KR20190042226A

KR20190042226A - 수중생물 측정장치

Info

Publication number: KR20190042226A
Application number: KR1020170133907A
Authority: KR
Inventors: 박규원; 김성태; 이해돈; 이광호; 황세선; 황옥명
Original assignee: (주) 테크로스
Priority date: 2017-10-16
Filing date: 2017-10-16
Publication date: 2019-04-24
Also published as: KR101995791B1

Abstract

본 발명은 수중생물 측정장치에 관한 것으로, 수중생물이 포함된 샘플수를 수용하는 챔버; 상기 챔버 내측으로 백색광을 조사하는 백색광원부; 상기 챔버 내측으로 청색광을 조사하는 청색광원부; 및 상기 백색광이 조사될 때, 상기 챔버 내 수중생물의 동영상을 촬영하고, 상기 청색광이 조사될 때, 상기 챔버 내 수중생물의 정지영상을 촬영하는 촬상부;를 포함하여 구성됨으로써, 동물 플랑크톤 및 식물 플랑크톤을 동시에 신속하게 측정 가능하도록 하는 효과가 있다.

Description

수중생물 측정장치{Apparatus for measuring microorganism}

본 발명은 수중생물 측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 동물 플랑크톤 및 식물 플랑크톤을 동시에 측정할 수 있도록 한 수중생물 측정장치에 관한 것이다.

일반적으로 선박평형수 또는 밸러스트수(Ballast Water)는 선박으로부터 화물을 하역시킨 상태 또는 선박에 적재된 화물량이 매우 적은 상태에서 선박을 운행할 경우, 선박이 균형을 유지할 수 있도록 선박에 설치된 밸러스트탱크에 채우는 해수를 말하는 것이다.

이러한 선박평형수에는 각종 수중생물이 서식하고 있으므로, 이를 아무런 처리없이 타지역에서 배출시킬 경우 심각한 해양오염 및 생태계 파괴를 유발시킬 우려가 높게 된다.

이에 따라 국제해사기구(IMO: International Maritime Organization)에서는 국제협약을 체결하여 선박평형수의 살균 및 정화처리에 필요한 장치를 선박에 탑재토록 하였다.

선박에 탑재된 선박평형수 처리장치는, 국제해사기구(IMO)의 기준에 맞추어 육상시험 및 선상시험을 거쳐 인증서를 받은 다음 운항하여야 하기 때문에 선박평형수 처리장치에 의하여 처리된 선박평형수가 국제해사기구에서 규정한 배출기준(IMO D-2기준)에 적합한 것인지를 모니터링하는 시스템이 필요하게 된다.

그러나, 선박평형수 처리장치가 배출기준을 만족하는지를 판단하기 위해서는 배출되는 선박평형수 내의 생물 살균 유무를 판별하여야 하는데, 이를 위해 실험실에서 분석이 필요한 관계로 오랜 시간이 소요되고, 실시간 대응이 어려운 문제점이 있었다.

또한, 측정하는 인력의 전문적인 지식이 요구되기 때문에 교육 및 숙련에 오랜 시간이 소요되는 문제점이 있었다.

또한, 생물 분석 결과는, 측정하는 인력의 주관이 관여되며, 측정 인력의 신체적 상태에 따라 측정 결과가 달라질 가능성도 있다.

특히, 동물 플랑크톤과 식물 플랑크톤은 서로 다른 생물적 특성을 가지고 있기 때문에 개별적인 기구(해부현미경, 형광현미경, 광학필터 등)를 각각 사용하여 분리하여 분석해야하는 문제점이 있었다.

한국공개특허 제10-2015-0104796호(2015.09.16)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 동물 플랑크톤 및 식물 플랑크톤을 동시에 신속히 측정할 수 있는 수중생물 측정장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시예에 따르면, 수중생물이 포함된 샘플수를 수용하는 챔버; 상기 챔버 내측으로 백색광을 조사하는 백색광원부; 상기 챔버 내측으로 청색광을 조사하는 청색광원부; 및 상기 백색광이 조사될 때, 상기 챔버 내 수중생물의 동영상을 촬영하고, 상기 청색광이 조사될 때, 상기 챔버 내 수중생물의 정지영상을 촬영하는 촬상부;를 포함한다.

