KR20210067779A - 가축 발성음 센싱 시스템 및 방법 - Google Patents

가축 발성음 센싱 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가축 발성음 센싱 시스템 및 방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 가축 발성음 센싱 시스템은, 축사 시설에 배치되어 가축의 발성음을 감지하는 복수의 소리센서; 상기 발성음으로부터 추출된 특징 데이터를 기초로 상기 발성음의 종류를 식별하는 발성음 식별부; 상기 복수의 소리센서에 의하여 상기 발성음이 각각 감지된 시간정보를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 개체위치 탐지부; 및 식별된 상기 발성음의 종류와 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 제공하는 정보제공부를 포함한다.
이에 의하면, 가축의 발성음을 통해 가축의 상태를 정확하게 파악하여 필요한 조치를 신속하게 수행할 수 있다.

Description

가축 발성음 센싱 시스템 및 방법{SYSTEM FOR SENSING SOUNDS OF DOMESTIC ANIMALS AND METHOD THEREOF}
본 발명은 가축 발성음 센싱 시스템 및 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가축의 발성음을 분석하여 가축의 상태를 모니터링하는 가축 발성음 센싱 시스템 및 방법에 관한 것이다.
축사 시설에서 가축을 사육할 때 관리자들은 육안으로 직접 가축을 확인하여 가축의 상태를 파악하고 그에 따른 필요한 조치를 취하고 있다. 이에 따르면, 가축의 개체수가 많은 경우 관리자가 모든 개체를 일일히 확인하기 힘들며, 기본적으로 관리자의 개인적인 경험이나 지식에 기반하여 판단하기 때문에 판단의 정확도가 떨어지는 문제점이 있다.
또한, 현실적으로 축사 시설에 24시간 관리자가 상주하여 가축의 상태를 모니터링하기 힘들기 때문에 즉각적인 조치나 대처가 필요할 때, 이에 대한 신속한 대응이 어려울 수 있다.
이에, 축사 시설에 CCTV를 설치하여 지속적인 모니터링을 하고 있으나, 시각적인 영상만으로는 가축의 세밀한 상태를 파악하기에는 어려움이 있는 실정이다.
따라서, 단순히 관리자의 개인적 경험이나 지식에 의존하지 않더라도 가축의 상태를 정확하게 모니터링할 수 있고, 가축의 상태에 따른 필요한 조치가 신속하게 이루어지도록 적절한 가이드를 제공할 수 있는 방안이 요구된다.
한국공개특허 제20120097960호(2012.09.05)
본 발명은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축사 내에 설치된 소리센서를 통하여 감지된 가축의 발성음을 분석하여 가축의 상태를 파악하고, 이에 기초로 가축이 필요로 하는 적절한 조치 및 관리를 제공할 수 있도록 하는 가축 발성음 센싱 시스템 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적은 본 발명의 일 양태에 따른 축사 시설에 배치되어 가축의 발성음을 감지하는 복수의 소리센서; 상기 발성음으로부터 추출된 특징 데이터를 기초로 상기 발성음의 종류를 식별하는 발성음 식별부; 상기 복수의 소리센서에 의하여 상기 발성음이 각각 감지된 시간정보를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 개체위치 탐지부; 및 식별된 상기 발성음의 종류와 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 제공하는 정보제공부를 포함하는 가축 발성음 센싱 시스템에 의하여 달성될 수 있다.
여기서, 상기 발성음 식별부는, 상기 발성음의 특징 데이터의 패턴을 기초로 상기 발성음을 분류하는 발성음 분류모델을 저장하고, 상기 발성음 분류모델을 기초로 상기 발성음의 종류를 식별할 수 있다.
한편, 상기 발성음 식별부에 의하여 미리 결정된 기준 시간 내에 동일한 종류의 발성음이 반복적으로 식별되었을 때, 상기 발성음이 감지된 시간에 관한 정보, 상기 특징 데이터 및 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 기초로 상기 발성음이 동일한 개체에 의한 발성음인지 또는 상이한 개체의 의한 발성음인지 여부를 판단하는 개체판단부를 더 포함할 수 있다.
