KR102634135B1 - Analysis apparatus and method for cloth - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광학적인 특성을 이용하여 옷감의 종류를 분석할 수 있게 하는 옷감 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 분석 대상물에 조사광을 조사하는 발광부; 상기 분석 대상물로부터 반사된 반사광 또는 상기 분석 대상물을 투과한 투과광을 수광하는 수광부; 및 상기 수광부에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 제어부;를 포함할 수 있다.The present invention relates to a cloth analysis device and method that enables analysis of the type of cloth using optical characteristics, comprising: a light emitting unit that irradiates light to an analysis object; a light receiving unit that receives reflected light reflected from the analysis object or transmitted light passing through the analysis object; and a control unit that determines the type of fabric of the object to be analyzed according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light-receiving unit.
Description
본 발명은 옷감 분석 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 광학적인 특성을 이용하여 옷감의 종류를 분석할 수 있게 하는 옷감 분석 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cloth analysis device and method, and more specifically, to a cloth analysis device and method that allows the type of cloth to be analyzed using optical characteristics.
일반적으로 의류나 각종 직물류 등을 이루는 옷감은 예컨대, 면, 나일론, 울, 아세테이트, 린넨, 레이온, 실크, 비스코스, 폴리에스터, 가죽, 인견 등의 섬유 재질로 이루어질 수 있다.In general, the fabric that makes up clothing or various fabrics may be made of fiber materials such as cotton, nylon, wool, acetate, linen, rayon, silk, viscose, polyester, leather, and rayon.
이러한 옷감의 종류에 따라서 의류나 각종 직물류의 세탁 방법이 달라지거나 보관이나 사용 방법이 달라지거나, 생산이나 가공 방법이 달라지기 때문에 옷감의 종류에 대한 정보는 의류나 각종 직물류 제품의 판매시 반드시 표시해야 하는 정보들 중 하나이다.Depending on the type of fabric, the washing method, storage or use method, or production or processing method of clothing or various fabrics varies, so information on the type of fabric must be displayed when selling clothing or various textile products. This is one of the pieces of information.
그러나, 다양한 종류의 옷감들을 일괄적으로 세탁하거나 취급하는 경우나 또는 상품의 태그가 있다 해도 일일이 태그를 확인하기 어려운 경우, 또는 상품의 태그가 유실되었거나 인식하기 어려운 경우에는 이러한 옷감의 종류에 대한 정보를 신속하고 정확하게 취득하기 어렵고 이로 인하여 세탁 작업이나 기타 옷감 생산, 가공, 취급 등의 과정을 옷감에 따라 자동화하기 어려웠었던 문제점들이 있었다.However, in cases where various types of fabrics are washed or handled in batches, or where it is difficult to check each product tag even if there is a product tag, or when the product tag is lost or difficult to recognize, information about the type of fabric is provided. There were problems in that it was difficult to quickly and accurately obtain the information, and as a result, it was difficult to automate laundry operations and other processes such as cloth production, processing, and handling according to the type of cloth.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 광학적인 특성을 이용하여 옷감의 종류를 분석할 수 있고, 인공 신경망 회로를 이용하여 옷감의 두께, 밀착 정도, 색상, 짜임새, 주름 등의 변수에서도 정확한 결과값을 산출하여 분석의 정확도와 정밀도를 향상시킬 수 있게 하는 옷감 분석 장치 및 방법을 제공하고자 한다. 그러나, 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.The present invention is intended to solve various problems including the problems described above. It is possible to analyze the type of cloth using optical characteristics, and to determine the thickness, degree of adhesion, color, texture, etc. of the cloth using an artificial neural network circuit. We aim to provide a cloth analysis device and method that can improve the accuracy and precision of analysis by calculating accurate results even for variables such as wrinkles. However, these tasks are illustrative and do not limit the scope of the present invention.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 옷감 분석 장치는, 분석 대상물에 조사광을 조사하는 발광부; 상기 분석 대상물로부터 반사된 반사광 또는 상기 분석 대상물을 투과한 투과광을 수광하는 수광부; 및 상기 수광부에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 제어부;를 포함할 수 있다.A cloth analysis device according to the spirit of the present invention for solving the above problems includes a light emitting unit that irradiates light to an object to be analyzed; a light receiving unit that receives reflected light reflected from the analysis object or transmitted light passing through the analysis object; and a control unit that determines the type of fabric of the object to be analyzed according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light-receiving unit.