KR20200053196A - Ultraviolet and fine dust measuring device and analysis system using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템에 관한 것이다. 보다 상세하게는 영상정보를 이용하여 실내외의 자외선 및 미세먼지를 측정하고, 이에 따른 종합적인 외기 환경에 관한 정보를 분석하여 제공할 수 있는 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an ultraviolet and fine dust measuring device and an analysis system using the same. More specifically, the present invention relates to an ultraviolet and fine dust measuring device capable of measuring indoor and outdoor ultraviolet and fine dust using image information, and analyzing and providing information regarding a comprehensive outdoor environment, and an analysis system using the same.
최근 화석 연료를 태워 동력을 얻는 화력 발전을 이용한 에너지 사용량의 증가, 산업 폐기물 또는 일반 생활쓰레기 등의 소각 처리량의 증가 및 자동차의 증가로 인한 매연 가스 등으로 인해 대기 가스 오염이 심각한 문제로 대두되고 있다.Recently, atmospheric gas pollution has emerged as a serious problem due to an increase in energy consumption using fossil fuel-fired power generation, an increase in incineration throughput such as industrial waste or general household waste, and an increase in automobiles. .
화석 연료, 산업 폐기물, 생활 쓰레기 등을 소각함에 따라 배출되는 배출 가스에는 인체에 유해한 다양한 종류의 유해 물질이 포함되어 대기로 배출된다. 상기 유해 물질로는 염화 수소와 같은 할로겐족 가스, 질소 산화물, 아황산 가스, 일산화 산소, 불화 수소, 암모니아 등의 연소 가스 등이 있다.Exhaust gas emitted by incineration of fossil fuels, industrial waste, and household waste contains various types of harmful substances harmful to the human body and is discharged to the atmosphere. Examples of the harmful substances include halogen gas such as hydrogen chloride, nitrogen oxide, sulfur dioxide, oxygen monoxide, hydrogen fluoride, and combustion gases such as ammonia.
이와 같은 유해 물질들은 인체에 흡수된 후 축척이 되면 각종 질병을 유발하는 것은 물론, 자연 환경에도 나쁜 영향을 주는 것으로 각종 조사 및 실험을 통해 입증이 되고 있다.Such harmful substances are proven through various investigations and experiments, as well as causing various diseases when they are absorbed by the human body and then accumulate.
따라서, 이러한 유해 물질을 포함하는 미세 먼지에 대한 관리의 필요성이 부각되고 있으며, 그에 대한 방편으로 전 세계적으로 소각장 및 화석연료를 사용하는 사업장의 경우, 법에 의해 유해 물질의 배출량을 규제받고 있다.Accordingly, the necessity for management of fine dust containing such hazardous materials has emerged, and in the case of workplaces that use incinerators and fossil fuels worldwide as a measure, emissions of harmful substances are regulated by law.
일반적으로 대기중의 미세먼지는 그 입경이 0.1㎛ 내지 10㎛ 크기로 단분산 분포되며 다양한 종류의 화학적 조성을 갖는 미립자로서, 인체에 직간접적으로 영향을 주고 동식물 피해 및 시정악화 등의 피해를 주기 때문에 기상청에서는 일기예보와 함께 실시간 미세먼지농도 수치를 안내하고 있다.In general, fine dust in the air has a monodisperse distribution with a particle size of 0.1㎛ to 10㎛ and has various types of chemical composition.It directly or indirectly affects the human body and damages animals and plants and damages it. The Korea Meteorological Administration provides real-time fine dust concentration values with weather forecasts.
미세먼지 측정 방법의 대표적인 예로서 여과지법, 베타선흡수법(Beta-ray Attenuation Method : BAM), 및 마이크로밸런스법(Tapered Element Oscillation Microbalance Mass Measurement Method : TEOM)이 있다.Typical examples of the fine dust measurement method include a filter paper method, a beta-ray attenuation method (BAM), and a tapered element oscillation microbalance mass measurement method (TEOM).