여기서, 상기 동영상은, Full HD 또는 Ultra HD 해상도로 촬영될 수 있다.

또한, 상기 정지영상은, 상기 동영상의 해상도보다 높은 해상도로 촬영될 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에 구비된 챔버는, 샘플수가 연속적으로 유입 및 배출되도록 유입밸브 및 배출밸브가 구비될 수 있다.

또한, 상기 챔버는, 상기 백색광원부 및 상기 청색광원부 방향으로 광확산판이 구비될 수도 있으며, 챔버의 용량이 1ml이상일 수 있다.

본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치는, 촬영된 동영상이미지에서 이전 이미지와 현재 이미지의 차이값을 추출하고, 상기 차이값이 제1기준 휘도값 이상인 제1픽셀의 개수를 검출하는 이미지 분석부를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 이미지 분석부는, 촬영된 정지영상이미지에서 적색 휘도값이 제2기준 휘도값 이상인 제2픽셀의 개수를 검출할 수 있다.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치는, 상기 동영상이 Full HD 해상도인 경우, 상기 제1픽셀의 개수가 가로방향 5개 이상이거나 세로방향 6개 이상이 연속으로 검출되면 50㎛이상 크기인 동물 플랑크톤으로 판정할 수 있다.

다른 실시예로서, 수중생물 측정장치는, 상기 동영상이 Full HD 해상도인 경우, 상기 제1픽셀의 개수가 가로방향 5개 이상이거나 세로방향 6개 이상이 소정 영역 내에서 검출되면 50㎛이상 크기인 동물 플랑크톤으로 판정할 수도 있다.

한편, 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치는, 상기 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우, 상기 제2픽셀의 개수가 가로방향 4개 이상이거나 세로방향 5개 이상이 연속으로 검출되면 10~50㎛크기인 식물 플랑크톤으로 판정할 수 있다.

다른 실시예로서, 수중생물 측정장치는, 상기 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우, 상기 제2픽셀의 개수가 가로방향 4개 이상이거나 세로방향 5개 이상이 소정영역 내에서 검출되면 10~50㎛크기인 식물 플랑크톤으로 판정할 수도 있다.

본 발명의 실시예에서, 동영상은, 초당 10프레임 이상으로 촬영될 수 있으며, 1분이내의 시간으로 촬영될 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 청색광은, 380nm~480nm 중 일부 또는 전체 영역을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 수중생물 측정장치에서, 검출된 수중생물의 크기는, 상기 챔버의 세로길이를 상기 동영상 또는 정지영상의 세로방향 해상도로 나누고 상기 제1픽셀 또는 제2픽셀의 세로방향 개수를 곱하여 산출하거나, 상기 챔버의 가로길이를 상기 동영상 또는 정지영상의 가로방향 해상도로 나누고 상기 제1픽셀 또는 제2픽셀의 가로방향 개수를 곱하여 산출할 수 있다.

본 발명에 따르면, 백색광 및 청색광을 모두 구비하여 동물 플랑크톤 및 식물 플랑크톤을 동시에 측정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치를 도시한 구성도이고,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치를 도시한 블록도이고,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에 구비된 챔버를 도시한 사시도이고,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에서 이동영역을 검출하는 과정을 보여주는 것이고,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에서 사용되는 Blue LED의 상대광도(Relative Luminous Intensity)와 파장의 관계를 도시한 그래프이고,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에서 정지영상 이미지로부터 Red 영역을 검출하는 일례를 보여주는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치를 도시한 블록도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 수중생물 측정장치(200)는, 정수장, 하수 처리장, 선박의 밸러스트 탱크 등에서 살균 처리된 물 등 다양한 곳에서 채취된 샘플수 내에 존재하는 수중생물을 측정하기 위한 장치로서, 챔버(220), 챔버(220)에 광을 조사하는 광원부(230), 광원부(230)에서 조사되는 상태에서 챔버(220) 내측을 촬영하는 촬상부(240)를 포함한다.

