KR102479055B1 - 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템 및 방법 - Google Patents

가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법이 제공된다. 상기 방법은 프레임 동기 신호 발생기를 통해 동기화된 제1 내지 제4 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계; 소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명으로 상기 제1 프레임 동기 신호를 전달하는 단계; 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계; 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라에 상기 제2 프레임 동기 신호를 전달하는 단계; 상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과의 동기된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계; 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출하는 단계; 및 상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 상기 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계를 포함한다.

Description

가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR MONITORING LIVESTOCK USING EGDE INFORMATION}
본 발명은 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템 및 방법에 관한 것이다.
축산업은 근대화와 대형화를 거치며 큰 발전을 이루어왔다. 하지만, 고령화되는 농업사회로 인한 생산성 저하, 그리고 기업형 밀집 사육으로 인한 질병의 발생 등 새롭게 대두되는 다양한 문제를 해결하기 위한 변화가 필요한 시점이 되었다.
최근 축산 농가에서 사육하는 가축들의 상태를 원격으로 감시하기 위하여 CCTV가 활용되고 있다. 일 예로, 축산 농가에 와이어를 이용한 이동식 CCTV를 설치하는 케이스가 있으나, 이 경우 CCTV의 이동시 자리 불균형 또는 줄걸림 현상으로 인하여 카메라 파손의 우려가 높은 실정이다.
따라서, 축산 농가에서는 카메라 파손 우려 없이 모니터링 대상이 되는 특정 가축(예를 들어, 출산이 임박한 소, 돼지 등)인지를 자동으로 판별하여 특정 가축을 지속적으로 촬영하여 인식하고, 위급 상황 발생시 적절한 조치를 취할 수 있는 스마트한 가축 모니터링 시스템이 필요한 실정이다.
본 발명의 실시예는 축사 내 설치된 복수의 에지 조명과 카메라를 각각 동기화 신호를 통해 제어하고, 제어 결과에 따라 획득한 가축의 에지 정보를 정확하게 취득 및 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있는 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템 및 방법을 제공한다.
다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 가축의 에지 정보를 이요한 축사 내 가축 모니터링 방법은 프레임 동기 신호 발생기를 통해 동기화된 제1 내지 제3 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계; 소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명으로 상기 제1 프레임 동기 신호를 전달하는 단계; 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계; 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라에 상기 제2 프레임 동기 신호를 전달하는 단계; 상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과의 동기된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계; 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출하는 단계; 및 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계는, 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 복수의 에지 조명 중 하나 이상의 온-오프를 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 복수의 에지 조명은 적외선 스펙트럼 대역의 발광 장치일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계는, 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 촬영된 영상 정보의 각 프레임 영상 데이터마다 프레임 동기 시퀀스 번호를 결합하여 저장할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 가축의 에지 조명에 대응하는 가축의 에지 정보를 추출하는 단계는, 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 프레임 동기 시퀀스 번호 및 상기 프레임 영상 데이터로부터 상기 가축의 에지 정보를 추출할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예는, 상기 프레임 동기 신호 발생기를 통해 상기 제1 내지 제 3 프레임 동기 신호와 동기화된 제4 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하되, 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계는, 상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 복수의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보는 상기 제4 프레임 동기 신호와 함께 에지 영상 프레임 저장 버퍼 상에 저장될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계는, 상기 복수의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계는, 상기 복수의 프레임 영상 데이터 중 적어도 둘 이상의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 선택하고 이를 비순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2 측면에 따른 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법은 프레임 동기 신호 발생기를 통해 동기화된 제1 내지 제4 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계; 소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명으로 상기 제1 프레임 동기 신호를 전달하는 단계; 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계; 