그러나, 종래의 미세먼지 측정방법을 구현하기 위해서는 고가의 측정장치가 운용되어야 하고 미세먼지 측정이 요구되는 장소마다 각 측정장치들을 비치하여야 하기 때문에 미세먼지를 측정하기 위한 시스템 구축비용이 과도해지는 문제점이 있었다.However, in order to implement a conventional method for measuring fine dust, an expensive measuring device must be operated and each measuring device must be provided in each place where fine dust measurement is required. Therefore, the system construction cost for measuring fine dust is excessive. there was.
이에 따라 다양한 전자제품에 부가되는 미세먼지 측정기는 미세먼지에 의한 오염정도를 측정하는 것으로서, 주로 광 산란 방식을 이용하고 있다.Accordingly, the fine dust meter added to various electronic products measures the degree of contamination by fine dust, and mainly uses a light scattering method.
상기 광 산란 방식은 레이저광선을 이용하는 기술로, 레이저광선은 깨끗한 공기 중에서 일직선으로 직진하다 먼지 등과 만나게 되면 산란을 일으키게 되며, 산란된 입자(산란광량)를 측정하여 입자의 분리 및 크기를 알 수 있는 구성이다.The light scattering method is a technique using a laser beam, and the laser beam goes straight in the clean air and causes scattering when it encounters dust, etc., and measures the scattered particles (amount of scattered light) to know the particle separation and size. It is a composition.
즉 레이저광선의 산란횟수로 입자의 개수를 알 수 있고 산란 광량으로 먼지의 크기를 확인할 수 있는 것이다.That is, the number of particles can be determined by the number of scattering of the laser beam, and the size of the dust can be confirmed by the amount of scattered light.
이처럼 광 산란 방식은 레이저광선의 산란횟수로 입자의 개수를 알 수 있고 산란광량으로 먼지의 크기를 확인할 수 있어 센서의 펄스신호를 가지고 프로그램 처리 하여 측정값을 보여주게 되는데, 레이저광선과 입자의 교차구간 측정이 곤란하고 오차 범위가 너무 커 국내환경법규상으로는 사용하지 못하는 단점을 갖는다.In this way, the number of particles can be determined by the number of scattering of the laser beam, and the size of the dust can be checked by the amount of scattered light, so the program is processed with the pulse signal of the sensor to show the measured value. It has the disadvantage that it is difficult to measure the section and cannot be used under domestic environmental laws and regulations because the error range is too large.
즉 상기 광 산란 방식은 입자 분리를 산란광량으로 분리하긴 하나 광원 소스인 레이저의 선형성과 미세 먼지 입자의 비중은 고려치 않고 입자의 크기만으로 분리하는 구성이어서 측정이 정밀하지 못하며, 한번에 2가지 크기의 미세 먼지를 측정하기란 쉽지 않다.That is, although the light scattering method separates the particle separation by the amount of scattered light, the measurement is not precise because the linearity of the laser as the light source and the specific gravity of the fine dust particles are not considered, and the measurement is not precise. It is not easy to measure fine dust.
이에 따라 영상정보를 이용하여 미세먼지 또는 자외선 등의 양을 분석하기 위한 노력이 진행되고 있으나 종래에 교통용 또는 방범용으로 사용되는 CCTV에서 촬영된 영상들은 교통량 측정, 무인단속이나 신변보호용 등과 같이 고유의 기능만을 구현하는데 사용되었기 때문에 고가의 영상시스템에서 획득된 영상데이터의 활용도가 저조하였다.Accordingly, efforts are being made to analyze the amount of fine dust or ultraviolet rays using image information, but images taken in CCTV, which are conventionally used for traffic or crime prevention purposes, are unique, such as traffic volume measurement, unmanned enforcement or personal protection. Since it was used to implement only the functions of, the utilization of the image data obtained from the expensive image system was low.
따라서 촬영된 영상정보를 기반으로 한 대기 중의 자외선 지수 및 미세먼지의 양을 측정할 수 있도록 하는 방안이 활발하게 연구되고 있다.Accordingly, a method of measuring the amount of UV index and fine dust in the air based on the captured image information has been actively researched.