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 수광부는, 상기 반사광 또는 상기 투과광에서 제 1 파장 대역의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있도록 상기 제 1 파장 대역의 광을 수광하는 제 1 수광 소자; 및 상기 반사광 또는 상기 투과광에서 상기 제 1 파장 대역과 다른 제 2 파장 대역의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있도록 상기 제 2 파장 대역의 광을 수광하는 제 2 수광 소자;를 포함할 수 있다.Additionally, according to the present invention, the light receiving unit includes: a first light receiving element that receives light in the first wavelength band so as to analyze the absorption spectrum of the first wavelength band in the reflected light or the transmitted light; and a second light receiving element that receives light in the second wavelength band so as to analyze an absorption spectrum of the second wavelength band different from the first wavelength band in the reflected light or the transmitted light.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제 1 수광 소자는, 상기 제 1 파장 대역의 광을 통과시키는 밴드 패스 필터; 및 상기 제 1 파장 대역의 광을 수광하는 이미지 센서;를 포함할 수 있다.Additionally, according to the present invention, the first light receiving element includes: a band pass filter that passes light in the first wavelength band; and an image sensor that receives light in the first wavelength band.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 제 0 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하고, 제 1 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하고, 제 2 스텝에서 발광 ON 모드, 수광 ON 모드를 수행하고, 제 3 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하고, 제 4 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행할 수 있다.In addition, according to the present invention, the control unit performs the light emitting OFF mode and the light receiving OFF mode in the 0th step, the light emitting OFF mode and the light receiving ON mode in the first step, and the light emitting ON mode and the light receiving ON mode in the second step. The ON mode can be performed, the light emitting OFF mode and the light receiving ON mode can be performed in the third step, and the light emitting OFF mode and light receiving OFF mode can be performed in the fourth step.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 상기 제 0 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 n 회(n 사이클) 반복하면서, 수광된 광 신호들을 누적하고, 누적된 파장별 광 패턴을 기존의 옷감 스펙트럼 패턴과 비교하여 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별할 수 있다.In addition, according to the present invention, the control unit repeats the 0th step to the 4th step n times (n cycles), accumulates the received optical signals, and converts the accumulated optical pattern for each wavelength into the existing cloth spectrum pattern. By comparing with , the type of fabric of the analysis object can be determined.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 제어부는, 입력 레이어와, 히든 레이어 및 출력 레이어로 이루어지고, 기존의 적어도 종류별, 두께별, 밀착도별, 색상별, 짜임새별, 주름별, 의류 종류별, 측정 환경별 중 어느 하나 또는 이들의 조합들 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 옷감에 대한 학습용 데이터들이 상기 입력 레이어에 입력되며, 상기 입력 레이어에서 필터링된 수치들의 가중치를 상기 히든 레이어에서 학습 결과에 대한 판별 정확도가 높아지는 방향으로 조정하여 상기 출력 레이어에서 옷감의 종류를 높은 정확도로 분류할 수 있도록 딥러닝된 인공 신경망을 이용할 수 있다.In addition, according to the present invention, the control unit is composed of an input layer, a hidden layer, and an output layer, and is divided into existing at least types, thicknesses, adhesion degrees, colors, textures, wrinkles, clothing types, and measurement environments. Learning data about cloth made by selecting any one or a combination thereof is input to the input layer, and the weights of the values filtered in the input layer are used to increase the discrimination accuracy for the learning result in the hidden layer. By adjusting the direction, a deep learning artificial neural network can be used to classify the type of fabric with high accuracy in the output layer.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 출력 레이어에서 출력되는 옷감의 종류는, 적어도 면, 나일론, 울, 아세테이트, 린넨, 레이온, 실크, 비스코스, 폴리에스터, 가죽, 인견 중 어느 하나 또는 이들의 조합 중 어느 하나를 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, the type of cloth output from the output layer is at least one of cotton, nylon, wool, acetate, linen, rayon, silk, viscose, polyester, leather, rayon, or a combination thereof. It can contain one.
또한, 본 발명에 따르면, 일측에 상기 분석 대상물과 접촉되거나 상기 분석 대상물을 향할 수 있도록 투광창이 형성되고, 내부에 상기 반사광 또는 상기 투과광이 전달될 수 있는 도파 공간이 형성되며, 상기 도파 공간의 측면에 상기 발광부가 설치될 수 있도록 경사면이 형성되고, 상기 도파 공간의 저면에 복수개의 상기 수광부가 매트릭스 배치되는 몸체부;를 더 포함할 수 있다.In addition, according to the present invention, a light transmitting window is formed on one side so as to be in contact with or directed to the analysis object, a waveguide space through which the reflected light or the transmitted light can be transmitted is formed inside, and a side of the waveguide space is formed. It may further include a body part on which an inclined surface is formed so that the light emitting part can be installed, and a plurality of the light receiving parts are arranged in a matrix on the bottom of the wave guide space.
