KR20170042076A - 사용자 기기로부터 획득된 영상 데이터로부터 미세 먼지를 측정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사용자 기기로부터 획득된 영상 데이터로부터 미세 먼지를 측정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 관한 것으로, 상기 장치는, 영상 이미지를 촬영가능한 카메라 렌즈 모듈; 상기 카메라 렌즈 모듈에서 외향하는 지점에 탈부착가능한 부가 렌즈 모듈; 상기 부가 렌즈 모듈에 부착되는 미세먼지 수집 필름; 및 상기 카메라 렌즈 모듈로부터 획득된 영상 이미지에 대하여 데이터 프로세싱을 통해, 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출가능한 제어 모듈을 포함한다.
Description
본 발명은 사용자 기기로부터 획득된 영상 데이터로부터 미세 먼지를 측정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체에 관한 것이다.
미세먼지(particulate matter)라 함은 지름 10㎛ 이하의 먼지를 지칭하는 것으로, 환경과 관련된 법령에서는 흔히 PM10으로 지칭되며, 연간 일 평균치로 50㎛/㎥ 이하, 24시간을 기준으로 한 평균치로 100 ㎛/㎥ 이하인 것을 대기환경기준으로 삼고 있다(환경정책기본법 시행령, 2015년 1월 1일 시행).
이러한 미세먼지는 사람의 호흡기, 특히 폐포까지 침투하여 기관지 및 폐에 농축되면 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 될 뿐만 아니라, 신체의 면역 기능을 약화시키게 된다. 또한 미세먼지는 대기 중에 부유하면서 빛을 흡수, 산란시키기 때문에 시야를 악화시키고 식물의 잎 표면에 쌓임으로써 광합성 동화작용, 호흡작용 등을 저해하여 식물의 생장에도 악영향을 끼친다. 나아가, 미세먼지는 연소작용에 의하여 황산염, 질산염, 암모니아 등의 이온 성분을 비롯하여 금속화합물, 탄소화합물 등 유해물질까지 포함하는 것으로 알려져있다.
과거에 비하여, 사회적으로 환경에 대한 중요성을 인식하고, 보건 및 위생의 중요성 또한 강조됨에 따라 미세먼지농도에 대해서도 인터넷 상에 측정 현황을 공개하고 이에 대한 경보나 주의보도 별도로 발표하고 있다.
이러한 미세먼지(PM10)는, 통상 베타선 흡수법(β-Ray Absorption Method)에 의해 측정하는 것으로 알려져 있는데, 이는 대기 중에 부유하고 있는 미세먼지(PM10)의 입자상 물질을 소정의 시간 동안 여과지 위에 포집하여 베타선(β-Ray)을 투과시켜 입자상 물질의 중량 농도를 연속적으로 측정하는 방법이다. 그러나 이러한 베타선 흡수법에 의해 일정한 시간마다 그 측정값을 인터넷을 통해 일일히 열람하기보다 환경과 개인 위생에 관심이 많은 사용자가 자신의 스마트폰 등 사용자 기기를 이용하여 미세 먼지 농도를 신뢰성있게 측정하고 이에 대비할 수 있다면, 정보를 일일히 확인하지 않고도 위생에 더욱 적극적으로 신경쓸 수 있을 것이다.
관련 선행기술문헌 중 하나로서, 특허문헌 1(한국특허공개공보 제10-2015-0070692호)에 의하면, 스마트폰과 연결되는 미세먼지 센서 장치를 통해 미세먼지를 측정하고, 측정된 수치를 스마트폰의 어플리케이션을 통해 계산하고 데이터화하여 스마트폰에 표출하며, 이렇게 표출된 데이터를 저장하는 구성을 포함하여, 스마트폰과 결합된 미세먼지 센서 장치를 이용한 미세먼지 농도 측정 방법을 개시하고 있다.
그러나 이러한 특허문헌에 의할지라도 스마트폰과 연결된 미세먼지 측정 장치를 통하여 미세 먼지 농도의 양을 구체적으로 어떻게 측정하는지에 관하여 구체화하지 못하고 있으며, 측정 장치와 스마트폰의 상호 접속에 의하여 데이터베이스를 구축하는 특징을 중점적으로 기술하고 있을 뿐이다.