챔버(220)는, 샘플수를 수용하는 수용공간이 구비되고, 수용공간 상측이 개방되어 개방부를 통해 샘플수가 투입되도록 구성될 수 있다. 챔버(220)의 구체적 구성은 후술한다.

여기서, 챔버(220)는, 사람이 샘플수를 직접 운반하여 수용공간으로 투입할 수도 있지만, 샘플수가 유입 및 배출되어 연속적으로 샘플수를 측정할 수 있도록 챔버(220)에 유입배관(203)과 배출배관(205)이 연결되고, 유입배관(203)과 배출배관(205)에 각각 유입밸브(213) 및 배출밸브(215)를 설치하여 각 배관을 개폐할 수 있도록 구성한다.

광원부(230)는, 챔버(220) 내측으로 빛을 조사하여 맞은편에 위치한 촬상부(250)가 챔버(220)에 수용된 샘플수를 촬영할 수 있도록 하는 장치로서, 본 발명의 실시예에서는 백색광을 조사하는 백색광원부(231)과, 청색광을 조사하는 청색광원부(233)를 포함한다.

여기서, 백색광원부(231) 및 청색광원부(233)는, 백색 LED(White LED), 청색 LED(Blue LED)를 적용할 수 있다.

촬상부(250)는, 챔버(220)를 사이에 두고 광원부(230)의 맞은편에 설치되고, 광원부(230)에서 챔버(220)로 빛을 조사할 때 챔버(220)의 샘플수를 촬영하게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치(200)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 광원부(230) 및 촬상부(250)를 제어하는 제어부(260)와, 촬상부(250)에서 촬영된 영상이미지를 분석하는 이미지 분석부(270)를 더 포함한다.

본 실시예에서, 촬상부(250)는, 백색광이 조사될 때, 챔버(220) 내 수중생물의 동영상을 촬영하고, 청색광이 조사될 때, 챔버(220) 내 수중생물의 정지영상을 촬영하도록 구성된다.

일례로, 제어부(260)에서는 광원부(230)의 백색광원부(231) 및 청색광원부(233)를 ON/OFF제어하고, 이에 대응되도록 촬상부(250)가 동영상 촬영 또는 정지영상 촬영을 수행하도록 제어신호를 생성할 수 있다.

이미지 분석부(270)는, 촬상부(250)에서 촬영된 동영상이미지 또는 정지영상이미지를 분석하여 동물 플랑크톤 또는 식물 플랑크톤의 개체수를 자동으로 측정하게 되는데, 보다 자세한 과정은 후술한다.

본 발명의 실시예에 따른 촬상부(250)는, 고해상도 CCD 또는 CMOS 센서를 사용할 수 있으며, 이를 통해 동영상이나 정지영상 촬영시 원하는 크기의 해상도를 얻을 수 있게 된다.

일례로, 36M Pixel의 촬상부(250)는 정지영상 촬영시 최대 7,360 x 4,912 해상도의 이미지를 얻을 수 있게 된다.

촬상부(250)에서, 동영상은, Full HD 또는 Ultra HD 해상도로 촬영될 수 있는데, Full HD 해상도는 1,920 x 1,080이고, Ultra HD의 해상도는 3,840 x 2,160이다.

또한, 촬상부(250)에서, 정지영상은, 동영상의 해상도보다 높은 해상도로 촬영될 수 있다.

즉, 본 발명의 수중생물 측정장치(200)은, 동물 플랑크톤을 자동 측정하기 위해서 연속 촬영된 동영상 이미지를 사용하고, 식물 플랑크톤을 측정하기 위해 정지영상 이미지를 사용하는데, 식물 플랑크톤은 동물 플랑크톤보다 크기가 작기 때문에 분석할 이미지의 해상도도 커야 하기 때문에 고해상도의 정지영상 촬영이 필요하게 된다.

이와 같이 본 발명의 수중생물 측정장치(200)는, 고해상도 촬상부(250)를 사용하여 하나의 챔버(220에 수중생물이 포함된 샘플수를 수용한 다음, 동물 플랑크톤과 식물 플랑크톤을 동시 검출 가능하도록 구성된다.