또한, 본 발명에 따르면, 크로스톡을 방지할 수 있도록 매트릭스 배치된 상기 수광부와 이웃하는 수광부 사이에 분리격벽이 형성될 수 있다.Additionally, according to the present invention, a separation barrier may be formed between the light receiving unit arranged in a matrix and neighboring light receiving units to prevent crosstalk.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 사상에 따른 옷감 분석 방법은, (a) 분석 대상물에 조사광을 조사하는 단계; (b) 상기 분석 대상물로부터 반사된 반사광 또는 상기 분석 대상물을 투과한 투과광을 수광하는 단계; 및 (c) 상기 수광부에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 단계;를 포함할 수 있다.Meanwhile, the cloth analysis method according to the spirit of the present invention to solve the above problem includes the steps of (a) irradiating light to an analysis object; (b) receiving reflected light reflected from the analysis object or transmitted light passing through the analysis object; and (c) determining the type of fabric of the object to be analyzed according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light-receiving unit.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c) 단계는, (c-0) 제 0 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 단계; (c-1) 제 1 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계; (c-2) 제 2 스텝에서 발광 ON 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계; (c-3) 제 3 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계; (c-4) 제 4 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 단계; 및 (c-5) 상기 제 0 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 n 회(n 사이클) 반복하면서, 수광된 광 신호들을 누적하고, 누적된 파장별 광 패턴을 기존의 옷감 스펙트럼 패턴과 비교하여 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 단계;를 포함할 수 있다.Additionally, according to the present invention, step (c) includes performing the light emitting OFF mode and the light receiving OFF mode in the 0th step (c-0); (c-1) performing light emitting OFF mode and light receiving ON mode in the first step; (c-2) performing light emitting ON mode and light receiving ON mode in the second step; (c-3) performing light emitting OFF mode and light receiving ON mode in the third step; (c-4) performing light emitting OFF mode and light receiving OFF mode in the fourth step; and (c-5) repeating the 0th step to the 4th step n times (n cycles), accumulating the received optical signals, and analyzing the accumulated optical pattern by wavelength by comparing it with the existing cloth spectrum pattern. It may include a step of determining the type of fabric of the object.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 (c-5) 단계는, 입력 레이어와, 히든 레이어 및 출력 레이어로 이루어지고, 기존의 적어도 종류별, 두께별, 밀착도별, 색상별, 짜임새별, 주름별, 의류 종류별, 측정 환경별 중 어느 하나 또는 이들의 조합들 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 옷감에 대한 학습용 데이터들이 상기 입력 레이어에 입력되며, 상기 입력 레이어에서 필터링된 수치들의 가중치를 상기 히든 레이어에서 학습 결과에 대한 판별 정확도가 높아지는 방향으로 조정하여 상기 출력 레이어에서 옷감의 종류를 높은 정확도로 분류할 수 있도록 딥러닝된 인공 신경망을 이용할 수 있다.In addition, according to the present invention, the step (c-5) consists of an input layer, a hidden layer, and an output layer, and at least existing clothes by type, thickness, adhesion, color, texture, wrinkle, etc. Learning data about cloth made by selecting one type, measurement environment, or combinations thereof is input to the input layer, and the weight of the values filtered in the input layer is applied to the learning result in the hidden layer. A deep learning artificial neural network can be used to classify the type of fabric with high accuracy in the output layer by adjusting it to increase the discrimination accuracy.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광학적인 특성을 이용하여 옷감의 종류를 분석할 수 있고, 인공 신경망 회로를 이용하여 옷감의 두께, 밀착 정도, 색상, 짜임새, 주름 등의 변수에서도 정확한 결과값을 산출하여 분석의 정확도와 정밀도를 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.According to an embodiment of the present invention as described above, the type of fabric can be analyzed using optical characteristics, and variables such as thickness, degree of adhesion, color, texture, and wrinkles of the fabric can be measured using an artificial neural network circuit. By calculating accurate results, you can achieve the effect of improving the accuracy and precision of analysis. Of course, the scope of the present invention is not limited by this effect.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 장치를 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 옷감 분석 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 1의 옷감 분석 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 1의 옷감 분석 장치의 회로 기판을 나타내는 평면도이다.
도 5는 도 1의 옷감 분석 장치를 개념적으로 나타내는 회로도이다.
도 6은 도 1의 옷감 분석 장치의 옷감 분석 과정을 시간에 따라 나타내는 타임 챠트이다.
도 7은 도 1의 옷감 분석 장치의 수광부들에서 수광된 수광 신호를 나타내는 누적 그래프이다.
도 8은 도 1의 옷감 분석 장치의 제어부에 입력되는 옷감별 광 스펙트럼의 여러 예들을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 1의 옷감 분석 장치에서 분석된 옷감의 여러 예들을 나타내는 사진이다.
도 10은 도 1의 옷감 분석 장치의 제어부의 인공 신경망의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 방법을 나타내는 순서도이다.
도 12는 도 11의 옷감 분석 방법의 (c) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.1 is a perspective view showing a cloth analysis device according to some embodiments of the present invention.
Figure 2 is a plan view showing the cloth analysis device of Figure 1.
Figure 3 is a cross-sectional view showing the cloth analysis device of Figure 1.
Figure 4 is a plan view showing the circuit board of the cloth analysis device of Figure 1.
Figure 5 is a circuit diagram conceptually showing the cloth analysis device of Figure 1.
FIG. 6 is a time chart showing the cloth analysis process of the cloth analysis device of FIG. 1 over time.
FIG. 7 is a cumulative graph showing light-receiving signals received from light-receiving units of the cloth analysis device of FIG. 1.
FIG. 8 is a graph showing several examples of light spectra for each fabric input to the control unit of the fabric analysis device of FIG. 1.
Figure 9 is a photograph showing several examples of cloth analyzed in the cloth analysis device of Figure 1.
FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of an artificial neural network of the control unit of the cloth analysis device of FIG. 1.
Figure 11 is a flowchart showing a cloth analysis method according to some embodiments of the present invention.