아울러, 상기 개체판단부에 의하여, 상기 동일한 종류의 발성음이 동일한 개체에 의한 발성음으로 판단된 경우, 상기 개체위치 탐지부에 의하여 탐지된 상기 가축 개체의 위치를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 트랙킹하는 개체 트랙킹부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 개체판단부에 의하여, 상기 동일한 종류의 발성음이 상이한 개체에 의한 발성음으로 판단된 경우, 상기 동일한 종류의 발성음의 공간적 분포를 분석하는 공간분포 분석부를 더 포함할 수 있다.
한편, 상기 정보제공부는, 상기 분포분석부에 의한 상기 공간적 분포를 기초로 특정 영역에 위치한 복수의 가축 개체에 대한 가이드 정보를 생성하여 제공할 수 있다.
이때, 상기 가축은 소이고, 상기 발성음의 종류는, 소 음식 대기음, 성장소 음식 대기음, 송아지 이유식 대기음, 소 기침음, 소 무리 이탈음, 분만후 송아지 분리음, 소 분만 진통음, 분만후 소 모성음, 소 발정음, 및 기타 노이즈 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기한 목적은 본 발명의 또 다른 양태에 따른 축사 시설에 배치된 복수의 소리센서를 통하여 가축의 발성음을 감지하는 단계; 상기 복수의 소리센서에 의하여 상기 발성음이 각각 감지된 시간정보를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 단계; 상기 발성음으로부터 추출된 특징 데이터를 기초로 상기 발성음의 종류를 식별하는 단계; 및 식별된 상기 발성음의 종류와 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 제공하는 단계를 포함하는 가축 발성음 센싱 방법에 의해서도 달성될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가축의 발성음을 통해 가축의 상태를 정확하게 파악할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 발성음을 낸 발성개체의 위치를 탐지하고, 특정 발성음을 반복적으로 내는 개체의 위치를 트랙킹함으로써 해당 개체에게 필요한 조치가 신속하게 이루어지도록 한다.
뿐만 아니라, 본 발명에 따르면, 동일한 발성음의 공간적 분포를 분석함으로써 축사 내 특정 구역에 필요한 조치를 신속하게 파악할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가축 발성음 센싱 시스템의 구성을 나타낸 블록도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개체위치 탐지부에서 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 방법을 설명하기 위한 참고도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간분포 분석부에서 가축 발성음의 공간적 분포를 분석하는 방법을 설명하기 위한 참고도; 및
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가축 발성음 센싱 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예들에 대해 설명하기로 한다.
참고로, 본 명세서에서 기재하는 가축은 소, 닭, 돼지 등 축사 시설에 수용되어 사육될 수 있는 동물로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 가축 발성음 센싱 시스템의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가축 발성음 센싱 시스템(100)은 소리센서(10), 개체위치 탐지부(20), 발성음 식별부(30), 개체판단부(40), 개체 트랙킹부(50), 공간분포 분석부(60), 및 정보제공부(70)를 포함한다.
소리센서(10)는 축사 시설(미도시)에 설치되어 가축의 발성음 등 축사 시설에서 발생되는 각종 소리들을 감지한다. 여기서, 축사 시설은 가축을 사육하는 건축물로서, 외부로부터 완전히 또는 부분적으로 밀폐된 공간일 수 있다. 소리센서(10)는 축사 시설 내 가축이 위치하는 공간, 가축의 이동 경로를 고려하여 적절한 위치에 설치될 수 있으며, 축사 시설 내 가축의 수, 사육 공간의 분리 구조 등을 고려하여 단일 또는 복수 개 배치될 수 있다. 참고로, 소리센서(10)는 마이크에 소리가 입력될 때, 소리의 세기에 따라 변하는 전압 변화를 측정하여 소리의 크기 등을 판별하기 위한 센서로, 공지된 다양한 소리센서가 적용될 수 있다. 소리센서는 널리 알려진 소자이므로 설명의 간략화를 위하여 상세한 설명은 생략하기로 한다.
