KR20210041207A - Fish disease detecting apparatus and method thereof - Google Patents

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Abstract

Disclosed are a fish disease detection device and a detection method thereof capable of detecting diseases in fish in an early stage. According to the present invention, the fish disease detection device comprises: a movement pattern storage unit for storing types of diseases of fish and a movement pattern of fish corresponding to each disease into a database; an image signal receiving unit for receiving an image signal from a camera for photographing at least one of a sea level and water of a caged fish farm; a movement pattern analysis unit for analyzing a movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received by the image signal receiving unit; a fish extraction unit for extracting fish having a movement range equal to or less than a set value based on the movement pattern of each fish analyzed by the movement analysis unit; a movement pattern comparison unit for comparing the movement pattern corresponding to the fish extracted by the fish extraction unit with the movement pattern stored in the movement pattern storage unit; and a fish disease determination unit for determining whether the fish extracted by the fish extraction unit has a disease according to the result obtained through comparison by the movement pattern comparison unit.

Description

어류질병 감지장치 및 그 감지방법{FISH DISEASE DETECTING APPARATUS AND METHOD THEREOF}Fish disease detection device and its detection method {FISH DISEASE DETECTING APPARATUS AND METHOD THEREOF}

본 발명은 어류질병 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 양식장에서 양식되는 어류에 대하여 질병의 발생을 조기에 감지하고, 질병이 다른 어류에 전염되는 것을 방지할 수 있는 어류질병 감지장치 및 그 감지방법에 관한 것이다.The present invention relates to a fish disease detection device and a detection method thereof, and more particularly, to detect the occurrence of disease early in fish farmed in aquaculture, and detect fish disease that can prevent the disease from spreading to other fish. It relates to an apparatus and a detection method thereof.

일반적으로 해수에 의한 어류의 양식은 크게 육상의 수조 양식과 해상의 가두리 양식으로 구분할 수 있다.In general, fish farming by seawater can be largely divided into land tank farming and marine cage farming.

육상의 수조 양식은 육상의 수조에 대상 어류를 옮겨 서식 환경을 인위적으로 조절하면서 양식하는 방식이며, 해상의 가두리 양식은 바다의 넓은 공간에 그물 등으로 어류를 가두어 양식하는 방식이다. 특히, 해상의 가두리 양식은 육상의 수조 양식과 달리 해수를 교환할 필요가 없으며 어류를 대량으로 양식할 수 있다는 장점을 갖는다. The land tank farming is a method of cultivating the target fish by transferring the target fish to the land tank and artificially controlling the habitat environment, while the marine cage farming is a method of cultivating fish by trapping fish in a large space of the sea with a net or the like. In particular, the marine cage farming has the advantage that it does not need to exchange seawater and can cultivate fish in large quantities, unlike inland tank farming.

한편, 양식장 내의 어류들 중 질병에 감염된 감염어류가 발생할 경우, 양식장 내의 어류의 집단폐사를 방지하고 양식 어가의 수입을 증대시키기 위해서는 감염어류를 조기에 감지하고 감염어류를 다른 어류와 분리함으로써, 감염어류의 질병이 양식장 내의 다른 어류들에게 확산되는 것을 방지하는 것이 매우 중요하다.On the other hand, in the case of occurrence of disease-infected fish among fish in the farm, in order to prevent collective mortality of fish in the farm and increase the income of farmed fish, the infected fish is detected early and the infected fish is separated from other fish. It is very important to prevent the spread of fish disease to other fish in the farm.

그런데, 일반적인 감염어류의 감지방법은 수산질병관리사가 감염어류를 수집한 후, 현미경 관찰 및 서적 자료 등을 참고하여 감염어류의 질병을 진단한다. 이와 같은 어류의 질병 감지방법은 감염어류의 질병을 진단하기까지 수일이 소요되기 때문에 어류의 질병발생에 신속하게 대처하지 못하는 문제점이 있다.By the way, a general method of detecting infected fish is to diagnose the disease of infected fish by collecting infected fish by a fisheries disease manager, and then referring to microscope observation and book data. Such a fish disease detection method has a problem in that it cannot promptly cope with the occurrence of diseases of fish because it takes several days to diagnose the disease of infected fish.

공개특허공보 제10-2016-0149760호 (공개일자: 2016. 12. 28)Unexamined Patent Publication No. 10-2016-0149760 (published date: 2016. 12. 28)

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 양식장에서 양식되는 어류에 대하여 질병의 발생을 조기에 감지하고, 질병이 다른 어류에 전염되는 것을 방지할 수 있는 어류질병 감지장치 및 그 감지방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention was invented to solve the above-described problems, and a fish disease detection device capable of early detection of disease occurrence in fish farmed in aquaculture and preventing the disease from spreading to other fish, and a detection method thereof It aims to provide.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 어류질병 감지장치는, 어류에 대한 질병의 종류와 각각의 상기 질병에 대응하는 어류의 움직임패턴을 데이터베이스화하여 저장하는 움직임패턴 저장부; 가두리 양식장의 해수면 및 수중의 적어도 하나를 촬영하는 카메라로부터 영상신호를 수신하는 영상신호 수신부; 상기 영상신호 수신부에 의해 수신되는 영상신호에 대하여 설정된 시간간격 동안의 각각의 어류의 움직임패턴을 분석하는 움직임패턴 분석부; 상기 움직임 분석부에 의해 분석되는 각각의 어류의 움직임패턴에 기초하여 움직임의 범위가 설정된 값 이하인 어류를 추출하는 어류 추출부; 상기 어류 추출부에 의해 추출된 어류에 대응하는 움직임패턴을 상기 움직임패턴 저장부에 저장된 움직임패턴과 비교하는 움직임패턴 비교부; 및 상기 움직임패턴 비교부에 의해 비교되는 결과에 따라 상기 어류 추출부에 의해 추출된 어류에 대한 질병 여부를 판단하는 어류질병 판단부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A fish disease detection apparatus according to an aspect of the present invention for achieving the above object includes: a movement pattern storage unit for storing a database of types of diseases for fish and movement patterns of fish corresponding to each of the diseases; An image signal receiver for receiving an image signal from a camera photographing at least one of sea level and underwater of the cage farm; A movement pattern analysis unit that analyzes the movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received by the image signal receiving unit; A fish extracting unit for extracting fish whose movement range is less than or equal to a set value based on the movement pattern of each fish analyzed by the motion analysis unit; A movement pattern comparison unit comparing a movement pattern corresponding to the fish extracted by the fish extracting unit with a movement pattern stored in the movement pattern storage unit; And a fish disease determination unit that determines whether or not the fish extracted by the fish extraction unit is diseased according to a result compared by the motion pattern comparison unit.