이러한 종래 기술의 한계점을 인식한 본 발명자는, 스마트폰을 비롯한 휴대성을 가진 사용자 기기에서 촬영된 이미지에 기반하여 이미지 프로세싱에 따라 미세 먼지를 측정하기 위한 방안을 제안하기에 이르렀다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하여, 스마트폰 등의 사용자 기기로부터 획득된 영상 데이터로부터 미세 먼지를 측정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 제공하기 위한 목적이다.
본 발명의 제1 양상에 따라, 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치가 개시된다. 상기 장치는, 영상 이미지를 촬영가능한 카메라 렌즈 모듈; 상기 카메라 렌즈 모듈에서 외향하는 지점에 탈부착가능한 부가 렌즈 모듈; 상기 부가 렌즈 모듈에 부착되는 미세먼지 수집 필름; 및 상기 카메라 렌즈 모듈로부터 획득된 영상 이미지에 대하여 데이터 프로세싱을 통해, 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출가능한 제어 모듈을 포함한다.
상기 제어 모듈은, 상기 획득된 영상 이미지 상에서 노이즈 필터를 적용함으로써 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하고, 상기 2진 영상 데이터로부터 미세먼지에 해당하는 부분을 식별하며, 상기 식별된 부분에 기반하여 미세먼지의 양을 계산함으로써 상기 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출하는 것을 특징으로 한다.
추가로, 상기 미세먼지 수집 필름은 합성수지재를 기반으로 하는 소재인 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치는, 상기 사용자 기기 장치의 위치 정보를 식별가능한 위치 정보 식별 모듈, 및/또는 상기 제어 모듈에서 산출된 단위 면적당 미세먼지의 농도를 출력가능한 디스플레이 모듈을 더 포함할 수 있다.
이러한 사용자 기기 장치는, 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 중 어느 하나일 수 있다.
본 발명에 따른 제2 양상으로, 미세 먼지를 측정하기 위한 방법이 개시된다. 상기 방법은, 카메라 렌즈 모듈 및 탈부착가능한 부가 렌즈 모듈을 통해 영상 이미지를 획득하는 단계; 상기 영상 이미지로부터 디지털 데이터 상의 노이즈를 제거하는 단계; 상기 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하는 단계; 상기 2진 영상 데이터로부터 미세먼지에 해당하는 부분을 식별하는 단계; 및 상기 식별된 부분에 기반하여 단위면적당 미세먼지의 양을 계산하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 미세 먼지를 측정하기 위한 방법은, 상기 식별하는 단계 이후에, Morphological filter를 적용함으로써 소정의 크기와 형태에 따른 미세먼지만을 분리하는 단계; 및 상기 분리된 미세먼지의 수를 카운팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
추가적인 양상으로, 상기 노이즈를 적용하는 단계는, Average Filter, Median Filter 및 Gaussian Filter 중 하나에 따른 노이즈 필터를 적용하는 것을 특징으로 할 수 있으며, 상기 2진 영상 데이터를 생성하는 단계는, 상기 영상 이미지와 상기 노이즈가 제거된 이미지에 대해 히스토그램을 비교함으로써 명확한 임계값을 산출함으로써 생성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
나아가, 상기 미세 먼지를 측정하기 위한 방법은, 상기 계산된 단위면적당 미세먼지의 양을, 위치 정보와 저장하는 단계; 및 상기 저장된 단위면적당 미세먼지의 양 및 위치 정보를 디스플레이 모듈에 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 제3 양상으로, 미세 먼지를 측정하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체가 개시된다. 상기 컴퓨터 프로그램은, 카메라 렌즈 모듈 및 탈부착가능한 부가 렌즈 모듈을 통해 영상 이미지를 획득하기 위한 코드; 상기 영상 이미지로부터 디지털 데이터 상의 노이즈를 제거하기 위한 코드; 상기 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하기 위한 코드; 상기 2진 영상 데이터로부터 미세먼지에 해당하는 부분을 식별하기 위한 코드; 및 상기 식별된 부분에 기반하여 단위면적당 미세먼지의 양을 계산하기 위한 코드를 포함한다.
본 발명에 의하면, 스마트폰과 같은 사용자 기기에 구비된 카메라 렌즈 모듈 및 이에 부가적으로 탈부착이 가능한 부가 렌즈 모듈만으로 수 ㎛ 수준의 분해능을 갖는 확대영상을 촬영할 수 있기 때문에, 촬영된 이미지에 대한 프로세싱 과정으로 미세 먼지 농도를 사용자가 쉽게 파악할 수 있다는 효과가 인정된다.