본 발명의 목적은 수신된 영상정보를 분석하여 대기중의 자외선 및 미세먼지지수를 분석하고 이를 안내할 수 있는 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide an ultraviolet and fine dust measuring device and an analysis system using the same, which can analyze and guide the received image information to analyze the ultraviolet and fine dust in the air.
상기 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템에 의하는 경우 비교적 간단하고, 저렴한 방법으로 대기질을 평가할 수 있으며 분석장비를 작게 만들어 소형화 할 수 있다.According to the ultraviolet and fine dust measuring device and the analysis system using the same, it is possible to evaluate the air quality in a relatively simple and inexpensive way, and can make the analysis equipment small and compact.
또한 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템에 의하는 경우 실내외 대기질을 실시간으로 모니터링을 제공할 수 있다.In addition, in the case of an ultraviolet and fine dust measuring device and an analysis system using the same, it is possible to provide real-time monitoring of indoor and outdoor air quality.
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치는 카메라부(110); 상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120) 및 상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130)를 포함하는 것이다.UV and fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a camera unit 110; The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. When the change of the pixel value in the image analysis unit 120 to analyze and the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the UV index and the fineness of the pixel value as a reference It includes an air quality calculating unit 130 for calculating the air environment index compared to the dust index.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치를 이용한 분석 시스템은 카메라부(110); 상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120); 상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130); 상기 대기질 산출부에서 검출된 정보와 기상청으로부터 수신한 정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 보정하는 보정부(140) 및 보정부에서 수신된 분석된 대기정보를 출력하는 표시부(150)를 포함하는 것일 수 있다.An analysis system using an ultraviolet and fine dust measurement apparatus according to another embodiment of the present invention includes a camera unit 110; The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. An image analysis unit 120 for analysis; When a change in the pixel value in the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the atmospheric environment index is compared with the ultraviolet index and fine dust index of the reference pixel value. Air quality calculating unit 130 for calculating; It includes a correction unit 140 for correcting information detected by the air quality calculation unit and information received from the Korea Meteorological Administration according to a predetermined range, and a display unit 150 for outputting analyzed air information received by the correction unit. Can be.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치는 카메라부(110); 상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120) 및 상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130)를 포함하는 것이다.UV and fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a camera unit 110; The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. When the change of the pixel value in the image analysis unit 120 to analyze and the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the UV index and the fineness of the pixel value as a reference It includes an air quality calculating unit 130 for calculating the air environment index compared to the dust index.
상기 카메라부(110)는 직접 촬영된 정보에 한정하는 것이 아니며, 일정한 영상정보를 수신하거나 입력받을 수 있는 장치를 포함하는 것으로 정의한다.The camera unit 110 is not limited to directly photographed information, and is defined as including a device capable of receiving or receiving certain image information.
상기 카메라부(110)는 자연광 촬영 외에 적외선 촬영을 동시에 진행하는 것일 수 있다. 상기 카메라부(110)는 대기중에 포함된 미세먼지의 영상을 촬영할 수 있을 정도의 해상도를 가져야 하며, 필요에 따라 상기 카메라부(110)는 미세먼지농도 측정장치의 제어신호를 받아 촬영각도, 확대축소비율 및 상기 카메라부(110)에는 하나의 카메라가 연결된 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않으며 동일한 장소를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 카메라나 서로 다른 장소를 각각 촬영한 복수의 카메라가 동시에 연결될 수 있다.In addition to natural light photography, the camera unit 110 may simultaneously perform infrared imaging. The camera unit 110 should have a resolution sufficient to take an image of the fine dust contained in the air, and if necessary, the camera unit 110 receives the control signal of the fine dust concentration measuring device, and the shooting angle and enlargement The reduction ratio and the camera unit 110 illustrate that one camera is connected, but is not limited thereto. A plurality of cameras photographing the same place from different angles or a plurality of cameras photographing different locations may be connected at the same time. .