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라에 상기 제2 프레임 동기 신호를 전달하는 단계; 상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과의 동기된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득하는 단계; 상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계; 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출하는 단계; 및 상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 상기 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 제3 측면에 따른 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템은 소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명 및 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라와 데이터를 송수신하는 통신모듈, 상기 복수의 에지 조명 및 카메라를 제어하여 가축의 모니터링 정보를 생성하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및 상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함한다. 이때, 상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 동기화된 제1 내지 제3 프레임 동기 신호를 발생시킨 후, 상기 제1 프레임 동기 신호를 통해 상기 복수의 에지 조명을 제어하고, 상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득한 후, 상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하고, 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출 및 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성한다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 복수의 에지 조명 중 하나 이상의 온-오프를 제어할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 복수의 에지 조명은 적외선 스펙트럼 대역의 발광 장치일 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 촬영된 영상 정보의 각 프레임 영상 데이터마다 프레임 동기 시퀀스 번호를 결합하여 저장할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 프레임 동기 시퀀스 번호 및 상기 프레임 영상 데이터를 기준으로 상기 제3 프레임 동기 신호에 맞추어 상기 가축의 에지 정보를 추출할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 제1 내지 제 3 프레임 동기 신호와 동기화된 제4 프레임 동기 신호를 발생시키고, 상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 복수의 프레임 기반의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다. 본 발명의 일부 실시예에서, 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보는 상기 제4 프레임 동기 신호와 함께 에지 영상 프레임 저장 버퍼 상에 저장될 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 복수의 프레임 기반의 에지 정보를 순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
본 발명의 일부 실시예에서, 상기 프로세서는 상기 복수의 프레임 기반의 에지 정보 중 적어도 둘 이상의 에지 정보를 선택하고 이를 비순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
이 외에도, 본 발명을 구현하기 위한 다른 방법, 다른 시스템 및 상기 방법을 실행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 기록하는 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체가 더 제공될 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 축사 내 가축을 향해 발광하도록 설치된 복수의 에지 정보와 카메라가 서로 동기화되어 동작하여 에지 정보를 취득할 수 있는바, 종래 흐릿한 에지 영상이 촬영되던 문제를 해소할 수 있다는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 모니터링 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 모니터링 시스템의 블록도이다.
도 3은 프레임 저장 공간에 저장된 데이터에 저장되는 데이터의 일 예시를 도시한 도면이다.
도 4는 프레임 동기 신호에 기반하여 에지 정보를 취득하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 5는 복수 개의 에지 정보를 합성하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 6은 복수의 가축을 대상으로 에지 정보를 합성하는 일 예시를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법의 순서도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
본 발명은 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템(100) 및 방법에 관한 것이다.
종래의 가축 모니터링 기술은, 예를 들어 축사 내 돼지 돈방(Pig pens or Pig rooms)의 천장 또는 측면에 카메라와 같은 영상 취득 센서를 설치하고, 탑뷰(top-view) 또는 측면에서의 촬영을 통해 돼지의 상태나 움직임 및 자세에 대한 영상 정보를 취득하였다.
이러한 종래 기술은 카메라를 통한 영상정보 취득시 주변의 조명 환경의 영향을 많이 받게 된다. 예를 들어, 축사 내부의 광 노출 환경(광의 강도, 파장 및 지속 시간 등)은 돼지의 사육시기와 축산 농가의 환경에 따라 달라지게 되며, 달라진 광 노출 환경은 취득되는 영상정보의 품질에 많은 영향을 미친다.
한편, 분석하고자 하는 객체의 윤곽선 정보인 에지(Edge) 정보는 가축의 형태를 파악하고 크기를 유추하는데 매우 중요한 정보이다. 그러나 가축의 에지 정보는 카메라 시스템의 해상도, 조명 환경, 축사 내 가축의 군집 행위에 따라 흐릿하게 취득되는 문제가 있다.
이와 같은 흐릿한 에지 정보를 기반으로 하는 영상처리 또는 인공지능 처리는 가축 인식에 대한 정확도에 많은 문제가 있다.
이와 달리, 본 발명의 일 실시예는 축사 내 가축을 향해 발광하도록 설치된 복수의 에지 조명(10)와 카메라(20)가 서로 동기화되어 동작하여 에지 정보를 취득할 수 있는바, 종래 흐릿한 에지 영상이 촬영되던 문제를 해소할 수 있다는 장점이 있다.