또한, 본 발명에 의하면, 스마트폰에 대하여 추가적인 구성요소를 구비함으로써, 측정된 미세 먼지 농도를 스마트폰 고유의 기능과 결합하여 다양하게 활용될 수 있다는 효과가 인정된다.
본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 발명으로 인한 효과가 비단 전술된 사항에 국한되지 않고 폭넓게 인정됨을 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 제1 양상에 따른 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치의 예시적인 구성을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 예시적인 양상에 의한, 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치의 기능적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 양상인 사용자 기기 장치 중 카메라 렌즈 모듈 및 이에 탈부착 가능한 부가 렌즈 모듈에 의하여 획득가능한 이미지의 분해능에 관하여 설명하기 위한 내부 절단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 양상에 따른 미세 먼지를 측정하기 위한 방법의 순서도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 양상 및 제3 양상에 의하여, 구현될 수 있는 미세 먼지를 측정하기 위한 응용 프로그램의 예시적인 구성도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 양상에 의한, 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치의 기능적 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 양상인 사용자 기기 장치 중 카메라 렌즈 모듈 및 이에 탈부착 가능한 부가 렌즈 모듈에 의하여 획득가능한 이미지의 분해능에 관하여 설명하기 위한 내부 절단면도이다.
도 4는 본 발명의 제2 양상에 따른 미세 먼지를 측정하기 위한 방법의 순서도를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제2 양상 및 제3 양상에 의하여, 구현될 수 있는 미세 먼지를 측정하기 위한 응용 프로그램의 예시적인 구성도를 도시한다.
본 발명의 특징과 이를 달성하기 위한 방법은, 첨부된 도면과 함께 상세히 후술될 실시예를 참고로 명확하게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되지 아니하고 다양한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시예는 본 발명에 대한 이해를 돕고 완전한 개시의 목적으로 기술되어, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 전달하기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의된다.
본 명세서에서 단수인 것으로 명확히 특정되지 아니한다면, 복수의 기재 형태까지도 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서에서 용어 '예시적인'은 '예, 보기, 또는 예시로서 기능하는' 것을 의미하도록 사용될 뿐, '예시적인' 것으로서 본 명세서에서 기재된 임의의 실시예 또는 양상이 반드시 다른 실시예 또는 양상에 비하여 바람직하거나 유리한 것으로 해석되어서는 아니된다. 본 명세서에서 '포함하다' 또는 '구성되다'라는 용어는 해당 특징, 속성, 구성, 컴포넌트가 존재하는 것을 의미하나, 이들 특징, 속성, 구성, 컴포넌트만을 포함하는 것이 아니라 하나 이상의 다른 특징, 속성, 구성, 컴포넌트 및 이들의 조합의 존재가능성이나 추가될 수 있는 여지를 배제하지 않는 것으로 이해되어야만 한다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 다양한 실시예에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 양상에 따른 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치의 예시적인 구성을 나타내고, 도 2는 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치의 기능적 구성도이다. 도 1에 도시된 바에 의하면, 사용자 기기 장치가 스마트폰의 형상으로 도시되었을지라도, 카메라 렌즈 모듈, 상기 카메라 렌즈 모듈에서 획득된 영상 이미지를 센서에 의해 판독하여 이미지 프로세싱이 가능한 제어 모듈을 포함한다면, 스마트폰뿐 아니라 태블릿 PC, 스마트워치 등 다양한 정보통신기기가 이에 해당할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 양상에 의한 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치(10)는, 영상 이미지를 촬영가능한 카메라 렌즈 모듈(11), 상기 카메라 렌즈 모듈(11)로부터 외향하는 지점에 탈부착이 가능한 부가 렌즈 모듈(12)을 포함한다.
본 특허출원 명세서에서 카메라 렌즈 모듈(11)이라 함은, 카메라용 반도체, 렌즈 및 액추에이터를 통합한 것을 지칭한다. 카메라용 반도체는 화상 신호를 감지하기 위한 센서형 반도체인 CMOS 이미지 센서와 상기 이미지 센서에서 전달된 영상 신호를 처리하기 위한 ISP로 구성되며, 렌즈는 영상의 초점을 잡아주고, 액추에이터는 렌즈의 위치를 조절하게 된다. 이러한 카메라 렌즈 모듈(11)이 사용자 기기 장치 자체적인 기능으로 인하여, 외부 이미지를 디지털 이미지로 촬영할 수 있지만, 그 해상도를 보완하기 위하여 카메라 렌즈 모듈(11)로부터 외향하는 지점에 부가 렌즈 모듈(12)이 부착될 수 있다.