상기 영상 분석부(120)는 이전 프레임과 비교하는 차영상추출을 추출함에 있어서, 카메라부부(110)를 통하여 수신된 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(A)의 화소값데이터를 추출하고, 각 영상프레임(A)별로 이전 영상프레임(A-1)의 화소값데이터에서 현재 영상프레임(A)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(-1)로 추출한다.The image analysis unit 120 extracts the pixel value data of each image frame A by performing image analysis on the image data received through the camera unit 110 in extracting the difference image extraction compared with the previous frame, By subtracting the pixel value data of the current image frame A from the pixel value data of the previous image frame A-1 for each image frame A, the remaining pixel value data is extracted as the difference image data-1.
통상적인 카메라의 동영상 촬영속도인 60Hz(초당 60개의 영상프레임 촬영)와 같이 빠른 속도로 각 영상 프레임(A)에 획득되는 경우 영상에 포함된 대부분 물체의 이미지는 정지상태를 유지할 것이고 바람에 의해 비산되면서 초당 수m를 이동하는 미세먼지의 이미지는 각 영상프레임(a)별로 조금씩 다른 상태를 보이기 때문에, 이전 영상프레임(A-1)의 화소값데이터에서 현재 영상프레임(A)의 화소값데이터를 차감하게 되면 매우 짧은 시간(0.1초 이하)에 움직임을 보이는 미세먼지의 이미지만 남게 된다.When acquired in each image frame (A) at a high speed, such as 60Hz (60 video frames per second), which is the normal camera's video recording speed, the image of most objects in the video will remain stationary and scattered by the wind. As the image of the fine dust moving several m per second as it shows a slightly different state for each image frame (a), the pixel value data of the current image frame (A) from the pixel value data of the previous image frame (A-1) When subtracted, only the image of fine dust showing movement in a very short time (less than 0.1 second) remains.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치는 카메라부(110)를 통해 자외선 및 미세먼지의 영상을 촬영할 수 있고, 미세먼지는 주변 사물과 달리 매우 짧은 시간동안 움직임을 보이는 특성을 이용하여 단위시간별로 미세먼지 측정의 기준이 되는 차영상데이터(-1)를 추출할 수 있는 것이다.The ultraviolet and fine dust measuring apparatus according to the preferred embodiment of the present invention can take an image of ultraviolet and fine dust through the camera unit 110, and the fine dust uses characteristics that show movement for a very short time unlike surrounding objects. Thus, it is possible to extract the difference image data (-1), which is a standard for measuring fine dust for each unit time.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 대기질 산출부(130)는 일정시간 단위로 추출된 차영상데이터(-1)를 미리 정해 놓은 범위에 따라 주기 별로 취합하고 취합된 차영상데이터(-1)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별로 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터를 상기 측정데이터로 획득할 수 있다.In more detail, the air quality calculating unit 130 collects the difference image data (-1) extracted in units of a predetermined time period for each period according to a predetermined range, and each of the collected difference image data (-1). The pixel value data may be integrated to calculate average pixel value data for each period, and the calculated average pixel value data may be obtained as the measurement data.
상기 카메라부(110)에서 촬영된 영상데이터의 영상이미지에는 지나가는 행인이나 비행기와 같이 특정 상황에서 움직임을 보이는 오브젝트가 포함될 수 있으며 이러한 오브젝트들의 영상이미지는 영상프레임(-1)의 화소값데이터의 변화를 이용하여 미세먼지농도를 측정함에 있어 오차 값으로 반영될 수 있다.The video image of the video data photographed by the camera unit 110 may include an object showing movement in a specific situation such as a passing pedestrian or an airplane, and the video image of these objects is a change in the pixel value data of the video frame (-1). When measuring the fine dust concentration using can be reflected as an error value.