한편, 챔버(220)는, 백색광원부(231) 및 청색광원부(233) 방향으로 광확산판(미도시)이 더 구비되어 입사되는 빛이 균일한 면발광이 되도록 구성할 수 있다.

도 3는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에 구비된 챔버를 도시한 사시도이고,

한편, 본 발명의 실시예에서는, 수용공간의 상측 개방부에 체결되는 덮개(240)를 더 포함하여 챔버(220)의 수용공간이 폐쇄되도록 구성할 수도 있다.

여기서, 챔버(220)와 덮개(240)의 체결수단의 일실시예로서, 덮개(240)에 볼트(미도시)가 관통하는 관통홀(241)이 형성되고, 챔버(220)의 상측면 대응되는 위치에 나사홈(221)을 형성하여 볼트 체결하도록 구성할 수 있다.

또한, 본 실시예에 따른 챔버(220)는, 덮개(240)가 체결될 때, 챔버(220)의 밀폐상태를 강화하기 위해, 덮개(240)가 챔버(220)에 체결시 접촉되는 부분에는 가스켓(미도시) 또는 오링(미도시)이 삽입될 수 있다.

한편, 본 실시예에 따른 챔버(220)는, 샘플수의 연속 측정이 가능하도록 챔버(220)의 측면을 관통하는 유입부(223) 및 배출부(225)가 구비되어 샘플수가 연속적으로 유입 및 배출되도록 구성한다.

여기서, 유입부(223) 및 배출부(225)는 챔버(220)의 동일한 측면에 형성될 수도 있지만, 수용공간을 신속히 채우는 유동을 발생시키고, 배출시에도 신속하게 배출될 수 있도록 서로 대향되는 측면에 각각 형성되고, 배치 위치도 가능한 멀리 이격되도록 하는 것이 바람직하다.

유입부(223) 및 배출부(225)는, 도 1에 도시된 유입배관(203)과 배출배관(205)과 연결되도록 유입배관체결부(미도시) 및 배출배관체결부(미도시)가 구비될 수 있는데, 유입부(223) 및 배출부(225)에는 나사 체결홈이 형성되어 유입배관체결부(미도시) 및 배출배관체결부(미도시)가 결합되도록 한다.

챔버(220)는, 수집된 샘플수를 저장하는 용기로서, 광이 투과될 수 있는 투명 재질로 이루어진다.

또한, 본 실시예에 따른 챔버(220)와 체결되는 덮개(240)는, 투명 재질로 형성됨으로써 촬상부가 덮개(240)을 통해 샘플수를 촬영할 수 있도록 한다.

한편, 챔버(220)는, 내측 수용공간의 용량이 1ml이상이 되도록 구성할 수 있다.

국제해사기구에서 규정한 배출기준(IMO D-2기준)은, 50㎛ 이상의 생물(동물 플랑크톤)은 1톤, 10~50㎛ 생물(식물 플랑크톤)은 20리터의 해수를 걸러 각각 샘플링하도록 규정하고 있으며, 50㎛ 이상 생물은 샘플수를 최종 100ml로 농축하여 분석하고, 10~50㎛ 생물은 확보된 샘플수에서 1ml 단위로 분석하여야 한다.

IMO D-2기준에 따라, 다양한 크기의 여러 생물을 동시에 분석하기 위해서는 챔버(220)의 용량을 10~50㎛ 생물 기준으로 1ml 또는 그 이상으로 하는 것이 바람직하고, 수회 반복 측정하여 50㎛ 이상 생물은 100ml을 측정하고 10~50㎛ 생물은 측정된 개체수를 측정 회수로 평균하여 사용한다.

일실시예로, 챔버(220)는, 수용공간의 크기가 20mm(가로) x 10mm(세로) x 5mm(높이)의 직육면체 형상으로 형성할 경우, 수용용량이 1ml가 되어 1회 측정으로 10 ~ 50㎛ 생물에 대해 IMO D-2 기준을 충족한 시험을 할 수 있게 되며, 100회 측정으로 50㎛ 이상의 생물에 대해 IMO D-2 기준을 충족한 시험을 할 수 있게 된다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에서 이동영역을 검출하는 과정을 보여주는 것이고, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에서 사용되는 Blue LED의 상대광도(Relative Luminous Intensity)와 파장의 관계를 도시한 그래프이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치에서 정지영상 이미지로부터 Red 영역을 검출하는 일례를 보여주는 것이다.