이러한 카메라 렌즈 모듈(11)과 부가 렌즈 모듈(12)에 의하여, 수 ㎛ 수준의 분해능을 갖는 확대영상을 촬영할 수 있도록 한다.
한편, 상기 부가 렌즈 모듈(12)의 전면부, 즉 카메라 렌즈 모듈(11)로부터 부가 렌즈 모듈(12)을 향하는 방향에, 미세먼지 수집 필름(13)이 부착된다. 상기 미세먼지 수집 필름(13)은 합성 고분자 물질 중 열가소성 수지와 열경화성 수지로 구분되는 합성수지재일 수 있는데, 바람직하게는 검은색의 플라스틱 소재의 박막으로, 정전기 현상에 의해 미세 먼지를 수집가능한 부재일 수 있다.
이렇게 상기 카메라 렌즈 모듈로부터 획득된 영상 이미지에 대하여 데이터 프로세싱을 통해, 제어 모듈(14)은 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출하게 되는데, 먼저, 획득된 영상 이미지 상에서 노이즈 필터를 적용함으로써 노이즈를 제거하고, 다음으로, 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하며, 2진 영상 데이터로부터 미세먼지에 해당하는 부분을 식별하고, 상기 식별된 부분에 기반하여 미세먼지의 양을 계산함으로써 상기 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출하게 된다.
또한, 상기 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치(10)는, 사용자 기기 장치의 위치 정보를 식별가능한 위치 정보 식별 모듈(15)을 더 포함할 수 있는데, 이러한 위치 정보 식별 모듈(15)은 GPS(Global Positioning System), GLONASS, Galileo 시스템, 베이더우(BeiDou) 시스템 등일 수 있는데, 바람직하게는 GPS일 수 있다. 사용자 기기 장치(10)가 위치 정보 식별 모듈(15)을 포함하기 때문에 단위 면적당 미세먼지 농도를 산출한 후, 사용자 기기에 대한 위치 정보와 함께 부가적으로 활용될 수 있고, 이러한 기능으로부터 기인하여 많은 수의 사용자 기기 장치로부터 누적, 축적된 미세먼지 농도 정보를 빅데이터의 일환으로 활용될 수 있다.
추가로, 상기 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치(10)는, 제어 모듈에서 산출된 단위 면적당 미세먼지의 농도를 출력가능한 디스플레이 모듈(16)을 더 포함할 수 있고, 이러한 디스플레이 모듈(16)은 전기적 디지털 신호로 입력되는 신호를 입체적으로 시각 정보로 출력가능한 수단으로, LED, OLED, CNT 기반의 디스플레이일 수 있다.
한편, 도 3은 본 발명의 일 양상인 사용자 기기 장치 중 카메라 렌즈 모듈 및 이에 탈부착 가능한 부가 렌즈 모듈에 의하여 획득가능한 이미지의 분해능에 관하여 설명하기 위한 내부 절단면도를 나타내는데, ⓐ로부터 부가 렌즈 모듈(12)를 거치고, 카메라 렌즈 모듈(11)을 거쳐서, ⓑ를 향하여(예컨대, 제어 모듈; 14), 외부로부터 이미지가 획득되어 미세 먼지 농도를 측정하기 위하여 이미지 데이터가 전달되는 과정을 도식화한 것으로 이해될 수 있다.
이처럼, 도 1 내지 도 3에 걸쳐 설명된 바에 의하면, 본 발명의 일 예시적인 양상에 따른 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치에 의하면, 촬영된 이미지에 대한 프로세싱 과정으로 미세 먼지 농도를 사용자가 쉽게 파악할 수 있고, 측정된 미세 먼지 농도를 사용자 기기 장치의 추가적인 기능과 결합되어 다양하게 활용될 수 있다는 효과가 도출될 것이다.
도 4는 본 발명의 제2 양상에 따른 미세 먼지를 측정하기 위한 방법의 순서도를 도시한다. 먼저, 카메라 렌즈 모듈 및 탈부착가능한 부가 렌즈를 통하여 영상 이미지를 획득한다(S10 단계). 탈부착가능한 부가 렌즈로부터 외부를 향하는 지점에는 미세 먼지 수집 필름이 결합되거나 부착된 상태이기 때문에, S10 단계에서 획득된 영상 이미지에는 미세 먼지가 수집된 상태의 영상 데이터로 이해될 수 있다.