이에 상술한 바와 같이 상기 대기질 산출부(130)는 각 차영상데이터(-1)를 일정시간 단위로 누적하여 취합하고 취합된 차영상데이터(-1)들을 적분처리하여 일정시간 단위별로 측정데이터를 획득할 수 있으므로 움직임을 보이는 오브젝트에 의한 오차발생을 최소화할 수 있다.Accordingly, as described above, the air quality calculating unit 130 accumulates and collects the respective car image data (-1) in units of a predetermined time, and integrally processes the collected car image data (-1) to measure data for each unit of time. Since it can be obtained, it is possible to minimize the occurrence of an error due to an object that shows motion.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치를 이용한 분석 시스템은 카메라부(110); 상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120); 상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130); 상기 대기질 산출부에서 검출된 정보와 기상청으로부터 수신한 정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 보정하는 보정부(140) 및 보정부에서 수신된 분석된 대기정보를 출력하는 표시부(150)를 포함하는 것일 수 있다.An analysis system using an ultraviolet and fine dust measurement apparatus according to another embodiment of the present invention includes a camera unit 110; The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. An image analysis unit 120 for analysis; When a change in the pixel value in the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the atmospheric environment index is compared with the ultraviolet index and fine dust index of the reference pixel value. Air quality calculating unit 130 for calculating; It includes a correction unit 140 for correcting information detected by the air quality calculation unit and information received from the Korea Meteorological Administration according to a predetermined range, and a display unit 150 for outputting analyzed air information received by the correction unit. Can be.
본 발명에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템은 수신된 영상정보를 분석하여 대기중의 자외선 및 미세먼지지수를 분석하고 이를 안내할 수 있다.The apparatus for measuring ultraviolet and fine dust according to the present invention and the analysis system using the same can analyze the received image information and analyze the UV and fine dust index in the air and guide it.
상기 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템에 의하는 경우 비교적 간단하고, 저렴한 방법으로 대기질을 평가할 수 있으며 분석장비를 작게 만들어 소형화할 수 있다.According to the ultraviolet and fine dust measuring device and the analysis system using the same, it is possible to evaluate the air quality in a relatively simple and inexpensive way, and can make the analysis equipment small and compact.
또한 자외선 및 미세먼지 측정 장치 및 이를 이용한 분석 시스템에 의하는 경우 실내외 대기질을 실시간으로 모니터링을 제공할 수 있다.In addition, in the case of an ultraviolet and fine dust measuring device and an analysis system using the same, it is possible to provide real-time monitoring of indoor and outdoor air quality.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
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.It should be understood that the present specification includes a plurality of description forms, unless explicitly specified as singular. Also, in this specification, the term 'exemplary' is used only to mean 'functioning as an example, example, or illustration', and any embodiment or aspect described herein as 'exemplary' is not necessarily another embodiment or aspect. It should not be interpreted as being advantageous or advantageous. In the present specification, the term 'include' or 'consist of' means that a corresponding characteristic, attribute, configuration, or component exists, but does not include only these features, attributes, configurations, and components, but one or more other characteristics, attributes, It should be understood that it does not exclude the likelihood or the possibility of addition of components, components and combinations thereof.
본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치는 카메라부(110); 상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120) 및 상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130)를 포함하는 것이다.UV and fine dust measuring apparatus according to an embodiment of the present invention includes a camera unit 110; The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. When the change of the pixel value in the image analysis unit 120 to analyze and the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the UV index and the fineness of the pixel value as a reference It includes an air quality calculating unit 130 for calculating the air environment index compared to the dust index.
상기 카메라부(110)는 직접 촬영된 정보에 한정하는 것이 아니며, 일정한 영상정보를 수신하거나 입력받을 수 있는 장치를 포함하는 것으로 정의한다.The camera unit 110 is not limited to directly photographed information, and is defined as including a device capable of receiving or receiving certain image information.
상기 카메라부(110)는 자연광 촬영 외에 적외선 촬영을 동시에 진행하는 것일 수 있다. 상기 카메라부(110)는 대기중에 포함된 미세먼지의 영상을 촬영할 수 있을 정도의 해상도를 가져야 하며, 필요에 따라 상기 카메라부(110)는 미세먼지농도 측정장치의 제어신호를 받아 촬영각도, 확대축소비율 및 상기 카메라부(110)에는 하나의 카메라가 연결된 것을 예시하였으나 이에 한정되지 않으며 동일한 장소를 서로 다른 각도에서 촬영한 복수의 카메라나 서로 다른 장소를 각각 촬영한 복수의 카메라가 동시에 연결될 수 있다.In addition to natural light photography, the camera unit 110 may simultaneously perform infrared imaging. The camera unit 110 should have a resolution sufficient to take an image of the fine dust contained in the air, and if necessary, the camera unit 110 receives the control signal of the fine dust concentration measuring device, and the shooting angle and enlargement The reduction ratio and the camera unit 110 illustrate that one camera is connected, but is not limited thereto. A plurality of cameras photographing the same place from different angles or a plurality of cameras photographing different locations may be connected at the same time. .