전술한 어류질병 감지장치는, 상기 어류 추출부에 의해 추출된 어류의 위치를 확인하는 어류위치 확인부;를 더 포함할 수 있다.The above-described fish disease detection device may further include a fish position check unit for checking the position of the fish extracted by the fish extraction unit.

전술한 어류질병 감지장치는, 상기 어류위치 확인부에 의해 확인되는 위치에 대응하여 어류의 움직임을 유도하는 움직임 유도부;를 더 포함할 수도 있다.The above-described fish disease detection device may further include a movement inducing unit for inducing a movement of fish in response to a position identified by the fish position identification unit.

또한, 전술한 어류질병 감지장치는, 상기 어류위치 확인부에 의해 확인되는 위치에 대응하여 어류를 포획하는 어류 포획부;를 더 포함할 수도 있다.In addition, the above-described fish disease detection device may further include a fish catching unit for capturing fish in response to a position identified by the fish position checking unit.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 어류질병 감지방법은, 어류질병 감지장치에 의해 수행되는 어류질병 감지방법에 있어서, 어류에 대한 질병의 종류와 각각의 상기 질병에 대응하는 어류의 움직임패턴을 데이터베이스화하여 저장하는 단계; 가두리 양식장의 해수면 및 수중의 적어도 하나를 촬영하는 카메라로부터 영상신호를 수신하는 단계; 상기 카메라로부터 수신되는 영상신호에 대하여 설정된 시간간격 동안의 각각의 어류의 움직임패턴을 분석하는 단계; 분석되는 상기 움직임패턴에 기초하여 움직임의 범위가 설정된 값 이하인 어류를 추출하는 단계; 추출된 상기 어류에 대응하는 움직임패턴을 저장된 상기 움직임패턴과 비교하는 단계; 및 비교되는 결과에 따라 추출된 상기 어류에 대한 질병 여부를 판단하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.A fish disease detection method according to an aspect of the present invention for achieving the above object is, in the fish disease detection method performed by a fish disease detection device, the types of diseases for fish and fish corresponding to each of the diseases. Converting and storing the motion pattern of the database into a database; Receiving an image signal from a camera that photographs at least one of sea level and underwater of the cage farm; Analyzing a movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received from the camera; Extracting fish whose motion range is less than or equal to a set value based on the analyzed motion pattern; Comparing the extracted movement pattern corresponding to the fish with the stored movement pattern; And determining whether the extracted fish is diseased according to the result to be compared.

전술한 어류질병 감지방법은, 추출된 상기 어류의 위치를 확인하는 단계;를 더 포함할 수 있다.The above-described fish disease detection method may further include the step of checking the location of the extracted fish.

전술한 어류질병 감지방법은, 확인되는 상기 위치에 대응하여 어류의 움직임을 유도하는 단계;를 더 포함할 수도 있다.The above-described fish disease detection method may further include inducing a movement of fish in response to the identified position.

또한, 전술한 어류질병 감지방법은, 확인되는 상기 위치에 대응하여 어류를 포획하는 단계; 를 더 포함할 수도 있다.In addition, the above-described fish disease detection method includes the steps of capturing fish in response to the identified location; It may further include.

본 발명에 따르면, 양식장에서 양식되는 어류에 대하여 질병의 발생을 조기에 감지하고, 질병이 다른 어류에 전염되는 것을 방지할 수 있게 된다.According to the present invention, it is possible to detect the occurrence of a disease early in fish farmed in a farm and prevent the disease from spreading to other fish.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어류질병 감지장치가 적용되는 양식장 시스템의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 나타낸 어류질병 감지장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 영상신호에 대하여 어류의 움직임패턴을 분석하는 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어류질병 감지방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a diagram schematically showing an example of a farm system to which a fish disease detection device according to an embodiment of the present invention is applied.
2 is a diagram schematically showing the configuration of the fish disease detection device shown in FIG.
3 is a diagram showing an example of analyzing a movement pattern of fish with respect to an image signal.
4 is a flow chart showing a fish disease detection method according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 기재함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표시한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to exemplary drawings. In the description of reference numerals for elements of each drawing, the same elements are denoted by the same numerals as possible, even if they are indicated on different drawings. In addition, in describing an embodiment of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related well-known configuration or function interferes with an understanding of an embodiment of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속될 수 있지만, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used in describing the constituent elements of the embodiment of the present invention. These terms are for distinguishing the constituent element from other constituent elements, and the nature, order, or order of the constituent element is not limited by the term. When a component is described as being "connected", "coupled" or "connected" to another component, the component may be directly connected, coupled or connected to the other component, but the component and the other component It should be understood that another component may be "connected", "coupled" or "connected" between elements.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 어류질병 감지장치가 적용되는 양식장 시스템의 예를 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing an example of a farm system to which a fish disease detection device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 1을 참조하면, 양식장 시스템은 양식장(10)의 해수면 또는 수중을 촬영하는 카메라(20), 양식장 내의 해수면으로부터 설정된 깊이 이하의 어류의 분포를 측정하는 적어도 하나의 센서(30), 사료의 공급을 제어하는 사료공급 제어장치(40) 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따른 어류질병 감지장치(100)는 양식장(10)의 카메라(20), 각종 센서(30) 및 사료공급 제어장치(40)와 유선 또는 무선으로 연결되며, 연결된 카메라(20), 센서(30) 및 사료공급 제어장치(40)와 데이터를 송수신한다.Referring to FIG. 1, the farm system includes a camera 20 for photographing sea level or underwater of a farm 10, at least one sensor 30 for measuring the distribution of fish below a set depth from the sea level in the farm, and supply of feed. It may include a feed supply control device 40 and the like to control. In addition, the fish disease detection device 100 according to an embodiment of the present invention is connected to the camera 20 of the farm 10, various sensors 30, and the feed control device 40 by wire or wirelessly, and the connected camera (20), it transmits and receives data with the sensor 30 and the feed control device 40.