다음으로 S20 단계에서, 상기 영상 이미지로부터 노이즈를 제거하는데, 이는 제어 모듈 중 노이즈 필터부에 의해 수행될 수 있다. 이러한 노이즈 제거과정은 평균값 필터(Average/mean filter), 중간값/중앙값 필터(median filter), 가우시안 필터(Gaussian filter) 및 이들의 조합이 적용될 수 있다.
평균값 필터는 해당 영상 데이터 전체에 대한 픽셀 값을 평균하고 이에 대해 전반적인 노이즈를 제거하게 되며, 중간값/중앙값 필터는 영상데이터 주변에 대해 계산된 중간값에 기반하여 저주파 통과 또는 평탄화 과정을 거쳐 노이즈를 제거한다. 또 가우시안 필터에 의할 경우, 임펄스 응답이 가우스의 오차함수는 갖는 필터에 의하여 노이즈를 제거하게 된다.
다음으로, 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하게 되는데(S30 단계), 이는 제어 모듈 중 2진 영상 데이터 생성부에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, CLAHE(Contrast-limited adaptive histogram equlization)와 같이, 전체 이미지의 히스토그램을 비교하여 이미지의 대조비를 조절하는데, 이는 노이즈가 제거된 이미지에서 임계값(threshold)을 구하여 미세 먼지를 구별할 수 있도록 한다.
이러한 과정에 의하여 생성된 2진 영상 데이터는 미세먼지를 구별하는 임계값에 의해 구분되었기 때문에, 미세먼지에 해당하는 부분을 식별할 수 있다(S40 단계). 제어 모듈 중, 예컨대, 미세먼지 식별부에 의하여 해당 부분이 식별되면, 식별된 부분에 대하여 소정의 크기와 형태에 따른 미세 먼지만을 분리할 수 있는데(S50 단계), 이러한 미세 먼지만을 분리하는 과정은 형체 기반 필터(morphological filter)를 이용하여 입자의 크기를 수 ㎛, 입자의 형상을 구분할 수 있게 된다.
그리고 상기 식별된 부분에 기반하여, 미세먼지(PM10)의 양을 구하고 이를 단위 면적(예컨대, 1㎥)당 미세먼지 농도를 계산하게 되고(S60 단계), 이는 제어 모듈 중 미세먼지 농도 계산부에 의해 수행될 수 있다.
또한, 도 4의 과정으로 도시되지 아니하였지만, 계산된 단위면적당 미세먼지의 양을, 위치 정보와 저장하고, 저장된 단위면적당 미세먼지의 양 및 위치 정보를 디스플레이 모듈에 출력할 수 있는데, 이러한 출력 양상은 하나의 사용자 기기 장치뿐만 아니라, 본 발명에 따른 미세 먼지 측정 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램의 형식인 애플리케이션, 응용 프로그램에 의하여, 측정된 미세먼지 농도에 관한 정보가 합산되어 실시간으로 연동되어 제공될 수 있다.
즉, 상술된 도 4에 따른 미세 먼지를 측정하기 위한 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.
이와 같이 컴퓨터 프로그램에 의하여 구현될 수 있는 실시예를 설명하기 위하여, 사용자 기기 장치에 인스톨된 응용 프로그램이나 애플리케이션을 통해 확인할 수 있는 예시적인 양상을 도시하고 있는 도 5a 및 도 5b를 참조한다. 도 5a와 같이 해당 사용자 기기 장치에서 측정된 미세 먼지 농도에 대해 해당 이미지가 촬영된 위치 기반의 지역이 실외 활동하기에 적합한지 여부를 환경 기준과 연동되어 제공될 수 있다. 도 5a에서는 미세먼지 지수가 25㎛/㎥이며, 실외 활동에 적합한 것으로 측정 결과가 디스플레이됨을 확인할 수 있다.