Figure 12 is a flowchart showing step (c) of the cloth analysis method of Figure 11 in more detail.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms. The examples below make the disclosure of the present invention complete, and provide those of ordinary skill in the art with the scope of the invention. It is provided to provide complete information. Additionally, for convenience of explanation, the sizes of components may be exaggerated or reduced in the drawings.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 장치(100)를 나타내는 사시도이고, 도 2는 도 1의 옷감 분석 장치(100)를 나타내는 평면도이고, 도 3은 도 1의 옷감 분석 장치(100)를 나타내는 단면도이고, 도 4는 도 1의 옷감 분석 장치(100)의 회로 기판(PCB)을 나타내는 평면도이고, 도 5는 도 1의 옷감 분석 장치(100)를 개념적으로 나타내는 회로도이다.FIG. 1 is a perspective view showing a
먼저, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 장치(100)는, 크게 몸체부(10)와, 발광부(20)와, 수광부(30) 및 제어부(40)를 포함할 수 있다.First, as shown in FIGS. 1 to 5, the
예컨대, 상기 몸체부(10)는, 상기 발광부(20)와 상기 수광부(30)가 설치되고, 이들을 지지할 있는 충분한 강도와 내구성을 갖는 구조체일 수 있다.For example, the
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(10)는, 일측에 옷감이나 의류나 각종 직물류 등의 분석 대상물(1)과 접촉되거나 상기 분석 대상물(1)을 향할 수 있도록 유리창이나 아크릴창 등의 투광창(11)이 형성되고, 내부에 반사광(L2) 또는 투과광이 전달될 수 있는 도파 공간(A)이 형성되며, 상기 도파 공간(A)의 측면에 상기 발광부(20)가 설치될 수 있도록 경사면(C)이 형성되고, 상기 도파 공간(A)의 저면에 복수개의 상기 수광부(30)가 n행 m열의 매트릭스 형태로 배치될 수 있는 일종의 속이 빈 박스 형태의 구조체일 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 3, the
그러나, 이러한 상기 몸체부(10)는 도면에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 예컨대, 반사형인지 아니면 투과형인지에 따라 달라질 수 있고, 상기 발광부(20)의 형태나 종류나 개수 또는 상기 수광부(30)의 형태나 종류나 개수 등에 따라 매우 다양한 형상으로 형성될 수 있다.However, the
또한, 예컨대, 이러한 상기 몸체부(10)는 세탁기는 물론이고, 옷감을 생산, 가공, 취급하거나 옷감을 분석하는 다양한 장소에 설치될 수 있는 것으로서, 세탁기, 직물기, 옷감 분석기 등에 모두 적용될 수 있다. In addition, for example, the
또한, 예컨대, 상기 발광부(20)는, 분석 대상물(1)에 조사광(L1)을 조사하는 각종 발광 소자, 발광 램프, 발광 장치 등이 모두 적용될 수 있다.In addition, for example, the
이러한, 상기 발광부(20)는, 넓은 파장 대역의 상기 조사광(L1)을 조사할 수 있도록 광대역 파장의 빛을 발생시킬 수 있는 LED나 할로겐 램프나 방전관 등의 발광 장치가 적용될 수 있고, 예컨대, 적외선 대역의 광은 물론이고, 가시광이나 자외선 대역의 광도 발생시킬 수 있다.The
또한, 예컨대, 상기 수광부(30)는, 상기 분석 대상물(1)로부터 반사된 반사광(L2) 또는 상기 분석 대상물(1)을 투과한 투과광을 수광하는 복수개의 수광 장치일 수 있다.Also, for example, the
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 수광부(30)는, 램프 단자(LT)가 인쇄된 회로 기판(PCB) 상에 복수개가 n행 m열, 즉 도면에서는 4행 4열로 총 16개가 매트릭스 배치될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 4, the
이러한, 상기 수광부(30)는, 복수개의 수광부(30)들이 서로 다른 파장 대역을 감지하여 전체적으로 광대역의 광 스펙트럼 신호를 획득하기 위한 것으로서, 상기 반사광(L2) 또는 상기 투과광에서 제 1 파장 대역의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있도록 상기 제 1 파장 대역의 광을 수광하는 제 1 수광 소자(31) 및 상기 반사광(L2) 또는 상기 투과광에서 상기 제 1 파장 대역과 다른 제 2 파장 대역의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있도록 상기 제 2 파장 대역의 광을 수광하는 제 2 수광 소자(32)를 포함할 수 있다.The
즉, 예컨대, 상기 수광부(30)는 서로 다른 16개의 파장 대역의 광을 수광하여 상기 반사광(L2)의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있는 것으로서, 상기 수광부(30)의 개수나 배치 형태나 종류 등은 도면에 반드시 국한되지 않고 매우 다양한 형태나 종류의 수광 센서들이 적용될 수 있다. That is, for example, the
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 수광 소자(31)는, 상기 제 1 파장 대역의 광을 통과시키는 밴드 패스 필터(F) 및 상기 제 1 파장 대역의 광을 수광하는 이미지 센서(S) 또는 포토 센서를 포함할 수 있다.More specifically, for example, as shown in FIGS. 3 and 4, the first
여기서, 16개의 상기 수광부(30)를 구성하는 상기 이미지 센서(S) 나 포토 센서는 16개가 모두 동일하고, 상기 밴드 패스 필터(F)들은 서로 다른 파장 대역의 광을 통과시킬 수 있도록 16개의 종류가 모두 다를 수 있다.Here, all 16 image sensors (S) or photo sensors constituting the 16
그러나, 이러한 상기 수광부(30)의 개수나, 종류나 형태 등은 이에 반드시 국한되지 않는 것으로서, 매우 다양한 개수나, 종류나, 형태의 수광부들이 모두 적용될 수 있다.However, the number, type, or shape of the