도 2는 도 1에 나타낸 어류질병 감지장치의 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a diagram schematically showing the configuration of the fish disease detection device shown in FIG.

도 2를 참조하면, 어류질병 감지장치(100)는 움직임패턴 저장부(102), 영상신호 수신부(104), 움직임패턴 분석부(106), 어류 추출부(108), 움직임패턴 비교부(110), 어류질병 판단부(112), 어류위치 확인부(114), 움직임 유도부(116) 및 어류 포획부(118)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the fish disease detection apparatus 100 includes a movement pattern storage unit 102, an image signal reception unit 104, a movement pattern analysis unit 106, a fish extraction unit 108, and a movement pattern comparison unit 110. ), a fish disease determination unit 112, a fish location check unit 114, a motion guide unit 116, and a fish catch unit 118.

움직임패턴 저장부(102)는 어류에 대한 질병의 종류와 각각의 질병에 대응하는 어류의 움직임패턴을 데이터베이스로 저장한다. 질병에 감염된 어류는 일반적으로 움직임이 둔해지며, 그에 따라 감염어류의 움직임패턴도 시간 별로 정형화된 양상을 보인다. 이때, 특정의 어류 질병에 대응하여 잠복기의 어류의 움직임패턴, 감염 후의 시간의 경과에 따른 어류의 움직임패턴 등이 어류의 종류에 따라 모두 다를 수 있다. 따라서, 움직임패턴 저장부(102)는 질병의 종류, 어류의 종류 등에 각각 대응하여 질병에 감염된 어류의 감염시기별로 움직임패턴을 시간의 경과에 따라 저장하는 것이 바람직하다.The movement pattern storage unit 102 stores types of diseases for fish and movement patterns of fish corresponding to each disease as a database. In general, disease-infected fish are slow to move, and accordingly, the movement patterns of infected fish also show a standardized pattern over time. At this time, in response to a specific fish disease, the movement pattern of the fish in the incubation period and the movement pattern of the fish according to the passage of time after infection may all be different according to the type of fish. Accordingly, it is preferable that the movement pattern storage unit 102 stores movement patterns according to time of infection of fish infected with diseases corresponding to the types of diseases and types of fish, respectively.

영상신호 수신부(104)는 가두리 양식장의 해수면 및 수중의 적어도 하나를 촬영하는 카메라(20)로부터 영상신호를 수신한다. 이때, 카메라(20)는 적외선 카메라를 포함하며, 그에 따라 영상신호 수신부(104)는 야간에도 해수면 또는 수중의 어류의 움직임을 확인하기 위한 영상신호를 수신한다.The image signal receiver 104 receives an image signal from a camera 20 that photographs at least one of the sea level and underwater of the cage farm. At this time, the camera 20 includes an infrared camera, and accordingly, the image signal receiver 104 receives an image signal for confirming the movement of fish at sea level or underwater even at night.

움직임패턴 분석부(106)는 영상신호 수신부(106)에 의해 수신되는 영상신호에 대하여 설정된 시간간격 동안의 각각의 어류의 움직임패턴을 분석한다. 이때, 움직임패턴 분석부(106)는 영상신호 수신부(106)를 통해 수신되는 영상신호의 각각의 프레임을 비교하여 각각의 어류에 대한 움직임벡터를 산출할 수 있으며, 그에 따라 시간의 변화에 따라 산출된 움직임벡터를 연결함으로써 도 3에 도시한 바와 같이 각각의 어류에 대한 움직임패턴을 분석할 수 있다.The movement pattern analysis unit 106 analyzes the movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received by the image signal receiving unit 106. At this time, the motion pattern analysis unit 106 may compare each frame of the image signal received through the image signal receiving unit 106 to calculate a motion vector for each fish, and accordingly calculate the motion vector according to the change of time. By connecting the resulting motion vectors, it is possible to analyze the motion pattern of each fish as shown in FIG. 3.