나아가, 도 5b와 같이, 응용프로그램이나 애플리케이션을 통하여, 많은 수의, 즉 서로 다른 지역에 위치한 사용자 기기 단말로부터 측정된 미세 먼지 농도에 관한 정보가 집계되어, 이를 전체 지역별로 일정한 시간 단위마다 통계정보로 가공하고, 이를 기준으로 환경 기준과 연동되어 실외 활동에 적합한지 여부를, 시각적인 정보로 제공할 수 있는 것이다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. 지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범주는 설명된 실시예에 국한되지 아니하며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
10: 사용자 기기 장치
11: 카메라 렌즈 모듈
12: 부가 렌즈 모듈
13: 미세먼지 수집 필름
14: 제어 모듈
15: 위치 정보 식별 모듈
16: 디스플레이 모듈
11: 카메라 렌즈 모듈
12: 부가 렌즈 모듈
13: 미세먼지 수집 필름
14: 제어 모듈
15: 위치 정보 식별 모듈
16: 디스플레이 모듈
Claims (13)
- 영상 이미지를 촬영가능한 카메라 렌즈 모듈;
상기 카메라 렌즈 모듈에서 외향하는 지점에 탈부착가능한 부가 렌즈 모듈;
상기 부가 렌즈 모듈에 부착되는 미세먼지 수집 필름; 및
상기 카메라 렌즈 모듈로부터 획득된 영상 이미지에 대하여 데이터 프로세싱을 통해, 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출가능한 제어 모듈
을 포함하는, 미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제어 모듈은, 상기 획득된 영상 이미지 상에서 노이즈 필터를 적용함으로써 노이즈를 제거하고, 상기 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하고, 상기 2진 영상 데이터로부터 미세먼지에 해당하는 부분을 식별하며, 상기 식별된 부분에 기반하여 미세먼지의 양을 계산함으로써 상기 단위 면적당 미세먼지의 농도를 산출하는 것을 특징으로 하는,
미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 미세먼지 수집 필름은 합성수지재를 기반으로 하는 소재인 것을 특징으로 하는,
미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 사용자 기기 장치의 위치 정보를 식별가능한 위치 정보 식별 모듈을 더 포함하는,
미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치.
- 제2항에 있어서,
상기 제어 모듈에서 산출된 단위 면적당 미세먼지의 농도를 출력가능한 디스플레이 모듈을 더 포함하는,
미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 사용자 기기 장치는, 스마트폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는,
미세 먼지를 측정가능한 사용자 기기 장치.
- 카메라 렌즈 모듈 및 탈부착가능한 부가 렌즈 모듈을 통해 영상 이미지를 획득하는 단계;
상기 영상 이미지로부터 디지털 데이터 상의 노이즈를 제거하는 단계;
상기 노이즈가 제거된 이미지의 대조비를 조절함으로써 2진 영상 데이터를 생성하는 단계;
상기 2진 영상 데이터로부터 미세먼지에 해당하는 부분을 식별하는 단계; 및
상기 식별된 부분에 기반하여 단위면적당 미세먼지의 양을 계산하는 단계를 포함하는,
미세 먼지를 측정하기 위한 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 식별하는 단계 이후에, Morphological filter를 적용함으로써 소정의 크기와 형태에 따른 미세먼지만을 분리하는 단계를 더 포함하는,
미세 먼지를 측정하기 위한 방법.
- 제8항에 있어서,
상기 분리된 미세먼지의 수를 카운팅하는 단계를 더 포함하는,
미세 먼지를 측정하기 위한 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 노이즈를 제거하는 단계는, 평균값 필터(Average/mean filter), 중간값/중앙값 필터(median filter), 가우시안 필터(Gaussian filter) 및 이들의 조합을 적용함으로써 노이즈를 제거하는 것을 특징으로 하는,
미세 먼지를 측정하기 위한 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 2진 영상 데이터를 생성하는 단계는, 상기 노이즈가 제거된 이미지에 대해 히스토그램을 비교함으로써 명확한 임계값을 산출함으로써 상기 2진 영상 데이터를 생성하는 것을 특징으로 하는,
미세 먼지를 측정하기 위한 방법.
- 제7항에 있어서,
상기 계산된 단위면적당 미세먼지의 양을, 위치 정보와 저장하는 단계; 및
상기 저장된 단위면적당 미세먼지의 양 및 위치 정보를 디스플레이 모듈에 출력하는 단계를 더 포함하는,
미세 먼지를 측정하기 위한 방법.
- 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하기 위한 컴퓨터 프로그램을 저장하는, 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150141542A KR20170042076A (ko) | 2015-10-08 | 2015-10-08 | 사용자 기기로부터 획득된 영상 데이터로부터 미세 먼지를 측정하기 위한 장치, 방법 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| KR20170042076A true KR20170042076A (ko) | 2017-04-18 |
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2015
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