본 발명의 이미지 분석부(270)는, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 수중생물 측정장치는, 촬영된 동영상이미지에서 동물 플랑크톤을 검출하기 위해 먼저, 이전 이미지(Previous frame)와 현재 이미지(Current frame)의 차이값(│Previous frame-Current frame│)을 추출한다.

이후, 현재 이미지(Current frame)과 차이값(│Previous frame-Current frame│)의 논리곱 연산을 통해 차이값 중 이전 이미지만의 영역을 제거하여 현재 이미지의 움직임 영역을 산출할 수 있게 된다.

본 실시예에 따른 수중생물 측정장치(200)에서, 촬영된 동영상 이미지를 통해 동물 플랑크톤을 분석할 경우, 광원부(230)는, 백색광원부(231)를 ON하여 백색 조명을 사용하고, 정지영상 이미지를 통해 식물 플랑크톤을 분석할 경우, 청색광원부(233)를 ON하여 청색 조명을 사용하도록 구성한다.

Blue LED의 상대광도(Relative Luminous Intensity)와 파장의 관계를 도시한 도 5의 그래프를 참조하면, 청색광원부(233)는, 상대광도를 고려하여 파장이 380nm~480nm 중 일부 또는 전체 영역을 포함하는 Blue 조명을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 수중생물 측정장치(200)에 포함된 이미지 분석부(270)는, 도 6에 도시된 바와 같이 식물 플랑크톤을 분석할 경우, 엽록소를 보유한 식물 플랑크톤이 Blue 계열의 빛을 받으면 620nm ~ 780nm 파장의 Red 계열 빛을 방출하는 것을 고려하여 촬영된 정지영상 이미지에서 Red 색상만을 분석하게 된다.

이와 같이, 본 발명의 수중생물 측정장치(200)는, 이미지 분석부(270)에서 정지영상 이미지의 Red 색상만을 분석하도록 구성함으로써 추가적인 620nm ~ 780nm 파장의 광학 필터를 구비하지 않고도 식물 플랑크톤을 분석할 수 있게 된다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 따른 수중생물 측정장치(200)에서, 검출된 수중생물의 크기를 산출하는 방법을 설명한다.

이미지 분석부(270)는, 동물 플랑크톤 검출을 위한 동영상이미지 분석시, 차이값(│Previous frame-Current frame│)에서 제1기준 휘도값 이상인 제1픽셀의 개수를 검출한다.

또한, 이미지 분석부(270)는, 식물 플랑크톤 검출을 위한 정지영상이미지 분석시, 적색 휘도값이 제2기준 휘도값 이상인 제2픽셀의 개수를 검출한다.

여기서, 제1기준 휘도값과 제2기준 휘도값은 동일한 수치일 수도 있고, 다른 수치로 설정할 수도 있다.

다음으로, 각 픽셀의 개수를 실제 길이로 환산하는 과정을 수행한다.

즉, 챔버(220)의 세로길이를 동영상 또는 정지영상의 세로방향 해상도로 나누고 제1픽셀 또는 제2픽셀의 세로방향 개수를 곱하여 산출하거나, 챔버(220)의 가로길이를 동영상 또는 정지영상의 가로방향 해상도로 나누고 제1픽셀 또는 제2픽셀의 가로방향 개수를 곱하여 실제 길이로 환산하게 된다.

일례로, 이미지 분석부(270)는, 동영상이 Full HD 해상도인 경우, 제1픽셀의 개수가 가로방향 5개 이상이거나 세로방향 6개 이상이 연속으로 검출되면 50㎛이상 크기인 동물 플랑크톤으로 판정할 수 있다.