또한, 예컨대, 근접한 수광부들 사이에서 광간섭에 의한 크로스톡 현상을 방지할 수 있도록 매트릭스 배치된 상기 수광부(30)와 이웃하는 수광부(30) 사이에 분리격벽(T)이 형성되고, 이러한 분리격벽(T)에는 경사면 등이 형성되는 것도 가능하다.In addition, for example, a separation barrier T is formed between the light receiving
한편, 도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는, 상기 수광부(30)에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물(1)의 옷감의 종류를 판별하는 마이크로프로세서, MCU(Micro Controller Unit), 연산 장치, 중앙 처리 장치, 제어 장치, 제어반, 회로 기판, 전자 부품, 연산칩, 집적 회로, 프로그램이 저장된 기억 장치나 저장 장치, 서버 컴퓨터, 개인용 컴퓨터, 단말기, 노트북, 스마트폰, 스마트패드, 태블릿, 스마트 장치 등의 각종 제어 장치일 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 1 to 5, the
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는, 상기 발광부(20)인 램프들과 연결되고, 신호처리회로(ROIC, Read-Out Integrated Circuit)나 멀티플랙서(MUX, multiplexer)를 이용하여 상기 수광부(30)들과 16개의 채널로 연결되는 MCU(Micro Controller Unit)를 포함할 수 있는 것으로서, 기타 UART(범용 비동기화 송수신기, Universal asynchronous receiver/transmitter)나 레귤레이터(regulator)나 파워 등이 연결될 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 5, the
도 6은 도 1의 옷감 분석 장치(100)의 옷감 분석 과정을 시간에 따라 나타내는 타임 챠트이다.FIG. 6 is a time chart showing the fabric analysis process of the
도 6에 도시된 바와 같이, 예컨대, 상기 제어부(40)는, 제 0 스텝에서 예컨대, 600 ms 동안, 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하고, 제 1 스텝에서 예컨대, 150 ms 동안, 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하고, 제 2 스텝에서 예컨대, 700 ms 동안, 발광 ON 모드, 수광 ON 모드를 수행하고, 제 3 스텝에서 예컨대, 450 ms 동안, 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하고, 제 4 스텝에서 예컨대, 600 ms 동안, 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 제 1 사이클을 수행할 수 있다.As shown in FIG. 6, for example, the
도 7은 도 1의 옷감 분석 장치(100)의 수광부(30)들에서 수광된 수광 신호를 나타내는 누적 그래프이다.FIG. 7 is a cumulative graph showing light-receiving signals received from the light-receiving
이어서, 상기 제어부(40)는, 도 6에 도시된 상기 제 0 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 n 회(n 사이클) 반복하면서, 제 1 스텝 내지 제 3 스텝에서 수광된 광 신호들을 도 7의 생상별 누적 그래프와 같이 누적할 수 있다. 따라서, 이러한 누적 과정을 통해서 수광된 광 신호의 특징들을 더욱 두드러지게 드러낼 수 있다.Next, the
도 8은 도 1의 옷감 분석 장치(100)의 제어부(40)에 입력되는 옷감별 광 스펙트럼의 여러 예들을 나타내는 그래프이다.FIG. 8 is a graph showing several examples of light spectra for each fabric input to the
이어서, 상기 제어부(40)는, 도 7에 도시된 누적된 파장별 광 패턴을 도 8에 도시된 바와 같이, 기존의 옷감, 예컨대, 가죽 Wet, 가죽 Dry, 나일론 Wet, 나일론 Dry, 레이온 Wet, 레이온 Dry, 린넨 Wet, 린넨 Dry, 면 Wet, 면 Dry, 비스코스 Wet, 비스코스 Dry, 실크 Wet, 실크 Dry, 아세테이트 Wet, 아세테이트 Dry, 인견 Wet, 인견 Dry, 폴리 Wet, 폴리 Dry, 울 Wet, 울 Dry 등의 기존의 스펙트럼 패턴과 비교하여 상기 분석 대상물(1)의 옷감의 종류를 판별할 수 있다.Next, the
도 9는 도 1의 옷감 분석 장치(100)에서 분석된 옷감의 여러 예들을 나타내는 사진이다.FIG. 9 is a photograph showing several examples of fabric analyzed by the
따라서, 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 장치(100)에 의하면, 면, 나일론, 울, 아세테이트, 린넨, 레이온, 실크, 비스코스, 폴리에스터 등의 옷감을 종류별로 분석하여 판별할 수 있다.Therefore, as shown in FIG. 9, according to the
도 10은 도 1의 옷감 분석 장치(100)의 제어부(40)의 인공 신경망(ANN)(Artificial Neural Network)의 일례를 나타내는 개념도이다.FIG. 10 is a conceptual diagram showing an example of an artificial neural network (ANN) of the
도 10에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(40)는, 입력 레이어(41)와, 히든 레이어(42) 및 출력 레이어(43)로 이루어지고, 기존의 적어도 종류별, 두께별, 밀착도별, 색상별, 짜임새별, 주름별, 의류 종류별, 측정 환경별 중 어느 하나 또는 이들의 조합들 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 옷감에 대한 학습용 데이터들이 상기 입력 레이어(41)에 입력되며, 상기 입력 레이어(41)에서 필터링된 수치들의 가중치(Wi)를 상기 히든 레이어(42)에서 학습 결과에 대한 판별 정확도가 높아지는 방향으로 조정하여 상기 출력 레이어(43)에서 옷감의 종류를 높은 정확도로 분류할 수 있도록 딥러닝된 인공 신경망(ANN)을 이용할 수 있다.As shown in FIG. 10, the