개체위치 탐지부(20)는 복수의 소리센서(10)에 의하여 발성음이 각각 감지된 시간정보를 기초로 발성음을 생성한 개체의 위치를 탐지한다. 발성음을 생성한 발성개체의 위치 탐지는 소리센서(10)와 발성개체 간의 거리에 따라 각 소리센서(10)에 발성음이 감지된 시간이 다르다는 점을 이용한다. 예컨대, 발성개체로부터 상대적으로 거리가 떨어진 곳에 위치한 소리센서(10)에는 거리가 가까운 소리센서(10)보다 더 늦게 소리가 감지될 것이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 개체위치 탐지부(20)에서 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 2를 참조하면, 축사에 3개의 소리센서(10a,10b,10c)가 서로 이격되어 설치되어 있는 경우로서, 제1 소리센서(10a)에는 t1 시점에 발성음이 감지되었고, 제2 소리센서(10b)에는 t1+a 시점에, 제3 소리센서(10c)에는 t1+a+b 시점에 발성음이 각각 감지된 경우를 상정한다.
소리의 속도 v는 서로 동일하므로, 시간(t) x 속도(v) = 거리(d)라는 관계하에서, 제1 내지 제3 소리센서(10a,10b,10c)를 중심으로 발성개체와 각 소리센서(10a,10b,10c) 간의 거리(d1,d2,d3)를 반지름으로 가지는 원이 산출될 수 있다.
개체위치 탐지부(20)는 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 원이 서로 겹치는 지점(target)을 발성개체의 위치로 탐지한다.
발성음 식별부(30)는 소리센서(10)로부터 감지된 가축의 발성음에 대한 센싱값을 수신하여 가축 발성음의 특징 데이터를 추출하고, 추출된 특징 데이터를 기초로 발성음의 종류를 식별한다. 여기서, 특징 데이터는 가축의 발성음의 특징에 관한 데이터로서, 시간 도메인(Time domain)에서 획득되는 시간 영역 특징과 주파수 도메인(Frequency domain)에서 획득되는 주파수 영역 특징으로 구분될 수 있다. 예컨대, 특징 데이터는, 피치(Pitch), 지속 시간(Duration), 강도(Intensity), 포먼트(Formant), 파워 스펙트럼 밀도(Power Spectral Density) 등이 될 수 있다.
여기서, 피치는 음이 가지고 있는 기본적인 주파수로서, 평균피치(Mean Pitch), 최소 피치(Minimum pitch), 최대 피치(Maximum pitch) 등이 적용될 수 있으며, 단위는 Hz로 나타낼 수 있다. 또한, 지속 시간은 특정음이 지속되는 시간으로서, 초(sec) 단위로 나타낼 수 있다. 강도는 소리의 크기로서, 단위는 dB로 나타낼 수 있으며, 예를 들어, 일정 시간을 가진 음성 신호의 실효값(Root Mean Square, RMS)이 적용될 있다. 포먼트는 조음기관의 변화에 따른 주파수의 분포로서, Hz 단위로 나타낼 수 있으며, 스펙트로그램(Spectrogram) 등에서 분석될 수 있다.
이와 같이, 발성음 식별부(30)는 가축 발성음으로부터 특징 데이터의 추출을 위하여 고속 퓨리에 변환(Fast Fourier Transform), MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficients) 추출법 등 음성신호 처리를 위한 각종 공지된 알고리즘을 실행할 수 있다.
발성음 식별부(30)는 특징 데이터의 패턴을 기초로 발성음을 분류하기 위한 발성음 분류모델(31)을 메모리에 저장하고, 이를 기초로 발성음의 종류를 식별할 수 있다. 여기서, 발성음 분류모델(31)은 가축 발성음의 특징 데이터의 패턴에 대응하여 해당되는 발성음의 종류의 관계가 정의된 모델을 의미한다. 예컨대, 발성음 분류모델(31)은 발성음 종류가 라벨링된 가축 발성음 훈련 데이터(Training data)를 기초로 서포트 벡터 머신(Support Vector Machine, SVM), 베이지안(Baysian), 의사결정 트리(Decision Tree), 합성곱 신경망(Convolution Neural Network, CNN), 순환 신경망(Recurrent Neural Network, RNN) 등 다양한 기계학습 및 딥러닝(Deep learning) 알고리즘을 통하여 생성될 수 있다. 위에 제시된 알고리즘 외에도 음성인식 분야에 적용 가능한 다양한 공지된 알고리즘이 이용될 수 있음은 물론이다.