이때, 움직임패턴 분석부(106)는 현재시점 이전의 설정된 시간간격 동안에 분석된 어류의 움직임패턴에 기반하여 현재시점으로부터 설정된 시간간격 동안의 미래에 대한 어류의 움직임패턴을 예측할 수 있다. 이 경우, 움직임패턴 분석부(106)는 과거의 설정된 시간간격 동안의 데이터와 변수를 순환신경망(RNN: Recurrent Neural network) 또는 심층신경망(DNN: Deep Neural Network) 기반의 기계학습 모델에 입력하여 상관관계를 분석하며, 분석된 상관관계를 현재로부터 미래의 시간간격 동안에 적용하여 미래에 대한 어류의 움직임패턴을 예측할 수 있다.In this case, the motion pattern analysis unit 106 may predict the movement pattern of the fish for the future during the set time interval from the current point based on the motion pattern of the fish analyzed during the set time interval before the current point. In this case, the motion pattern analysis unit 106 inputs data and variables for a set time interval in the past into a machine learning model based on a recurrent neural network (RNN) or a deep neural network (DNN) to correlate. The relationship is analyzed, and the analyzed correlation can be applied during the time interval from the present to the future to predict the movement pattern of fish for the future.

또한, 움직임패턴 분석부(106)는 분석된 움직임패턴 및 예측된 움직임패턴을 움직임패턴 저장부(102)에 데이터베이스로 저장하며, 이후의 영상신호에 대한 어류의 질병여부를 판단하기 위한 학습자료로 사용할 수 있다.In addition, the movement pattern analysis unit 106 stores the analyzed movement pattern and the predicted movement pattern as a database in the movement pattern storage unit 102, and is used as learning data for determining whether a fish is diseased with respect to the subsequent image signal. Can be used.

어류 추출부(108)는 움직임 분석부(106)에 의해 분석되는 각각의 어류의 움직임패턴에 기초하여 움직임의 범위가 설정된 값 이하인 어류를 추출한다. 이때, 어류 추출부(108)는 어류의 수면시간, 어류에 대한 사료 공급시간 등에 따라 기준 값을 다양하게 설정하며, 설정된 기준 값에 따라 어류를 추출할 수 있다. 예를 들어, 특정 어류의 경우에 수면 중에 움직임이 거의 없을 수 있으며, 사료의 공급시간에는 움직임이 왕성할 수 있다. 따라서, 어류 추출부(108)는 해당 어류에 대하여 수면 시간에는 기준 값을 작은 값으로 설정하며, 사료의 공급시간에는 기준 값을 큰 값으로 설정하고, 각각의 시간대에 따라 서로 다른 값으로 어류를 추출할 수 있다. 이 경우, 어류 추출부(108)는 설정된 시간간격 동안의 특정 어류의 방향전환 횟수, 어류의 진행거리 등이 설정된 방향전환 횟수, 설정된 거리 이하인 경우에 해당 어류를 추출할 수 있다.The fish extraction unit 108 extracts fish whose movement range is less than or equal to a set value based on the movement pattern of each fish analyzed by the movement analysis unit 106. At this time, the fish extracting unit 108 variously sets the reference value according to the sleep time of the fish, the feed supply time for the fish, etc., and may extract the fish according to the set reference value. For example, in the case of certain fish, there may be little movement during sleep, and movement may be vigorous during the feeding time. Therefore, the fish extracting unit 108 sets the reference value to a small value at the sleep time for the fish, and sets the reference value to a large value at the feed time, and sets the fish to different values according to each time period. Can be extracted. In this case, the fish extracting unit 108 may extract the fish when the number of turns of the specific fish during the set time interval, the distance of the fish, and the like are less than the set number of changes of direction and the set distance.

또한, 어류 추출부(108)는 움직임패턴 분석부(106)가 미래의 설정된 시간간격 동안의 어류의 움직임패턴을 예측한 경우, 예측된 움직임패턴과 현재의 해당 어류의 움직임을 비교하고, 현재의 해당 어류의 움직임이 예측된 움직임패턴으로부터 설정된 범위 이내에 있는 어류 중에서 과거의 설정된 시간간격 동안의 움직임패턴의 움직임 값이 설정된 값 이하인 어류를 추출할 수도 있다.In addition, when the movement pattern analysis unit 106 predicts a movement pattern of fish for a set time interval in the future, the fish extraction unit 108 compares the predicted movement pattern with the current movement of the fish, and It is also possible to extract fish in which the motion value of the motion pattern during the past set time interval is less than or equal to the set value from among fish within a set range from the predicted motion pattern.

움직임패턴 비교부(110)는 어류 추출부(108)에 의해 추출된 어류에 대응하는 움직임패턴을 움직임패턴 저장부(102)에 저장된 움직임패턴과 비교한다. 이때, 움직임패턴 비교부(110)는 움직임패턴 저장부(102)에 저장된 각각의 질병 및 어류의 종류에 대한 감염시기별 어류의 움직임패턴들과 추출된 어류의 움직임패턴을 각각 비교하며, 추출된 어류의 움직임패턴이 저장된 움직임패턴과 동일 또는 유사한 범위에 있는지를 판단한다.The movement pattern comparison unit 110 compares the movement pattern corresponding to the fish extracted by the fish extraction unit 108 with the movement pattern stored in the movement pattern storage unit 102. At this time, the movement pattern comparison unit 110 compares the movement patterns of fish for each disease and type of fish stored in the movement pattern storage unit 102 and the extracted movement patterns of fish by infection time, respectively, and the extracted It is determined whether the fish movement pattern is in the same or similar range as the stored movement pattern.

어류질병 판단부(112)는 움직임패턴 비교부(110)에 의해 비교되는 결과에 따라 어류 추출부(108)에 의해 추출된 어류에 대한 질병 여부를 판단한다. 즉, 어류질병 판단부(112)는 움직임패턴 비교부(110)에 의해 추출된 어류에 대한 움직임패턴이 특정 질병에 감염된 어류의 움직임패턴과 동일하거나 유사한 것으로 판단되는 경우, 추출된 어류가 해당 특정 질병에 감염된 것으로 판단할 수 있다.The fish disease determination unit 112 determines whether the fish extracted by the fish extraction unit 108 is diseased according to the result compared by the motion pattern comparison unit 110. That is, when the fish disease determination unit 112 determines that the movement pattern of the fish extracted by the movement pattern comparison unit 110 is the same or similar to the movement pattern of a fish infected with a specific disease, the extracted fish is It can be determined that you are infected with the disease.