따라서, 다양한 옷감에 대한 학습용 데이터들을 학습시킨 인공 신경망(ANN)을 이용하여 상기 출력 레이어(43)에서 적어도 면, 나일론, 울, 아세테이트, 린넨, 레이온, 실크, 비스코스, 폴리에스터, 가죽, 인견 중 어느 하나 또는 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는 옷감의 종류에 대한 판별 데이터를 출력할 수 있다.Therefore, at least cotton, nylon, wool, acetate, linen, rayon, silk, viscose, polyester, leather, and rayon are selected from the
예컨대, 상기 인공 신경망(ANN)은 C 라이브러리의 일종인 GENANN을 이용하는 경우, 1) Input: 16, 2) Layer:1, 3) Hidden: 45, 4) Output: 9의 조건으로 최종 산출 시간을 20초 이내로 줄이고, 높은 정확도로 판별할 수 있음을 확인할 수 있었다.For example, when the artificial neural network (ANN) uses GENANN, a type of C library, the final calculation time is 20 under the conditions of 1) Input: 16, 2) Layer: 1, 3) Hidden: 45, 4) Output: 9. It was confirmed that it could be reduced to less than a second and determined with high accuracy.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 방법을 나타내는 순서도이다.Figure 11 is a flowchart showing a cloth analysis method according to some embodiments of the present invention.
도 1 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일부 실시예들에 따른 옷감 분석 방법은, (a) 분석 대상물(1)에 조사광(L1)을 조사하는 단계와, (b) 상기 분석 대상물(1)로부터 반사된 반사광(L2) 또는 상기 분석 대상물(1)을 투과한 투과광을 수광하는 단계 및 (c) 상기 수광부(30)에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물(1)의 옷감의 종류를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.As shown in Figures 1 to 11, the cloth analysis method according to some embodiments of the present invention includes the steps of (a) irradiating irradiation light (L1) to an analysis object (1), (b) the analysis Receiving reflected light (L2) reflected from the object (1) or transmitted light that has passed through the object (1), and (c) analyzing the object (1) according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light receiving unit (30). It may include the step of determining the type of fabric.
도 12는 도 11의 옷감 분석 방법의 (c) 단계를 보다 상세하게 나타내는 순서도이다.Figure 12 is a flowchart showing step (c) of the cloth analysis method of Figure 11 in more detail.
더욱 구체적으로 예를 들면, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 (c) 단계는, (c-0) 제 0 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 단계와, (c-1) 제 1 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계와, (c-2) 제 2 스텝에서 발광 ON 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계와, (c-3) 제 3 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계와, (c-4) 제 4 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 단계 및 (c-5) 상기 제 0 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 n 회(n 사이클) 반복하면서, 수광된 광 신호들을 누적하고, 누적된 파장별 광 패턴을 기존의 옷감 스펙트럼 패턴과 비교하여 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 단계를 포함할 수 있다.More specifically, as shown in FIG. 12, step (c) includes performing the light emission OFF mode and the light reception OFF mode in the 0th step (c-0), and (c-1) the 0th step. (c-2) performing the light emitting OFF mode and the light receiving ON mode in the first step, (c-2) performing the light emitting ON mode and the light receiving ON mode in the second step, and (c-3) performing the light emitting OFF mode in the third step. , performing the light receiving ON mode, (c-4) performing the light emitting OFF mode and the light receiving OFF mode in the fourth step, and (c-5) performing the 0th step to the 4th step n times (n Cycle) may include repeating, accumulating the received optical signals, and comparing the accumulated optical pattern for each wavelength with the existing cloth spectrum pattern to determine the type of cloth of the analysis object.