이하에서는 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템(100, 이하 가축 모니터링 시스템)에 대하여 설명하도록 한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서 대상으로 하는 가축은 돼지, 닭, 소 등 어느 하나로 한정되는 것은 아니며, 다만 설명의 편의상 해당 가축은 돼지인 것으로 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 모니터링 시스템(100)을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 모니터링 시스템(100)의 블록도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가축 모니터링 시스템(100)은 통신모듈(110), 메모리(120) 및 프로세서(130)를 포함한다.
통신모듈(110)은 복수의 에지 조명(10)과 카메라(20)와 데이터를 송수신한다.
복수의 에지 조명(10)은 축사 내 소정의 공간에 설치되어 가축을 향하여 발광된다. 예를 들어, 복수의 에지 조명(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 돼지가 사육되는 축사 내 돼지 돈방(Pig pens or Pig room)의 각 측면에 부착되도록 설치될 수 있다.
일 실시예로, 복수의 에지 조명(10)은 축사 내에서 각각 서로 쌍을 이루어 대향하는 위치에 설치될 수 있다. 즉, 복수의 에지 조명(10) 중 어느 하나가 축사 내 소정의 공간의 제1 면을 향하여 발광할 경우, 이와 쌍을 이루는 다른 하나는 상기 제1 면과 마주보는 제2 면을 향하여 발광된다. 그리고 또 다른 에지 조명은 제1 및 제2 면과 수직을 이루는 제3 면과 제4 면에 각각 설치되어 발광된다.
한편, 복수의 에지 조명(10)은 가축의 성장 및 생리 과정에 부정적인 영향을 미치지 않는 빛의 스펙트럼이 이용될 수 있다. 일 예로, 돼지 눈의 감광체는 적색 스펙트럼인 650nm 이상은 감지할 수 없기 때문에, 복수의 에지 조명(10)은 적외선 스펙트럼 대역의 발광 장치가 이용될 수 있다.
카메라(20)는 소정의 공간의 특정 영역에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 촬영한다. 이때, 본 발명의 일 실시예는 카메라(20)가 복수의 에지 조명(10)과 동기화된 타이밍에 촬영되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 복수의 에지 조명(10)과 카메라(20)는 통신모듈(110)과 데이터를 송수신하며, 일 예로 복수의 에지 조명(10)과 카메라(20)는 통신링크(111~116)를 통해 연결될 수 있다.
이러한 통신모듈(110)은 유선 통신 모듈 및 무선 통신 모듈을 모두 포함할 수 있다. 예를 들어 유선 통신 모듈은 전력선 통신 장치, 전화선 통신 장치, 케이블 홈(MoCA), 이더넷(Ethernet), IEEE1294, 통합 유선 홈 네트워크 및 RS-485 제어 장치로 구현될 수 있다. 또한, 무선 통신 모듈은 WLAN(wireless LAN), Bluetooth, HDR WPAN, UWB, ZigBee, Impulse Radio, 60GHz WPAN, Binary-CDMA, 무선 USB 기술 및 무선 HDMI 기술 등으로 구현될 수 있다.
메모리(120)에는 복수의 에지 조명(10) 및 카메라(20)를 제어하여 가축의 모니터링 정보를 생성하기 위한 프로그램이 저장되며, 프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킨다.
한편, 메모리(120)는 전원이 공급되지 않아도 저장된 정보를 계속 유지하는 비휘발성 저장장치 및 휘발성 저장장치를 통칭하는 것이다. 메모리(120)는 콤팩트 플래시(compact flash; CF) 카드, SD(secure digital) 카드, 메모리 스틱(memory stick), 솔리드 스테이트 드라이브(solid-state drive; SSD) 및 마이크로(micro) SD 카드 등과 같은 낸드 플래시 메모리(NAND flash memory), 하드 디스크 드라이브(hard disk drive; HDD) 등과 같은 마그네틱 컴퓨터 기억 장치 및 CD-ROM, DVD-ROM 등과 같은 광학 디스크 드라이브(optical disc drive) 등을 포함할 수 있다.
