addition, the
즉, S300 단계는 모델링 서버(300)가 계량기 객체 이미지 영역(510)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 제1 바운딩 박스(bounding box, 411)를 통해 디스플레이 객체(410)의 위치를 감지하고, 계량기 객체 이미지 영역(510)에서 감지된 디스플레이 객체(410)를 포함한 디스플레이 객체 이미지 영역(520)을 추출한다.That is, in step S300, the
또한, 모델링 서버(300)는 감지된 디스플레이 객체(410)를 포함한 디스플레이 객체 이미지 영역(520)에서 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 제2 바운딩 박스(421)로 표시되는 적산량 표시부 객체(420)와, 제3 바운딩 박스(431)로 표시되는 바코드 표시부 객체(430)를 감지한다.In addition, the
또한, S300 단계에서 모델링 서버(300)는 제2 바운딩 박스(421) 및 제2 바운딩 박스(431)로 표시되는 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 위치를 감지하고, 감지된 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 위치 좌표 정보를 산출한다.In addition, in step S300, the
또한, 모델링 서버(300)는 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 계량기 이미지를 포함한 학습 데이터로부터 계량기 객체(400) 분류를 학습하도록 객체 인식 인공지능 모델의 학습 과정을 수행할 수도 있다.In addition, the
여기서, 객체 인식 인공지능 모델은 원본 이미지, 계량기가 임의의 크기로 확대 또는 축소되어 조절된 이미지, 계량기의 좌/우 위치가 반전된 이미지, 임의의 조도를 갖도록 밝기가 조절된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 방향으로 편중된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 기울기를 갖는 각도가 조절된 이미지로 분류된 학습 데이터를 기반으로 학습할 수 있다.Here, the object recognition artificial intelligence model is an original image, an image adjusted by expanding or reducing the meter to an arbitrary size, an image in which the left/right position of the meter is inverted, an image whose brightness is adjusted to have an arbitrary illuminance, and the position of the meter. A can be learned based on the training data classified as an image biased in an arbitrary direction and an angle-adjusted image in which the position of the meter has an arbitrary inclination.
계속해서, 모델링 서버(300)는 S300 단계에서 산출된 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 좌표 정보에 기반하여 적산량 표시부 객체(420) 영역의 숫자와 바코드 표시부 객체(430) 영역의 숫자를 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 인식(S400)한다.Subsequently, the
즉, S400 단계에서 모델링 서버(300)는 감지된 적산량 표시부 객체(420) 영역과 바코드 표시부 객체(430) 영역을 학습을 활용하여 만들어진 딥러닝 기반의 숫자 인식 프로그램 모델을 통해 계량기의 적산량(또는 사용량)과 고유번호의 숫자를 인식한다.That is, in step S400, the
또한, 모델링 서버(300)는 CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 숫자를 포함한 학습 데이터로부터 숫자 인식을 학습하도록 숫자 인식 인공지능 모델의 학습 과정을 수행할 수도 있다.In addition, the
계속해서, 모델링 서버(300)는 S400 단계에서 인식된 계량기의 적산량(또는 사용량)과 고유번호의 숫자를 각각 적산량 정보(422)와 바코드 정보(432)로 매칭시켜 최종 결과를 관리 서버(200)로 전송하고, 관리 서버(200)는 모델링 서버(300)로부터 최종 결과를 수신하여 데이터베이스에 저장(S500)한다.Subsequently, the
따라서, 휴대용 기기를 이용한 적산량의 원격 검침이 가능하고, 계량기의 종류와 유형에 대한 제약 없이 원격 검침이 가능하며, 촬영 환경에 대한 영향을 최소화하여 다양한 환경에서도 정확한 검침이 이루어지도록 딥러닝을 이용한 계량기 검침 시스템에서 계량기의 적산량과 고유번호를 자동으로 인식하여 디지털 정보로 저장할 수 있다.Therefore, remote meter reading of the accumulated amount is possible using a portable device, remote meter reading is possible without restrictions on the type and type of meter, and deep learning is used to ensure accurate meter reading even in various environments by minimizing the effect on the shooting environment. The meter reading system can automatically recognize the accumulated quantity and unique number of the meter and store it as digital information.