다른 실시예로서, 이미지 분석부(270)는, 동영상이 Full HD 해상도인 경우, 제1픽셀의 개수가 가로방향 5개 이상이거나 세로방향 6개 이상이 소정 영역 내에서 검출되면 50㎛이상 크기인 동물 플랑크톤으로 판정할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 이미지 분석부(270)는, 연속적으로 검출되는 픽셀의 개수를 기준으로 동물 플랑크톤의 크기를 판정할 수도 있고, 소정 영역 내에서 검출되는 픽셀의 개수를 기준으로 동물 플랑크톤의 크기를 판정할 수도 있다. 일반적인 경우에는 동물 플랑크톤이 연속적인 이미지로 검출되지만, 특정 자세에서는 비연속적인 이미지로 검출될 수도 있기 때문에 필요에 따라 기준을 다르게 설정할 수 있다.

동영상 촬영시, Full HD 해상도는 1,920 x 1,080이고, Ultra HD의 해상도는 3,840 x 2,160이며, 챔버(220)의 가로길이(20mm) x 세로길이(10mm)를 Full HD 해상도로 나누면, 촬영된 동영상이미지에서 가로방향은 1 픽셀당 10.4㎛의 크기에 해당되고, 세로방향은 1 픽셀당 9.3㎛의 크기가 된다. 또한, 동일한 방식으로 Ultra HD로 촬영시를 계산하면, 가로방향은 1 픽셀당 5.2㎛ 이며 세로방향은 1 픽셀당 4.6㎛의 크기에 해당하게 된다.

결과적으로, Full HD 해상도에서는 기준 휘도값 이상의 픽셀이 가로방향으로 5픽셀이상, 세로방향으로 6픽셀 이상 연속으로 검출되거나, 소정 영역에 검출되면 50㎛ 이상의 동물 플랑크톤으로 판정하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에서, 동영상은, 초당 10프레임 이상으로 촬영하고, 1분이내의 시간으로 촬영함으로써 동물 플랑크톤을 보다 효과적으로 검출할 수 있다.

동물 플랑크톤 검출이 완료되면, 고해상도로 정지영상이미지를 촬영하여 식물 플랑크톤을 검출한다.

일례로, 이미지 분석부(270)는, 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우, 제2픽셀의 개수가 가로방향 4개 이상이거나 세로방향 5개 이상이 연속으로 검출되면 10~50㎛크기인 식물 플랑크톤으로 판정할 수 있다.

다른 실시예로서, 이미지 분석부(270)는, 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우, 제2픽셀의 개수가 가로방향 4개 이상이거나 세로방향 5개 이상이 소정영역 내에서 검출되면 10~50㎛크기인 식물 플랑크톤으로 판정할 수도 있다.

전술된 동물 플랑크톤 검출과정과 동일한 방식으로, 도 6을 참조하면, 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우 픽셀당 크기를 환산하면 1픽셀은 가로방향으로는 2.7㎛로 환산되며(20mm / 7,360), 세로방향으로는 2.04㎛로 환산(10mm / 4,912)된다.

결과적으로, 7,360 x 4,912 해상도에서는 기준 휘도값 이상의 픽셀이 가로방향으로 4픽셀이상, 세로방향으로 5픽셀 이상 연속으로 검출되거나, 소정 영역에 검출되면 10~50㎛ 이상의 식물 플랑크톤으로 판정하게 된다.

이와 같이 수중생물의 크기는 챔버(200)의 크기와 촬상부(250)의 이미지 해상도에 따라 픽셀당 세로방향, 가로방향 크기가 다르게 환산되게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 수중생물 측정장치(200)는, 백색광원부(231) 및 청색광원부(233)를 구비하여 광원부(230)와 챔버(220)사이에 별도의 광학필터가 설치되지 않고도 원하는 광(백색광 또는 청색광)을 선택적으로 조사할 수 있도록 구성됨으로써 동물 플랑크톤과 식물 플랑크톤을 동시에 신속하게 검출할 수 있게 된다.