어류위치 확인부(114)는 어류 추출부(108)에 의해 추출된 어류의 위치를 확인한다. 이때, 어류위치 확인부(114)는 어류질병 판단부(112)에 의해 추출된 어류가 특정의 질병에 감염된 것으로 판단되는 경우, 해당 추출된 어류가 양식장(10)에서 어느 위치에 있는지를 확인할 수 있다. 이 경우, 어류위치 확인부(114)는 영상신호 수신부(104)에 의해 수신되는 영상신호가 어느 위치에 설치된 카메라(20)로부터 수신된 영상신호인지, 그리고 해당 영상신호에서의 추출된 어류의 위치에 따라 추출된 어류가 양식장(10)에서 어느 위치에 있는지를 확인할 수 있다.The fish location identification unit 114 confirms the location of the fish extracted by the fish extraction unit 108. At this time, when it is determined that the fish extracted by the fish disease determination unit 112 is infected with a specific disease, the fish location confirmation unit 114 can check where the extracted fish is in the farm 10. have. In this case, the fish position identification unit 114 determines the image signal received from the camera 20 installed at which position the image signal received by the image signal receiving unit 104, and the location of the extracted fish in the corresponding image signal. It is possible to check where the extracted fish is located in the farm (10).

움직임 유도부(116)는 어류위치 확인부(114)에 의해 확인되는 어류의 위치에 대응하여 어류의 움직임을 유도한다. 이때, 움직임 유도부(114)는 어류위치 확인부(114)에 의해 확인되는 어류의 위치에 먹이 또는 먹이모형을 위치시키고 해당 먹이 또는 먹이모형을 이동시킴으로써 어류위치 확인부(114)에 의해 확인된 위치에 있는 어류의 움직임을 유도할 수 있다. 그러나, 움직임 유도부(116)가 어류의 움직임을 유도하는 방법은 기재된 방법에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방법으로 어류의 움직임을 유도할 수도 있다.The movement inducing unit 116 induces the movement of fish in response to the position of the fish identified by the fish position identification unit 114. At this time, the movement inducing unit 114 locates the food or prey model at the position of the fish identified by the fish position confirmation unit 114 and moves the corresponding prey or prey model to the position identified by the fish position confirmation unit 114 Can induce movement of fish in the. However, the method of inducing the movement of the fish by the motion inducing unit 116 is not limited to the described method, and various methods may be used to induce the movement of the fish.

이때, 움직임패턴 분석부(106)는 움직임 유도부(116)가 해당 어류의 움직임을 유도한 후의 설정된 시간간격 동안의 움직임패턴을 분석할 수 있으며, 그에 따라 해당 어류의 움직임패턴이 설정된 값 이상이 되면, 어류질병 판단부(112)는 해당 어류가 정상인 것으로 판단할 수 있다.At this time, the movement pattern analysis unit 106 may analyze the movement pattern during a set time interval after the movement inducing unit 116 induces the movement of the fish, and accordingly, when the movement pattern of the fish becomes more than a set value, , The fish disease determination unit 112 may determine that the fish is normal.

어류 포획부(118)는 어류위치 확인부(114)에 의해 확인되는 어류의 위치에 대응하여 어류를 포획한다. 이때, 어류 포획부(118)는 양식장(10)의 상부에 전후 방향 및 좌우 방향으로 이동할 수 있으며, 양식장(10) 내에서의 수심을 조절할 수 있는 형태로 구현되며, 어류질병 판단부(112)에 의해 질병에 감염된 것으로 판단되는 어류의 위치로 이동하여 해당 어류를 포획한다. 이때, 어류 포획부(118)는 단위시간 동안의 움직임을 최대한 느리게 함으로써 이동 중에 질병에 감염된 것으로 판단되는 어류가 다른 위치로 이동하지 못하도록 하는 것이 바람직하다.The fish catching unit 118 catches fish in response to the position of the fish identified by the fish positioning unit 114. At this time, the fish catching unit 118 can move in the front and rear directions and the left and right directions on the top of the farm 10, and is implemented in a form capable of adjusting the depth of the water in the farm 10, and the fish disease determination unit 112 It moves to the location of the fish that is judged to be infected by the disease and captures the fish. At this time, it is preferable that the fish catching unit 118 slows the movement for a unit time as much as possible so that the fish determined to be infected with the disease cannot move to another location during movement.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 어류질병 감지방법을 나타낸 흐름도이다. 본 발명의 실시예에 따른 어류질병 감지방법은 도 2에 나타낸 어류질병 감지장치(100)에 의해 수행될 수 있다.4 is a flow chart showing a fish disease detection method according to an embodiment of the present invention. The fish disease detection method according to an embodiment of the present invention may be performed by the fish disease detection device 100 shown in FIG. 2.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 어류질병 감지장치(100)는 어류에 대한 질병의 종류와 각각의 질병에 대응하는 어류의 움직임패턴을 데이터베이스로 저장한다(S102). 질병에 감염된 어류는 일반적으로 움직임이 둔해지며, 그에 따라 감염어류의 움직임패턴도 시간 별로 정형화된 양상을 보인다. 이때, 특정의 어류 질병에 대응하여 잠복기의 어류의 움직임패턴, 감염 후의 시간의 경과에 따른 어류의 움직임패턴 등이 어류의 종류에 따라 모두 다를 수 있다. 따라서, 어류질병 감지장치(100)는 질병의 종류, 어류의 종류 등에 각각 대응하여 질병에 감염된 어류의 감염시기별로 움직임패턴을 시간의 경과에 따라 저장하는 것이 바람직하다.1 to 4, the fish disease detection apparatus 100 stores the types of diseases of fish and movement patterns of fish corresponding to each disease as a database (S102). In general, disease-infected fish are slow to move, and accordingly, the movement patterns of infected fish also show a standardized pattern over time. At this time, in response to a specific fish disease, the movement pattern of the fish in the incubation period and the movement pattern of the fish according to the passage of time after infection may all be different according to the type of fish. Accordingly, it is preferable that the fish disease detection apparatus 100 stores movement patterns for each infection period of the disease-infected fish according to the passage of time in correspondence with the type of disease, the type of fish, and the like.