상기 영상 분석부(120)는 이전 프레임과 비교하는 차영상추출을 추출함에 있어서, 카메라부부(110)를 통하여 수신된 영상데이터를 영상분석하여 각 영상프레임(A)의 화소값데이터를 추출하고, 각 영상프레임(A)별로 이전 영상프레임(A-1)의 화소값데이터에서 현재 영상프레임(A)의 화소값데이터를 차감하여 남은 화소값데이터를 상기 차영상데이터(-1)로 추출한다.The image analysis unit 120 extracts the pixel value data of each image frame A by performing image analysis on the image data received through the camera unit 110 in extracting the difference image extraction compared with the previous frame, By subtracting the pixel value data of the current image frame A from the pixel value data of the previous image frame A-1 for each image frame A, the remaining pixel value data is extracted as the difference image data-1.
통상적인 카메라의 동영상 촬영속도인 60Hz(초당 60개의 영상프레임 촬영)와 같이 빠른 속도로 각 영상 프레임(A)에 획득되는 경우 영상에 포함된 대부분 물체의 이미지는 정지상태를 유지할 것이고 바람에 의해 비산되면서 초당 수m를 이동하는 미세먼지의 이미지는 각 영상프레임(a)별로 조금씩 다른 상태를 보이기 때문에, 이전 영상프레임(A-1)의 화소값데이터에서 현재 영상프레임(A)의 화소값데이터를 차감하게 되면 매우 짧은 시간(0.1초 이하)에 움직임을 보이는 미세먼지의 이미지만 남게 된다.When acquired in each image frame (A) at a high speed, such as 60Hz (60 video frames per second), which is the normal camera's video recording speed, the image of most objects in the video will remain stationary and scattered by the wind. As the image of the fine dust moving several m per second as it shows a slightly different state for each image frame (a), the pixel value data of the current image frame (A) from the pixel value data of the previous image frame (A-1) When subtracted, only the image of fine dust showing movement in a very short time (less than 0.1 second) remains.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치는 카메라부(110)를 통해 자외선 및 미세먼지의 영상을 촬영할 수 있고, 미세먼지는 주변 사물과 달리 매우 짧은 시간동안 움직임을 보이는 특성을 이용하여 단위시간별로 미세먼지 측정의 기준이 되는 차영상데이터(-1)를 추출할 수 있는 것이다.The ultraviolet and fine dust measuring apparatus according to the preferred embodiment of the present invention can take an image of ultraviolet and fine dust through the camera unit 110, and the fine dust uses characteristics that show movement for a very short time unlike surrounding objects. Thus, it is possible to extract the difference image data (-1), which is a standard for measuring fine dust for each unit time.
보다 구체적으로 설명하면, 상기 대기질 산출부(130)는 일정시간 단위로 추출된 차영상데이터(-1)를 미리 정해 놓은 범위에 따라 주기 별로 취합하고 취합된 차영상데이터(-1)들의 각 화소값데이터를 적분하여 각 일정주기별로 평균적인 화소값데이터를 산출하며 산출된 평균 화소값데이터를 상기 측정데이터로 획득할 수 있다.In more detail, the air quality calculating unit 130 collects the difference image data (-1) extracted in units of a predetermined time period for each period according to a predetermined range, and each of the collected difference image data (-1). The pixel value data may be integrated to calculate average pixel value data for each period, and the calculated average pixel value data may be obtained as the measurement data.