여기서, 상기 (c-5) 단계는, 입력 레이어(41)와, 히든 레이어(42) 및 출력 레이어(43)로 이루어지고, 기존의 적어도 종류별, 두께별, 밀착도별, 색상별, 짜임새별, 주름별, 의류 종류별, 측정 환경별 중 어느 하나 또는 이들의 조합들 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 옷감에 대한 학습용 데이터들이 상기 입력 레이어(41)에 입력되며, 상기 입력 레이어(41)에서 필터링된 수치들의 가중치(Wi)를 상기 히든 레이어(42)에서 학습 결과에 대한 판별 정확도가 높아지는 방향으로 조정하여 상기 출력 레이어(43)에서 옷감의 종류를 높은 정확도로 분류할 수 있도록 딥러닝된 인공 신경망(ANN)을 이용할 수 있다.Here, the step (c-5) consists of an
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to an embodiment shown in the drawings, but this is merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
1: 분석 대상물
L1: 조사광
L2: 반사광
10: 몸체부
11: 투광창
A: 도파 공간
C: 경사면
20: 발광부
30: 수광부
31: 제 1 수광 소자
F: 밴드 패스 필터
S: 이미지 센서
32: 제 2 수광 소자
PCB: 회로 기판
LT: 램프 단자
40: 제어부
41: 입력 레이어
42: 히든 레이어
43: 출력 레이어
Wi: 가중치
ANN: 인공 신경망
T: 분리격벽
100: 옷감 분석 장치1: Analytical object
L1: irradiation light
L2: reflected light
10: body part
11: transparent window
A: waveguide space
C: slope
20: light emitting unit
30: light receiving unit
31: first light receiving element
F: Band pass filter
S: image sensor
32: second light receiving element
PCB: circuit board
LT: Lamp terminal
40: control unit
41: Input layer
42: Hidden layer
43: output layer
Wi: weight
ANN: Artificial Neural Network
T: Separating bulkhead
100: Cloth analysis device
Claims (12)
상기 분석 대상물로부터 반사된 반사광 또는 상기 분석 대상물을 투과한 투과광을 수광하는 수광부; 및
상기 수광부에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 제어부; 를 포함하고,
상기 제어부는,
제 0 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하고,
제 1 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하고,
제 2 스텝에서 발광 ON 모드, 수광 ON 모드를 수행하고,
제 3 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하고,
제 4 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하고,
상기 제 0 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 n 회(n 사이클) 반복하면서, 수광된 광 신호들을 누적하고, 누적된 파장별 광 패턴을 기존의 옷감 스펙트럼 패턴과 비교하여 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하고,
입력 레이어와, 히든 레이어 및 출력 레이어로 이루어지고, 기존의 적어도 종류별, 두께별, 밀착도별, 색상별, 짜임새별, 주름별, 의류 종류별, 측정 환경별 중 어느 하나 또는 이들의 조합들 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 옷감에 대한 학습용 데이터들이 상기 입력 레이어에 입력되며, 상기 입력 레이어에서 필터링된 수치들의 가중치를 상기 히든 레이어에서 학습 결과에 대한 판별 정확도가 높아지는 방향으로 조정하여 상기 출력 레이어에서 옷감의 종류를 높은 정확도로 분류할 수 있도록 딥러닝된 인공 신경망을 이용하는, 옷감 분석 장치.A light emitting unit that irradiates irradiation light to the analysis object;
a light receiving unit that receives reflected light reflected from the analysis object or transmitted light passing through the analysis object; and
a control unit that determines the type of fabric of the object to be analyzed according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light-receiving unit; Including,
The control unit,
In step 0, light emitting OFF mode and light receiving OFF mode are performed,
In the first step, light emission OFF mode and light reception ON mode are performed,
In the second step, light emitting ON mode and light receiving ON mode are performed,
In the third step, light emission OFF mode and light reception ON mode are performed,
In the fourth step, light emitting OFF mode and light receiving OFF mode are performed,
While repeating the 0th step to the 4th step n times (n cycles), the received optical signals are accumulated, and the accumulated optical pattern for each wavelength is compared with the existing cloth spectrum pattern to determine the type of cloth of the object to be analyzed. Distinguish,
It consists of an input layer, a hidden layer, and an output layer, and is comprised of at least one of the existing types, thicknesses, adhesion levels, colors, textures, wrinkles, clothing types, and measurement environments, or combinations thereof. Learning data about cloth made by selecting is input to the input layer, and the weight of the filtered values in the input layer is adjusted in the direction of increasing the discrimination accuracy of the learning result in the hidden layer to determine the type of cloth in the output layer. A cloth analysis device that uses a deep learning artificial neural network to classify with high accuracy.
상기 수광부는,
상기 반사광 또는 상기 투과광에서 제 1 파장 대역의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있도록 상기 제 1 파장 대역의 광을 수광하는 제 1 수광 소자; 및
상기 반사광 또는 상기 투과광에서 상기 제 1 파장 대역과 다른 제 2 파장 대역의 흡광 스펙트럼을 분석할 수 있도록 상기 제 2 파장 대역의 광을 수광하는 제 2 수광 소자;
를 포함하는, 옷감 분석 장치.According to claim 1,
The light receiving unit,
a first light receiving element that receives light in the first wavelength band so as to analyze an absorption spectrum of the first wavelength band from the reflected light or the transmitted light; and
a second light receiving element that receives light in the second wavelength band so as to analyze an absorption spectrum of the second wavelength band different from the first wavelength band in the reflected light or the transmitted light;
Including, a cloth analysis device.
상기 제 1 수광 소자는,
상기 제 1 파장 대역의 광을 통과시키는 밴드 패스 필터; 및
상기 제 1 파장 대역의 광을 수광하는 이미지 센서;
를 포함하는, 옷감 분석 장치.According to claim 2,
The first light receiving element is,
a band pass filter that passes light in the first wavelength band; and
an image sensor that receives light in the first wavelength band;
Including, a cloth analysis device.