어류질병 감지장치(100)는 가두리 양식장의 해수면 및 수중의 적어도 하나를 촬영하는 카메라(20)로부터 영상신호를 수신한다(S104). 이때, 카메라(20)는 적외선 카메라를 포함하며, 그에 따라 어류질병 감지장치(100)는 야간에도 해수면 또는 수중의 어류의 움직임을 확인하기 위한 영상신호를 수신할 수 있다.The fish disease detection device 100 receives an image signal from a camera 20 that photographs at least one of the sea level and underwater of the cage farm (S104). At this time, the camera 20 includes an infrared camera, and accordingly, the fish disease detection device 100 may receive an image signal for confirming the movement of fish at sea level or underwater even at night.

어류질병 감지장치(100)는 카메라(20)로부터 수신되는 영상신호에 대하여 설정된 시간간격 동안의 각각의 어류의 움직임패턴을 분석한다(S106). 이때, 어류질병 감지장치(100)는 카메라(20)로부터 수신되는 영상신호의 각각의 프레임을 비교하여 각각의 어류에 대한 움직임벡터를 산출할 수 있으며, 그에 따라 시간의 변화에 따라 산출된 움직임벡터를 연결함으로써 각각의 어류에 대한 움직임패턴을 분석할 수 있다.The fish disease detection apparatus 100 analyzes the movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received from the camera 20 (S106). At this time, the fish disease detection device 100 may compare each frame of the image signal received from the camera 20 to calculate a motion vector for each fish, and accordingly, a motion vector calculated according to a change in time. By connecting to, you can analyze the movement pattern for each fish.

이때, 어류질병 감지장치(100)는 현재시점 이전의 설정된 시간간격 동안에 분석된 어류의 움직임패턴에 기반하여 현재시점으로부터 설정된 시간간격 동안의 미래에 대한 어류의 움직임패턴을 예측할 수도 있다. 이 경우, 어류질병 감지장치(100)는 과거의 설정된 시간간격 동안의 데이터와 변수를 순환신경망(RNN: Recurrent Neural network) 또는 심층신경망(DNN: Deep Neural Network) 기반의 기계학습 모델에 입력하여 상관관계를 분석하며, 분석된 상관관계를 현재로부터 미래의 시간간격 동안에 적용하여 미래에 대한 어류의 움직임패턴을 예측할 수 있다. 분석된 움직임패턴 또는 예측된 움직임패턴은 데이터베이스로 저장되며, 어류질병 감지장치(100)가 다음의 움직임패턴을 분석하는데 있어 학습자료로 활용될 수도 있다.In this case, the fish disease detection apparatus 100 may predict the movement pattern of the fish for the future during the set time interval from the current time on the basis of the movement pattern of the fish analyzed during the set time interval before the current time. In this case, the fish disease detection device 100 inputs data and variables for a set time interval in the past into a machine learning model based on a recurrent neural network (RNN) or a deep neural network (DNN) for correlation. The relationship is analyzed, and the analyzed correlation can be applied during the time interval from the present to the future to predict the movement pattern of fish for the future. The analyzed motion pattern or the predicted motion pattern is stored as a database, and the fish disease detection apparatus 100 may be used as learning data in analyzing the next motion pattern.

어류질병 감지장치(100)는 분석되는 각각의 어류의 움직임패턴에 기초하여 움직임의 범위가 설정된 값 이하인 어류를 추출한다(S108). 이때, 어류질병 감지장치(100)는 어류의 수면시간, 어류에 대한 사료 공급시간 등에 따라 기준 값을 다양하게 설정하며, 설정된 기준 값에 따라 어류를 추출할 수 있다. 예를 들어, 특정 어류의 경우에 수면 중에 움직임이 거의 없을 수 있으며, 사료의 공급시간에는 움직임이 왕성할 수 있다. 따라서, 어류질병 감지장치(100)는 해당 어류에 대하여 수면 시간에는 기준 값을 작은 값으로 설정하며, 사료의 공급시간에는 기준 값을 큰 값으로 설정하고, 각각의 시간대에 따라 서로 다른 값으로 어류를 추출할 수 있다.The fish disease detection apparatus 100 extracts fish whose movement range is less than or equal to a set value based on the movement pattern of each fish to be analyzed (S108). At this time, the fish disease detection device 100 variously sets a reference value according to a sleep time of the fish, a feed supply time for the fish, etc., and may extract fish according to the set reference value. For example, in the case of certain fish, there may be little movement during sleep, and movement may be vigorous during the feeding time. Therefore, the fish disease detection device 100 sets the reference value to a small value at the sleep time for the corresponding fish, sets the reference value to a large value at the feed time, and sets the fish to a different value according to each time period. Can be extracted.