또한, 식물 플랑크톤 분석시, 이미지 분석부(270)에서 정지영상 이미지의 Red 색상만을 분석하도록 구성함으로써 챔버(220)와 촬상부(250)사이에 별도의 광학필터가 설치되지 않고도 식물 플랑크톤을 분석할 수 있게 된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

200: 수중생물 측정장치
220: 챔버
230: 광원부
231: 백색광원부
233: 청색광원부
250: 촬상부
260: 제어부
270: 이미지 분석부

Claims

수중생물이 포함된 샘플수를 수용하는 챔버;
상기 챔버 내측으로 백색광을 조사하는 백색광원부;
상기 챔버 내측으로 청색광을 조사하는 청색광원부; 및
상기 백색광이 조사될 때, 상기 챔버 내 수중생물의 동영상을 촬영하고,
상기 청색광이 조사될 때, 상기 챔버 내 수중생물의 정지영상을 촬영하는 촬상부;를 포함하는, 수중생물 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 동영상은,
Full HD 또는 Ultra HD 해상도로 촬영되는, 수중생물 측정장치.
제2항에 있어서,
상기 정지영상은,
상기 동영상의 해상도보다 높은 해상도로 촬영되는, 수중생물 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 챔버는,
샘플수가 연속적으로 유입 및 배출되도록 유입밸브 및 배출밸브가 구비되는, 수중생물 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 챔버는,
상기 백색광원부 및 상기 청색광원부 방향으로 광확산판이 구비되는, 수중생물 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 챔버는,
용량이 1ml이상인, 수중생물 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 수중생물 측정장치는,
촬영된 동영상이미지에서 이전 이미지와 현재 이미지의 차이값을 추출하고,
상기 차이값이 제1기준 휘도값 이상인 제1픽셀의 개수를 검출하는 이미지 분석부를 더 포함하는, 수중생물 측정장치.
제7항에 있어서,
상기 이미지 분석부는,
촬영된 정지영상이미지에서 적색 휘도값이 제2기준 휘도값 이상인 제2픽셀의 개수를 검출하는, 수중생물 측정 장치.
제7항에 있어서,
상기 수중생물 측정장치는,
상기 동영상이 Full HD 해상도인 경우,
상기 제1픽셀의 개수가 가로방향 5개 이상이거나 세로방향 6개 이상이 연속으로 검출되면 50㎛이상 크기인 동물 플랑크톤으로 판정하는, 수중생물 측정장치.
제7항에 있어서,
상기 수중생물 측정장치는,
상기 동영상이 Full HD 해상도인 경우,
상기 제1픽셀의 개수가 가로방향 5개 이상이거나 세로방향 6개 이상이 소정 영역 내에서 검출되면 50㎛이상 크기인 동물 플랑크톤으로 판정하는, 수중생물 측정장치.
제8항에 있어서,
상기 수중생물 측정장치는,
상기 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우,
상기 제2픽셀의 개수가 가로방향 4개 이상이거나 세로방향 5개 이상이 연속으로 검출되면 10~50㎛크기인 식물 플랑크톤으로 판정하는, 수중생물 측정장치.
제8항에 있어서,
상기 수중생물 측정장치는,
상기 정지영상이 7,360 x 4,912 해상도인 경우,
상기 제2픽셀의 개수가 가로방향 4개 이상이거나 세로방향 5개 이상이 소정영역 내에서 검출되면 10~50㎛크기인 식물 플랑크톤으로 판정하는, 수중생물 측정장치.
제3항에 있어서,
상기 동영상은,
초당 10프레임 이상으로 촬영되는, 수중생물 측정장치.
제9항에 있어서,
상기 동영상은,
1분이내의 시간으로 촬영되는, 수중생물 측정장치.
제1항에 있어서,
상기 청색광은,
380nm~480nm 중 일부 또는 전체 영역을 포함하는, 수중생물 측정장치.
제8항에 있어서,
상기 수중생물 측정장치는,
검출된 수중생물의 크기는,
상기 챔버의 세로길이를 상기 동영상 또는 정지영상의 세로방향 해상도로 나누고 상기 제1픽셀 또는 제2픽셀의 세로방향 개수를 곱하여 산출하거나,
상기 챔버의 가로길이를 상기 동영상 또는 정지영상의 가로방향 해상도로 나누고 상기 제1픽셀 또는 제2픽셀의 가로방향 개수를 곱하여 산출하는, 수중생물 측정장치.