프로세서(130)는 메모리(120)에 저장된 프로그램을 실행시킴에 따라, 동기화된 제1 내지 제3 프레임 동기 신호를 발생시킨다.
구체적으로, 프로세서(130)는 제1 프레임 동기 신호를 발생시켜 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명(10)으로 전달하고, 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명(10)의 온-오프를 제어한다. 이때, 프로세서(130)는 복수의 에지 조명(10)을 각각 또는 복수 개를 조합하여 제어할 수 있다.
다음으로, 프로세서(130)는 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라(20)에 제2 프레임 동기 신호를 전달하고, 제2 프레임 동기 신호에 따라 복수의 에지 조명(10)과 동기화된 타이밍에 기초하여 카메라(20)에 의해 촬영된 영상 정보를 획득한다.
그 다음, 프로세서(130)는 촬영된 영상 정보를 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장한다. 이때, 카메라(20)를 통해 촬영된 영상 정보는 카메라(20)와 연결된 통신링크를 통해 메모리(120) 상의 프레임 저장 공간에 전달되어 저장된다.
도 3은 프레임 저장 공간에 저장된 데이터에 저장되는 데이터의 일 예시를 도시한 도면이다.
프로세서(130)는 도 3에 도시된 바와 같이, 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 촬영된 영상 정보의 각 프레임 영상 데이터마다 프레임 동기 시퀀스 번호를 결합하여 저장할 수 있다.
예를 들어, 프로세서(130)는 총 N개의 프레임 영상 데이터에 대하여, 각각 n번, n+1번,...,n+N번의 프레임 동기 시퀀스 번호를 결합하여 프레임 저장 공간에 저장할 수 있다. 이와 같은 프레임 동기 시퀀스 번호에 따라, 프로세서(130)는 복수의 프레임 기반의 에지 정보를 합성할 수 있다.
다음으로, 프로세서(130)는 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 영상 정보로부터 에지 조명(10)에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출한다.
즉, 프로세서(130)는 프레임 저장 공간에 저장된 프레임 동기 시퀀스 번호와 프레임 영상 데이터를 기준으로 제3 프레임 동기 신호에 맞추어 가축의 에지 정보를 추출할 수 있다.
이와 같이 에지 정보가 추출되면, 프로세서(130)는 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성하며, 생성된 가축의 모니터링 정보는 사용자의 요청에 따라 통신모듈을 통해 사용자 단말로 전송될 수 있다.
이때, 프로세서(130)는 제1 내지 제3 프레임 동기 신호와 동기화된 제4 프레임 동기 신호를 생성하고, 제4 프레임 동기 신호와 함께 에지 정보를 메모리(120) 상의 에지 영상 프레임 저장 버퍼 상에 저장한다. 그리고 에지 영상 프레임 저장 버퍼 상의 에지 정보를 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
도 4는 프레임 동기 신호에 기반하여 에지 정보를 취득하는 일 예시를 도시한 도면이다.
복수의 에지 정보는 사용자에 의해 미리 설정된 주기 내 포함된 N개의 프레임 영상 데이터로부터 추출될 수 있다.
도 4에서 제1 에지 정보는 제1 프레임 영상 데이터로부터 취득된다. 제1 프레임 영상 데이터는 복수의 에지 조명(10)이 동시에 턴 온됨에 따라, 에지 조명(10)은 가축의 사면을 동시에 비추게 되며, 이를 카메라(20)가 촬영함으로써 획득할 수 있다.
이와 달리, 제2 에지 정보는 제2 프레임 영상 데이터로부터 취득된다. 제2 프레임 영상 데이터는 복수의 에지 조명(10) 중 좌측 에지 조명 하나만이 턴 온됨에 따라, 에지 조명은 가축의 좌측면만을 비추게 되며, 이를 카메라(20)가 촬영함으로써 획득할 수 있다. 제2 에지 정보는 제1 에지 정보와 달리 한쪽 방향에서 빛을 비추고 있으며, 이러한 빛을 직접적으로 받는 방향과 그 반대방향에 대한 에지 정보의 특성은 크게 달라지게 되며, 카메라(20)는 에지 정보의 특성이 큰 프레임 영상 데이터를 획득하게 된다.