또한, 어류질병 감지장치(100)는 미래의 설정된 시간간격 동안의 어류의 움직임패턴을 예측한 경우, 예측된 움직임패턴과 현재의 해당 어류의 움직임을 비교하고, 현재의 해당 어류의 움직임이 예측된 움직임패턴으로부터 설정된 범위 이내에 있는 어류 중에서 과거의 설정된 시간간격 동안의 움직임패턴의 움직임 값이 설정된 값 이하인 어류를 추출할 수도 있다.In addition, when the fish disease detection device 100 predicts a movement pattern of a fish for a set time interval in the future, the predicted movement pattern and the current movement of the corresponding fish are compared, and the current movement of the corresponding fish is predicted. It is also possible to extract fish in which the motion value of the motion pattern during the past set time interval is less than or equal to the set value from among fish within a set range from the motion pattern.

어류질병 감지장치(100)는 추출된 어류에 대응하는 움직임패턴을 저장된 움직임패턴과 비교한다(S110). 이때, 어류질병 감지장치(100)는 저장된 각각의 질병 및 어류의 종류에 대한 감염시기별 어류의 움직임패턴들과 추출된 어류의 움직임패턴을 각각 비교하며, 추출된 어류의 움직임패턴이 저장된 움직임패턴과 동일 또는 유사한 범위에 있는지를 판단한다.The fish disease detection device 100 compares the motion pattern corresponding to the extracted fish with the stored motion pattern (S110). At this time, the fish disease detection device 100 compares the movement patterns of fish by infection time and the extracted movement patterns for each disease and type of fish stored, and the movement patterns in which the extracted fish movement patterns are stored. Determine whether it is in the same or similar range as

어류질병 감지장치(100)는 비교되는 결과에 따라 추출된 어류에 대한 질병 여부를 판단한다(S112). 즉, 어류질병 감지장치(100)는 추출된 어류에 대한 움직임패턴이 특정 질병에 감염된 어류의 움직임패턴과 동일하거나 유사한 것으로 판단되는 경우, 추출된 어류가 해당 특정 질병에 감염된 것으로 판단할 수 있다.The fish disease detection device 100 determines whether or not the extracted fish are diseased according to the comparison result (S112). That is, when it is determined that the movement pattern of the extracted fish is the same as or similar to the movement pattern of the fish infected with a specific disease, the fish disease detection apparatus 100 may determine that the extracted fish is infected with the specific disease.

어류질병 감지장치(100)는 추출된 어류의 위치를 확인한다. 이때, 어류질병 감지장치(100)는 추출된 어류가 특정의 질병에 감염된 것으로 판단되는 경우, 해당 추출된 어류가 양식장(10)에서 어느 위치에 있는지를 확인할 수 있다(S114). 이 경우, 어류질병 감지장치(100)는 카메라(20)로부터 수신되는 영상신호가 어느 위치에 설치된 카메라(20)로부터 수신된 영상신호인지, 그리고 해당 영상신호에서의 추출된 어류의 위치에 따라 추출된 어류가 양식장(10)에서 어느 위치에 있는지를 확인할 수 있다.The fish disease detection device 100 checks the location of the extracted fish. At this time, when it is determined that the extracted fish are infected with a specific disease, the fish disease detection device 100 may check where the extracted fish is located in the farm 10 (S114). In this case, the fish disease detection device 100 extracts the video signal received from the camera 20 according to the location of the video signal received from the camera 20 and the location of the extracted fish in the video signal. It is possible to check where the fish is located in the farm (10).

어류질병 감지장치(100)는 확인되는 어류의 위치에 대응하여 어류의 움직임을 유도한다(S116). 이때, 어류질병 감지장치(100)는 확인되는 어류의 위치에 먹이 또는 먹이모형을 위치시키고 해당 먹이 또는 먹이모형을 이동시킴으로써 확인된 위치에 있는 어류의 움직임을 유도할 수 있다. 그러나, 어류질병 감지장치(100)가 어류의 움직임을 유도하는 방법은 기재된 방법에 한정되는 것은 아니며, 다양한 방법으로 어류의 움직임을 유도할 수도 있다.The fish disease detection device 100 induces the movement of fish in response to the identified fish location (S116). At this time, the fish disease detection device 100 may induce the movement of the fish in the identified position by placing the food or the prey model at the position of the identified fish and moving the corresponding prey or the prey model. However, the method of inducing the movement of fish by the fish disease detection device 100 is not limited to the described method, and may induce the movement of fish by various methods.

이때, 어류질병 감지장치(100)가 해당 어류의 움직임을 유도한 후의 설정된 시간간격 동안의 움직임패턴이 설정된 값 이상이 되면, 어류질병 감지장치(100)는 해당 어류가 정상인 것으로 판단할 수 있다.At this time, when the movement pattern during the set time interval after the fish disease detection device 100 induces the movement of the fish becomes more than the set value, the fish disease detection device 100 may determine that the fish is normal.

어류질병 감지장치(100)는 확인되는 어류의 위치에 대응하여 어류를 포획한다(S118). 이때, 어류질병 감지장치(100)는 양식장(10)의 상부에 전후 방향, 좌우 방향, 및 상하 방향으로 어류 포획장치를 이동시킬 수 있으며, 질병에 감염된 것으로 판단되는 어류의 위치로 이동하여 해당 어류를 포획한다. 이때, 어류질병 감지장치(100)는 어류 포획장치의 단위시간 동안의 움직임을 최대한 느리게 함으로써 이동 중에 질병에 감염된 것으로 판단되는 어류가 다른 위치로 이동하지 못하도록 하는 것이 바람직하다.The fish disease detection device 100 captures fish in response to the identified fish location (S118). At this time, the fish disease detection device 100 can move the fish catching device in the front and rear, left and right directions, and up and down on the top of the farm 10, and moves to the position of the fish determined to be infected with the disease and Capture. At this time, it is preferable that the fish disease detection device 100 slows the movement of the fish catching device for a unit time as much as possible so that the fish determined to be infected with the disease cannot move to another location during movement.