또한, 기계식 계량기에 별도의 측정 수단을 설치하지 않고 계량기 정보 인식 시스템과 연동된 앱을 설치한 검침원 또는 사용자의 휴대용 기기를 통해 원격 검침을 수행할 수 있게 된다.In addition, it is possible to perform remote meter reading through a meter reader or a user's portable device who has installed an app linked with the meter information recognition system without installing a separate measuring means on the mechanical meter.
상기와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, but those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the following claims. You will understand that you can do it.
또한, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 도면번호는 설명의 명료성과 편의를 위해 기재한 것일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 실시예를 설명하는 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.In addition, reference numerals in the claims of the present invention are provided for clarity and convenience of description, and are not limited thereto. In the process of describing the embodiments, the thickness of the lines shown in the drawings, the size of components, etc. May be exaggerated for clarity and convenience of description.
또한, 상술된 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 해석은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In addition, the above-described terms are terms defined in consideration of functions in the present invention and may vary according to the intention or custom of users and operators, so interpretation of these terms should be made based on the contents throughout the present specification. .
또한, 명시적으로 도시되거나 설명되지 아니하였다 하여도 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기재사항으로부터 본 발명에 의한 기술적 사상을 포함하는 다양한 형태의 변형을 할 수 있음은 자명하며, 이는 여전히 본 발명의 권리범위에 속한다. In addition, even if not explicitly shown or described, a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can make various modifications including the technical idea according to the present invention from the description of the present invention. It is obvious, and this still belongs to the scope of the present invention.
또한, 첨부하는 도면을 참조하여 설명된 상기의 실시예들은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로 기술된 것이며 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 국한되지 아니한다.In addition, the above embodiments described with reference to the accompanying drawings are described for the purpose of describing the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments.
100 : 이동 단말 200 : 관리 서버
300 : 모델링 서버 310 : 제1 모델링부
320 : 제2 모델링부 330 : 제3 모델링부
400 : 계량기 객체 410 : 디스플레이 객체
411 : 제1 바운딩 박스 420 : 적산량 표시부 객체
421 : 제2 바운딩 박스 422 : 제1 인식 정보
430 : 바코드 표시부 객체 431 : 제3 바운딩 박스
432 : 제2 인식 정보 500 : 검침 대상 계량기 이미지
510 : 계량기 객체 이미지 영역 520 : 디스플레이 객체 이미지 영역
530 : 원본 이미지 531 : 제1 학습 이미지
532 : 제2 학습 이미지 533 : 제3 학습 이미지
534 : 제4 학습 이미지 534a : 더미 영역
535 : 제5 학습 이미지100: mobile terminal 200: management server
300: modeling server 310: first modeling unit
320: second modeling unit 330: third modeling unit
400: meter object 410: display object
411: first bounding box 420: integrated amount display object
421: second bounding box 422: first recognition information
430: bar code display unit 431: third bounding box
432: second recognition information 500: image of the meter to be read
510: meter object image area 520: display object image area
530: Original image 531: First training image
532: second learning image 533: third learning image
534:
535: 5th learning image
Claims (10)
상기 객체 인식 인공지능 모델은 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 계량기 이미지를 포함한 학습 데이터로부터 계량기 객체(400) 분류를 학습하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템.The method of claim 1,
The object recognition artificial intelligence model learns the classification of the meter object 400 from training data including the meter image using a deep learning model based on a Convolutional Neural Network (CNN).