도 5는 복수 개의 에지 정보를 합성하는 일 예시를 도시한 도면이다.
프로세서(130)는 복수의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 순차적으로 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
즉, 도 5에서 n번째 프레임 영상 데이터부터 n+N번째 프레임 영상 데이터를 순차적으로 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
이와 달리, 프로세서(130)는 복수의 프레임 영상 데이터 중 적어도 둘 이상의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 선택하고, 이를 비순차적으로 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
즉, 도 5에서 프로세서(130)는 n번째, n+1번째, n+4번째, n+8번째 프레임 영상 데이터를 선택하고, 제3 프레임 동기 신호에 맞추어 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 합성함으로써 가축의 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
이와 같은 복수의 에지 정보의 합성에 따라 에지 부분이 선명한 가축의 모니터링 정보를 획득할 수 있다.
도 6은 복수의 가축을 대상으로 에지 정보를 합성하는 일 예시를 도시한 도면이다.
가축을 사육하는 소정의 공간에는 한 마리의 가축만이 존재하는 것이 아니기 때문에, 가축의 모니터링 정보는 복수의 가축을 대상으로 취득할 수 있어야 한다.
이때, 본 발명의 일 실시예는 복수의 에지 조명(10)을 동시에 또는 각각 개별적으로 제어하여 취득한 프레임 영상 데이터를 통해 가축에 대한 복수의 에지 정보를 획득할 수 있으며, 이와 같이 획득된 에지 정보를 기반으로 복수의 가축에 대한 모니터링 정보도 획득 가능하다.
일 실시예로, 본 발명은 도 6과 같이 복수의 가축이 중첩되는 환경의 경우에도 복수의 가축에 대한 각각의 모니터링 정보 획득이 가능하다. 즉, 프로세서(130)는 미리 입력된 가축의 수 정보 또는 카메라(20)나 별도의 센서를 통해 획득한 센싱 정보에 기초하여 가축의 수 정보를 획득하고, 에지 정보의 합성에 따라 획득되는 가축의 수 정보와 센싱 또는 입력된 가축의 수 정보를 비교하여 모든 가축을 대상으로 에지 정보의 합성이 완료되었는지 여부를 판단한다.
판단 결과 모든 가축에 대한 모니터링 정보가 획득된 경우, 에지 조명(10) 및 카메라(20)의 제어를 종료하고 획득한 모니터링 정보를 사용자 단말로 제공한다.
이와 달리, 일부 가축에 대한 모니터링 정보가 누락된 경우, 모든 가축의 수에 해당하는 모니터링 정보가 획득될 때까지 에지 조명(10) 및 카메라(20)를 제어하여 프레임 영상 데이터를 획득하고 에지 정보를 추출 및 합성한다.
이와 함께 또는 별개로, 프로세서(130)는 복수의 가축의 모니터링 정보를 획득함에 있어 복잡도를 낮추기 위한 과정을 추가적으로 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(130)는 미리 입력된 가축의 수 정보 또는 카메라(20)나 별도의 센서를 통해 획득한 가축의 센싱 정보를 기반으로, 복수의 에지 정보를 합성하여 제1 가축에 대한 모니터링 정보의 생성이 완료되면, 제1 가축과 일치하는 프레임 영상 데이터를 제거할 수 있다.
그리고 프로세서(130)는 남은 프레임 영상 데이터를 기반으로 에지 정보를 합성하여 제2 가축에 대한 모니터링 정보를 생성할 수 있다.
이러한 과정에 따라 프로세서(130)는 복수의 가축에 대한 모니터링 정보 생성시, 점차적으로 데이터 연산량을 줄일 수 있는바 보다 빠른 에지 정보 추출 및 합성이 가능하다는 장점이 있다.
이하에서는 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가축 모니터링 시스템(100)에 의해 수행되는 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법을 설명하도록 한다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법의 순서도이다.