이상에서 본 발명에 따른 실시예들이 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 범위의 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 보호 범위는 다음의 특허청구범위뿐만 아니라 이와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Although the embodiments according to the present invention have been described above, these are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent ranges of embodiments are possible therefrom. Therefore, the scope of protection of the present invention should be determined by the following claims as well as equivalents thereto.

Claims (8)

어류에 대한 질병의 종류와 각각의 상기 질병에 대응하는 어류의 움직임패턴을 데이터베이스화하여 저장하는 움직임패턴 저장부;
가두리 양식장의 해수면 및 수중의 적어도 하나를 촬영하는 카메라로부터 영상신호를 수신하는 영상신호 수신부;
상기 영상신호 수신부에 의해 수신되는 영상신호에 대하여 설정된 시간간격 동안의 각각의 어류의 움직임패턴을 분석하는 움직임패턴 분석부;
상기 움직임 분석부에 의해 분석되는 각각의 어류의 움직임패턴에 기초하여 움직임의 범위가 설정된 값 이하인 어류를 추출하는 어류 추출부;
상기 어류 추출부에 의해 추출된 어류에 대응하는 움직임패턴을 상기 움직임패턴 저장부에 저장된 움직임패턴과 비교하는 움직임패턴 비교부; 및
상기 움직임패턴 비교부에 의해 비교되는 결과에 따라 상기 어류 추출부에 의해 추출된 어류에 대한 질병 여부를 판단하는 어류질병 판단부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지장치.A movement pattern storage unit that converts and stores the types of diseases of fish and movement patterns of fish corresponding to each of the diseases into a database;
An image signal receiver for receiving an image signal from a camera photographing at least one of sea level and underwater of the cage farm;
A movement pattern analysis unit that analyzes the movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received by the image signal receiving unit;
A fish extracting unit for extracting fish whose movement range is less than or equal to a set value based on the movement pattern of each fish analyzed by the motion analysis unit;
A movement pattern comparison unit comparing a movement pattern corresponding to the fish extracted by the fish extraction unit with a movement pattern stored in the movement pattern storage unit; And
A fish disease determination unit that determines whether or not the fish extracted by the fish extraction unit is diseased according to a result compared by the motion pattern comparison unit;
Fish disease detection device comprising a. 제1항에 있어서,
상기 어류 추출부에 의해 추출된 어류의 위치를 확인하는 어류위치 확인부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지장치.The method of claim 1,
A fish location identification unit for checking the location of the fish extracted by the fish extraction unit;
Fish disease detection device, characterized in that it further comprises. 제2항에 있어서,
상기 어류위치 확인부에 의해 확인되는 위치에 대응하여 어류의 움직임을 유도하는 움직임 유도부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지장치.The method of claim 2,
A movement inducing unit for inducing the movement of fish in response to the position identified by the fish position checking unit;
Fish disease detection device, characterized in that it further comprises. 제2항에 있어서,
상기 어류위치 확인부에 의해 확인되는 위치에 대응하여 어류를 포획하는 어류 포획부;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지장치.The method of claim 2,
A fish catching unit for capturing fish in response to the position identified by the fish position checking unit;
Fish disease detection device, characterized in that it further comprises. 어류질병 감지장치에 의해 수행되는 어류질병 감지방법에 있어서,
어류에 대한 질병의 종류와 각각의 상기 질병에 대응하는 어류의 움직임패턴을 데이터베이스화하여 저장하는 단계;
가두리 양식장의 해수면 및 수중의 적어도 하나를 촬영하는 카메라로부터 영상신호를 수신하는 단계;
상기 카메라로부터 수신되는 영상신호에 대하여 설정된 시간간격 동안의 각각의 어류의 움직임패턴을 분석하는 단계;
분석되는 상기 움직임패턴에 기초하여 움직임의 범위가 설정된 값 이하인 어류를 추출하는 단계;
추출된 상기 어류에 대응하는 움직임패턴을 저장된 상기 움직임패턴과 비교하는 단계; 및
비교되는 결과에 따라 추출된 상기 어류에 대한 질병 여부를 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지방법.In the fish disease detection method performed by the fish disease detection device,
Converting and storing the types of diseases of fish and movement patterns of fish corresponding to each of the diseases into a database;
Receiving an image signal from a camera that photographs at least one of sea level and underwater of the cage farm;
Analyzing a movement pattern of each fish during a set time interval with respect to the image signal received from the camera;
Extracting fish whose motion range is less than or equal to a set value based on the analyzed motion pattern;
Comparing the extracted movement pattern corresponding to the fish with the stored movement pattern; And
Determining whether the extracted fish is diseased according to the comparison result;
Fish disease detection method comprising a. 제5항에 있어서,
추출된 상기 어류의 위치를 확인하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지방법.The method of claim 5,
Checking the location of the extracted fish;
Fish disease detection method comprising a further. 제6항에 있어서,
확인되는 상기 위치에 대응하여 어류의 움직임을 유도하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지방법.The method of claim 6,
Inducing the movement of fish in response to the identified position;
Fish disease detection method comprising a further. 제6항에 있어서,
확인되는 상기 위치에 대응하여 어류를 포획하는 단계;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 어류질병 감지방법.

The method of claim 6,
Capturing fish in response to the identified location;
Fish disease detection method comprising a further.
KR1020190123586A 2019-10-07 2019-10-07 Fish disease detecting apparatus and method thereof KR102290647B1 (en)

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