상기 객체 인식 인공지능 모델은 원본 이미지, 계량기가 임의의 크기로 확대 또는 축소되어 조절된 이미지, 계량기의 좌/우 위치가 반전된 이미지, 임의의 조도를 갖도록 밝기가 조절된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 방향으로 편중된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 기울기를 갖는 각도를 형성한 이미지로 분류된 학습 데이터를 기반으로 학습하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템.The method of claim 2,
The object recognition artificial intelligence model includes an original image, an image adjusted by expanding or reducing the meter to an arbitrary size, an image in which the left/right position of the meter is inverted, an image whose brightness is adjusted to have an arbitrary illuminance, and the position of the meter. A deep learning-based meter information recognition system, characterized in that learning based on learning data classified as an image biased in an arbitrary direction and an image in which the position of the meter has an angle with an arbitrary inclination.
상기 숫자 인식 인공지능 모델은 CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 숫자를 포함한 학습 데이터로부터 숫자 인식을 학습하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템.The method of claim 1,
The number recognition artificial intelligence model is a deep learning-based meter information recognition system, characterized in that for learning number recognition from training data including numbers using a deep learning model based on a convolutional recurrent neural network (CRNN).
상기 이동 단말(100)로부터 전송된 검침 대상 계량기의 이미지를 상기 모델링 서버(300)로 제공하고, 상기 모델링 서버(300)로부터 전송되는 적산량 정보(422) 및 바코드 정보(432)와, 상기 적산량 정보(422) 및 바코드 정보(432)의 매칭 결과를 수신하여 저장하는 관리 서버(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템.The method according to any one of claims 1 to 4,
Provides the image of the meter to be read from the mobile terminal 100 to the modeling server 300, and the integration amount information 422 and barcode information 432 transmitted from the modeling server 300, and the integration Deep learning-based meter information recognition system, characterized in that it further comprises a management server (200) for receiving and storing the matching result of the amount information (422) and the barcode information (432).
상기 모델링 서버(300)는 딥러닝 기반의 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체(400)의 위치를 감지하는 제1 모델링부(310);
상기 감지된 계량기 객체(400)에서 제1 바운딩 박스(411)를 통해 디스플레이 객체(410)의 위치를 감지하여 디스플레이 객체 이미지 영역(520)을 추출하고, 상기 디스플레이 객체 이미지 영역(520)에서 제2 바운딩 박스(421)를 이용하여 적산량 표시부 객체(420)를 감지하며, 상기 디스플레이 객체 이미지 영역(520)에서 제3 바운딩 박스(431)를 이용하여 바코드 표시부 객체(430)를 순차적으로 감지하여 위치 좌표 정보를 산출하는 제2 모델링부(320); 및
숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 상기 산출된 적산량 표시부 객체(420) 및 바코드 표시부 객체(430)의 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 숫자를 인식하는 제3 모델링부(330);를 포함하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 시스템.The method of claim 5,
The modeling server 300 includes: a first modeling unit 310 for detecting the position of the meter object 400 using a deep learning-based object recognition artificial intelligence model;
The detected meter object 400 detects the position of the display object 410 through the first bounding box 411 to extract the display object image area 520, and the second display object image area 520 The accumulated amount display object 420 is sensed using the bounding box 421, and the barcode display object 430 is sequentially detected using the third bounding box 431 in the display object image area 520 and positioned. A second modeling unit 320 for calculating coordinate information; And
A number recognition system that recognizes the numbers of the accumulated amount display object 420 and the barcode display object 430 based on the calculated coordinate information of the calculated accumulated amount display unit object 420 and barcode display unit 430 using a number recognition artificial intelligence model. 3 modeling unit 330; Deep learning-based meter information recognition system, comprising: a.