가축 모니터링 시스템(100)에 의해 수행되는 방법은, 먼저 프레임 동기 신호 발생기를 통해 동기화된 제1 내지 제4 프레임 동기 신호를 발생시킨다(S110).
다음으로, 소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명(10)으로 제1 프레임 동기 신호를 전달하고(S120), 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명(10)을 제어한다(S130).
다음으로, 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라(20)에 제2 프레임 동기 신호를 전달하고(S140), 제2 프레임 동기 신호에 따라 복수의 에지 조명(10)과의 동기된 타이밍에 기초하여 카메라(20)에 의해 촬영된 영상 정보를 획득한다(S150).
다음으로, 촬영된 영상 정보를 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하고(S160), 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 영상 정보로부터 에지 조명(10)에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출하며(S170), 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 가축의 모니터링 정보를 생성한다(S180).
상술한 설명에서, 단계 S110 내지 S180은 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. 아울러, 기타 생략된 내용이라 하더라도 도 1 내지 도 6에 기술된 내용은 도 7의 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법에도 적용된다.
이상에서 전술한 본 발명의 일 실시예에 따른 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법은, 하드웨어인 서버와 결합되어 실행되기 위해 프로그램(또는 어플리케이션)으로 구현되어 매체에 저장될 수 있다.
상기 전술한 프로그램은, 상기 컴퓨터가 프로그램을 읽어 들여 프로그램으로 구현된 상기 방법들을 실행시키기 위하여, 상기 컴퓨터의 프로세서(CPU)가 상기 컴퓨터의 장치 인터페이스를 통해 읽힐 수 있는 C, C++, JAVA, 기계어 등의 컴퓨터 언어로 코드화된 코드(Code)를 포함할 수 있다. 이러한 코드는 상기 방법들을 실행하는 필요한 기능들을 정의한 함수 등과 관련된 기능적인 코드(Functional Code)를 포함할 수 있고, 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 소정의 절차대로 실행시키는데 필요한 실행 절차 관련 제어 코드를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 코드는 상기 기능들을 상기 컴퓨터의 프로세서가 실행시키는데 필요한 추가 정보나 미디어가 상기 컴퓨터의 내부 또는 외부 메모리의 어느 위치(주소 번지)에서 참조되어야 하는지에 대한 메모리 참조관련 코드를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 컴퓨터의 프로세서가 상기 기능들을 실행시키기 위하여 원격(Remote)에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 통신이 필요한 경우, 코드는 상기 컴퓨터의 통신 모듈을 이용하여 원격에 있는 어떠한 다른 컴퓨터나 서버 등과 어떻게 통신해야 하는지, 통신 시 어떠한 정보나 미디어를 송수신해야 하는지 등에 대한 통신 관련 코드를 더 포함할 수 있다.
상기 저장되는 매체는, 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상기 저장되는 매체의 예로는 ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 광 데이터 저장장치 등이 있지만, 이에 제한되지 않는다. 즉, 상기 프로그램은 상기 컴퓨터가 접속할 수 있는 다양한 서버 상의 다양한 기록매체 또는 사용자의 상기 컴퓨터상의 다양한 기록매체에 저장될 수 있다. 또한, 상기 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장될 수 있다.