상기 출력 레이어에서 출력되는 옷감의 종류는, 적어도 면, 나일론, 울, 아세테이트, 린넨, 레이온, 실크, 비스코스, 폴리에스터, 가죽, 인견 중 어느 하나 또는 이들의 조합 중 어느 하나를 포함하는, 옷감 분석 장치.According to claim 1,
The type of cloth output from the output layer includes at least one of cotton, nylon, wool, acetate, linen, rayon, silk, viscose, polyester, leather, and rayon, or a combination thereof. Cloth analysis Device.
상기 분석 대상물로부터 반사된 반사광 또는 상기 분석 대상물을 투과한 투과광을 수광하는 수광부;
상기 수광부에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 제어부; 및
일측에 상기 분석 대상물과 접촉되거나 상기 분석 대상물을 향할 수 있도록 투광창이 형성되고, 내부에 상기 반사광 또는 상기 투과광이 전달될 수 있는 도파 공간이 형성되며, 상기 도파 공간의 측면에 상기 발광부가 설치될 수 있도록 경사면이 형성되고, 상기 도파 공간의 저면에 복수개의 상기 수광부가 매트릭스 배치되는 몸체부; 를 포함하고,
크로스톡을 방지할 수 있도록 매트릭스 배치된 상기 수광부와 이웃하는 수광부 사이에 분리격벽이 형성되는, 옷감 분석 장치.A light emitting unit that irradiates irradiation light to the analysis object;
a light receiving unit that receives reflected light reflected from the analysis object or transmitted light passing through the analysis object;
a control unit that determines the type of fabric of the object to be analyzed according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light-receiving unit; and
A light-transmitting window is formed on one side so as to be in contact with or directed toward the object of analysis, and a waveguide space through which the reflected or transmitted light can be transmitted is formed inside, and the light emitting unit may be installed on a side of the waveguide space. a body portion having an inclined surface formed so as to have a plurality of light receiving portions arranged in a matrix on the bottom of the wave guide space; Including,
A cloth analysis device in which a separation barrier is formed between the light receiving unit arranged in a matrix and neighboring light receiving units to prevent crosstalk.
(b) 상기 분석 대상물로부터 반사된 반사광 또는 상기 분석 대상물을 투과한 투과광을 수광하는 단계; 및
(c) 수광부에서 발생되는 수광 신호의 특성에 따라 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 단계; 를 포함하고,
상기 (c) 단계는,
(c-0) 제 0 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 단계;
(c-1) 제 1 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계;
(c-2) 제 2 스텝에서 발광 ON 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계;
(c-3) 제 3 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 ON 모드를 수행하는 단계;
(c-4) 제 4 스텝에서 발광 OFF 모드, 수광 OFF 모드를 수행하는 단계; 및
(c-5) 상기 제 0 스텝 내지 상기 제 4 스텝을 n 회(n 사이클) 반복하면서, 수광된 광 신호들을 누적하고, 누적된 파장별 광 패턴을 기존의 옷감 스펙트럼 패턴과 비교하여 상기 분석 대상물의 옷감의 종류를 판별하는 단계; 를 포함하고,
상기 (c-5) 단계는,
입력 레이어와, 히든 레이어 및 출력 레이어로 이루어지고, 기존의 적어도 종류별, 두께별, 밀착도별, 색상별, 짜임새별, 주름별, 의류 종류별, 측정 환경별 중 어느 하나 또는 이들의 조합들 중 어느 하나를 선택하여 이루어지는 옷감에 대한 학습용 데이터들이 상기 입력 레이어에 입력되며, 상기 입력 레이어에서 필터링된 수치들의 가중치를 상기 히든 레이어에서 학습 결과에 대한 판별 정확도가 높아지는 방향으로 조정하여 상기 출력 레이어에서 옷감의 종류를 높은 정확도로 분류할 수 있도록 딥러닝된 인공 신경망을 이용하는, 옷감 분석 방법.(a) irradiating light to the analysis object;
(b) receiving reflected light reflected from the analysis object or transmitted light passing through the analysis object; and
(c) determining the type of fabric of the object to be analyzed according to the characteristics of the light-receiving signal generated from the light-receiving unit; Including,
In step (c),
(c-0) performing light emitting OFF mode and light receiving OFF mode in step 0;
(c-1) performing light emitting OFF mode and light receiving ON mode in the first step;
(c-2) performing light emitting ON mode and light receiving ON mode in the second step;
(c-3) performing light emitting OFF mode and light receiving ON mode in the third step;
(c-4) performing light emitting OFF mode and light receiving OFF mode in the fourth step; and
(c-5) While repeating the 0th step to the 4th step n times (n cycles), the received optical signals are accumulated, and the accumulated optical pattern for each wavelength is compared with the existing cloth spectrum pattern to determine the analysis object. Determining the type of fabric; Including,
In step (c-5),
It consists of an input layer, a hidden layer, and an output layer, and is comprised of at least one of the existing types, thicknesses, adhesion levels, colors, textures, wrinkles, clothing types, and measurement environments, or combinations thereof. Learning data about cloth made by selecting is input to the input layer, and the weight of the filtered values in the input layer is adjusted in the direction of increasing the discrimination accuracy of the learning result in the hidden layer to determine the type of cloth in the output layer. A cloth analysis method that uses a deep learning artificial neural network to classify with high accuracy.
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