상기 카메라부(110)에서 촬영된 영상데이터의 영상이미지에는 지나가는 행인이나 비행기와 같이 특정 상황에서 움직임을 보이는 오브젝트가 포함될 수 있으며 이러한 오브젝트들의 영상이미지는 영상프레임(-1)의 화소값데이터의 변화를 이용하여 미세먼지농도를 측정함에 있어 오차 값으로 반영될 수 있다.The video image of the video data photographed by the camera unit 110 may include an object showing movement in a specific situation such as a passing pedestrian or an airplane, and the video image of these objects is a change in the pixel value data of the video frame (-1). When measuring the fine dust concentration using can be reflected as an error value.
이에 상술한 바와 같이 상기 대기질 산출부(130)는 각 차영상데이터(-1)를 일정시간 단위로 누적하여 취합하고 취합된 차영상데이터(-1)들을 적분처리하여 일정시간 단위별로 측정데이터를 획득할 수 있으므로 움직임을 보이는 오브젝트에 의한 오차발생을 최소화할 수 있다.Accordingly, as described above, the air quality calculating unit 130 accumulates and collects the respective car image data (-1) in units of a predetermined time, and integrally processes the collected car image data (-1) to measure data for each unit of time. Since it can be obtained, it is possible to minimize the occurrence of an error due to an object that shows motion.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 자외선 및 미세먼지 측정 장치를 이용한 분석 시스템은 카메라부(110); 상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120); 상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130); 상기 대기질 산출부에서 검출된 정보와 기상청으로부터 수신한 정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 보정하는 보정부(140) 및 보정부에서 수신된 분석된 대기정보를 출력하는 표시부(150)를 포함하는 것일 수 있다.An analysis system using an ultraviolet and fine dust measurement apparatus according to another embodiment of the present invention includes a camera unit 110; The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. An image analysis unit 120 for analysis; When a change in the pixel value in the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the atmospheric environment index is compared with the ultraviolet index and fine dust index of the reference pixel value. Air quality calculating unit 130 for calculating; It includes a correction unit 140 for correcting information detected by the air quality calculation unit and information received from the Korea Meteorological Administration according to a predetermined range, and a display unit 150 for outputting analyzed air information received by the correction unit. Can be.
Claims (2)
상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120) 및
상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130)를 포함하는
자외선 및 미세먼지 측정 장치.Camera unit 110;
The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. Video analysis unit 120 to analyze and
When a change in the pixel value in the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the atmospheric environment index is compared with the ultraviolet index and fine dust index of the reference pixel value. Comprising the air quality calculating unit 130 for calculating
UV and fine dust measuring device.
상기 카메라부로부터 입력된 영상정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 일정한 프레임(A)으로 추출하고, 추출된 프레임(A)를 그 이전의 영상 프레임(A-1)과 비교하여 화소값에 따라 영상을 분석하는 영상 분석부(120);
상기 영상 분석부에서 분석된 영상정보에서 화소 값의 변화가 미리 정해놓은 기준 범위에 내로 들어오는 경우 그 변화정도를 기록하고, 기준이 되는 화소값의 자외선 지수와 미세먼지 지수와 비교하여 대기환경 지수를 산출하는 대기질 산출부(130);
상기 대기질 산출부에서 검출된 정보와 기상청으로부터 수신한 정보를 미리 정해놓은 범위에 따라 보정하는 보정부(140) 및
보정부에서 수신된 분석된 대기정보를 출력하는 표시부(150)를 포함하는
자외선 및 미세먼지 측정 장치를 이용한 분석 시스템.Camera unit 110;
The image information input from the camera unit is extracted into a certain frame (A) according to a predetermined range, and the extracted frame (A) is compared with the previous image frame (A-1) to extract the image according to the pixel value. An image analysis unit 120 for analysis;
When a change in the pixel value in the image information analyzed by the image analysis unit falls within a predetermined reference range, the degree of change is recorded, and the atmospheric environment index is compared with the ultraviolet index and fine dust index of the reference pixel value. Air quality calculating unit 130 for calculating;
Correction unit 140 for correcting the information detected by the air quality calculation unit and the information received from the Korea Meteorological Administration according to a predetermined range and
Comprising a display unit 150 for outputting the analyzed atmospheric information received from the correction unit
Analysis system using UV and fine dust measuring devices.
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