본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 에지 조명
20: 카메라
100: 가축 모니터링 시스템
110: 통신모듈
120: 메모리
130: 프로세서

Claims (19)

  1. 컴퓨터에 의해 수행되는 방법으로서,
    프레임 동기 신호 발생기를 통해 동기화된 제1 내지 제3 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계;
    소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명으로 상기 제1 프레임 동기 신호를 전달하는 단계;
    상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계;
    상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라에 상기 제2 프레임 동기 신호를 전달하는 단계;
    상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과의 동기된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계;
    상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계를 포함하는,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계는,
    상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 복수의 에지 조명 중 하나 이상의 온-오프를 제어하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 에지 조명은 적외선 스펙트럼 대역의 발광 장치인 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계는,
    상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 촬영된 영상 정보의 각 프레임 영상 데이터마다 프레임 동기 시퀀스 번호를 결합하여 저장하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 가축의 에지 조명에 대응하는 가축의 에지 정보를 추출하는 단계는,
    상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 프레임 동기 시퀀스 번호 및 상기 프레임 영상 데이터로부터 상기 가축의 에지 정보를 추출하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 프레임 동기 신호 발생기를 통해 상기 제1 내지 제 3 프레임 동기 신호와 동기화된 제4 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계를 더 포함하되,
    상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계는,
    상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 복수의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보는 상기 제4 프레임 동기 신호와 함께 에지 영상 프레임 저장 버퍼 상에 저장되는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계는,
    상기 복수의 프레임 영상 데이터 중 적어도 둘 이상의 프레임 영상 데이터에 포함된 에지 정보를 선택하고 이를 비순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  10. 컴퓨터에 의해 수행되는 방법으로서,
    프레임 동기 신호 발생기를 통해 동기화된 제1 내지 제4 프레임 동기 신호를 발생시키는 단계;
    소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명으로 상기 제1 프레임 동기 신호를 전달하는 단계;
    상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 복수의 에지 조명을 제어하는 단계;
    상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라에 상기 제2 프레임 동기 신호를 전달하는 단계;
    상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과의 동기된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득하는 단계;
    상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하는 단계;
    상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출하는 단계; 및
    상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 단계를 포함하는,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 방법.
  11. 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템에 있어서,
    소정의 공간 내에 설치되어 축사 내 사육되는 가축을 향하여 발광되는 복수의 에지 조명 및 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 카메라와 데이터를 송수신하는 통신모듈,
    상기 복수의 에지 조명 및 카메라를 제어하여 가축의 모니터링 정보를 생성하기 위한 프로그램이 저장된 메모리 및
    상기 메모리에 저장된 프로그램을 실행시키는 프로세서를 포함하되,
    상기 프로세서는 상기 프로그램을 실행시킴에 따라, 동기화된 제1 내지 제3 프레임 동기 신호를 발생시킨 후, 상기 제1 프레임 동기 신호를 통해 상기 복수의 에지 조명을 제어하고, 상기 제2 프레임 동기 신호에 따라 상기 복수의 에지 조명과 동기화된 타이밍에 기초하여 상기 카메라에 의해 촬영된 영상 정보를 획득한 후, 상기 촬영된 영상 정보를 상기 제3 프레임 동기 신호에 동기화시켜 저장하고, 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 영상 정보로부터 상기 에지 조명에 대응하는 적어도 하나의 가축에 대한 복수의 에지 정보를 추출 및 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 소정의 공간의 특정 영역에 설치된 복수의 에지 조명 중 하나 이상의 온-오프를 제어하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 에지 조명은 적외선 스펙트럼 대역의 발광 장치인 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제3 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 촬영된 영상 정보의 각 프레임 영상 데이터마다 프레임 동기 시퀀스 번호를 결합하여 저장하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 프레임 동기 시퀀스 번호 및 상기 프레임 영상 데이터를 기준으로 상기 제3 프레임 동기 신호에 맞추어 상기 가축의 에지 정보를 추출하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 제1 내지 제 3 프레임 동기 신호와 동기화된 제4 프레임 동기 신호를 발생시키고, 상기 제4 프레임 동기 신호에 기초하여 상기 복수의 프레임 기반의 에지 정보를 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 추출된 가축에 대한 복수의 에지 정보는 상기 제4 프레임 동기 신호와 함께 에지 영상 프레임 저장 버퍼 상에 저장되는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 프레임 기반의 에지 정보를 순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 복수의 프레임 기반의 에지 정보 중 적어도 둘 이상의 에지 정보를 선택하고 이를 비순차적으로 합성하여 상기 가축의 모니터링 정보를 생성하는 것인,
    가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템.
KR1020200102091A 2020-08-13 2020-08-13 가축의 에지 정보를 이용한 축사 내 가축 모니터링 시스템 및 방법 KR102479055B1 (ko)

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