b) 상기 모델링 서버(300)가 입력된 검침 대상 계량기의 이미지를 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 계량기 객체(400)를 감지하는 단계;
c) 상기 모델링 서버(300)가 상기 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 b) 단계에서 감지된 상기 계량기 객체(400)에서 바운딩 박스를 통해 디스플레이 객체(410)의 위치를 감지하여 디스플레이 객체 이미지 영역(520)을 추출하며, 객체 인식 인공지능 모델을 이용하여 상기 디스플레이 객체 이미지 영역(520)에서 바운딩 박스를 통해 적산량 표시부 객체(420)와, 바코드 표시부 객체(430)를 순차적으로 감지하여 좌표 정보를 산출하는 단계;
d) 상기 모델링 서버(300)가 숫자 인식 인공지능 모델을 이용하여 상기 c) 단계에서 산출된 적산량 표시부 객체(420) 및 바코드 표시부 객체(430)의 좌표 정보에 기반한 적산량 표시부 객체(420)와 바코드 표시부 객체(430)의 숫자를 인식하고, 인식된 숫자정보로부터 적산량 정보(422)와 바코드 정보(432)를 추출하며, 추출된 적산량 정보(422)와 바코드 정보(432)를 매칭시켜 관리 서버(200)로 전송하는 단계; 및
e) 상기 관리 서버(200)가 상기 모델링 서버(300)로부터 인식된 숫자를 수신하여 저장하는 단계;를 포함하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 방법.a) the management server 200 receiving the image of the meter to be read from the mobile terminal 100 and inputting the image to the modeling server 300;
b) detecting the meter object 400 using an object recognition artificial intelligence model for the image of the meter to be read by the modeling server 300;
c) The modeling server 300 detects the position of the display object 410 through a bounding box in the meter object 400 detected in step b) using the object recognition artificial intelligence model, and the display object image area ( 520) is extracted, and coordinate information is sequentially detected through a bounding box in the display object image area 520 using an object recognition artificial intelligence model to detect the integration amount display unit object 420 and the barcode display unit object 430. Calculating;
d) The modeling server 300 uses a number recognition artificial intelligence model to calculate the accumulated amount display unit 420 calculated in step c) and the accumulated amount display unit object 420 based on coordinate information of the barcode display unit 430 And barcode display unit Recognizes the number of the object 430, extracts the accumulated amount information 422 and the barcode information 432 from the recognized numerical information, and matches the extracted accumulated amount information 422 and the barcode information 432 Sending it to the management server 200; And
e) receiving and storing, by the management server 200, the number recognized from the modeling server 300; deep learning-based meter information recognition method comprising a.
상기 객체 인식 인공지능 모델은 CNN(Convolutional Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 계량기 이미지를 포함한 학습 데이터로부터 계량기 객체(400) 분류를 학습하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 방법.The method of claim 7,
The object recognition artificial intelligence model learns the classification of the meter object 400 from training data including the meter image using a deep learning model based on a convolutional neural network (CNN).
상기 객체 인식 인공지능 모델은 원본 이미지, 계량기가 임의의 크기로 확대 또는 축소되어 조절된 이미지, 계량기의 좌/우 위치가 반전된 이미지, 임의의 조도를 갖도록 밝기가 조절된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 방향으로 편중된 이미지, 계량기의 위치가 임의의 기울기를 갖는 각도가 조절된 이미지로 분류된 학습 데이터를 기반으로 학습하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 방법.The method of claim 8,
The object recognition artificial intelligence model includes an original image, an image adjusted by expanding or reducing the meter to an arbitrary size, an image in which the left/right position of the meter is inverted, an image whose brightness is adjusted to have an arbitrary illuminance, and the position of the meter. Deep learning-based meter information recognition method, characterized in that learning based on learning data classified as an image biased in an arbitrary direction and an angle-adjusted image having a position of a meter having an arbitrary inclination.
상기 숫자 인식 인공지능 모델은 CRNN(Convolutional Recurrent Neural Network) 기반의 딥러닝 모델을 이용하여 숫자를 포함한 학습 데이터로부터 숫자 인식을 학습하는 것을 특징으로 하는 딥러닝 기반의 계량기 정보 인식 방법.The method of claim 7,
The number recognition artificial intelligence model learns number recognition from training data including numbers using a deep learning model based on a convolutional recurrent neural network (CRNN).
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