가축의 종류별로 내는 소리와 그 의미가 상이하므로, 발성음 식별부(30)는 돼지, 소, 닭과 같이 가축의 종류별로 발성음 분류모델(31)을 각각 저장할 수 있다. 예컨대, 가축이 소인 경우에는, 발성음 분류모델(31)은 소 음식 대기음, 소 기침음, 소 무리 이탈음, 분만후 송아지 분리음, 소 분만 진통음, 분만후 소 모성음, 소 발정음, 기타 노이즈 등을 분류하는 모델일 수 있다. 이때, 가축의 성장단계, 성별 등에 따라 동일한 의미를 가진 발성음이 서로 다르게 나타날 수 있으므로, 성장단계, 성별 등에 따라 발성음의 종류를 각각 정의할 수 있다. 예를 들면, 음식 대기음일 때, 성장이 완료된 소 음식 대기음, 성장단계 중에 있는 성장소 음식 대기음, 송아지 이유식 대기음 등과 같이 성장단계별로 종류를 세분화할 수 있다.
한편, 발성음 식별부(30)는 가축의 발성음과 무관한 기타 노이즈에 관한 센싱값을 필터링할 수 있다. 예컨대, 발성음 식별부(30)는 소리센서(10)에 의한 센싱값 중 일정 DB 이상의 소리에 대한 센싱값만을 가지고 발성음의 종류를 식별할 수 있을 것이다. 또한, 소리센서(10)에서 동시에 여러 발성음이 혼재되어 있을 때, 각 발성음을 분리하여 복수의 발성음의 종류를 파악할 수도 있다.
또한, 복수의 소리센서(10)에서 감지된 발성음의 종류를 각각 식별한 결과가 소리센서(10)마다 상이한 경우를 상정할 수도 있을 것이다. 예컨대, 제1 소리센서와 제2 소리센서에서 감지된 결과에 따르면 소 기침음으로 식별되었고, 제3 소리센서에서는 소 발정음으로 식별된 경우, 발성음 식별부(30)는 발성음을 생성한 가축 개체의 위치에 상대적으로 더 가까운 소리센서(10)에 대응하는 식별 결과를 최종적인 발성음 종류로서 선택할 수 있다. 또는, 복수의 소리센서(10)에 대응한 식별 결과를 모두 고려하되, 소리센서(10)와 발성개체 간 거리에 따라 가중치를 달리 부여하여 최종적으로 식별 결과를 결정할 수 있다. 예컨대, 발성개체의 위치와 거리가 더 가까운 소리센서(10)에 대한 식별 결과에 더 큰 가중치를 부여할 수 있을 것이다.
개체판단부(40)는 발성음 식별부(30)에 의하여 미리 결정된 기준 시간 내에 동일한 종류의 발성음이 반복적으로 식별되었을 때, 해당 발성음이 동일한 개체에 의한 발성음인지 또는 상이한 개체의 의한 발성음인지 여부를 판단한다. 이러한 판단은 발성음이 감지된 시간에 관한 정보, 발성음의 특징 데이터, 및 개체위치 탐지부(20)에서 탐지된 발성개체의 위치에 관한 정보를 기초로 수행될 수 있다.
예컨대, 개체위치 탐지부(20)를 통하여 탐지된 발성개체의 위치 변화가 연속적으로 식별된 동일한 종류의 제1 발성음과 제2 발성음이 감지된 시간 간격 동안 이루어지기 어려운 경우, 즉, 가축의 발성개체의 위치 변화가 통상적인 가축의 이동 속도를 상회하여 이루어진 경우, 동일한 종류의 발성음은 상이한 개체에 의하여 생성된 것으로 판단될 수 있다.
또한, 발성음의 특징 데이터의 유사도를 이용할 수 있다. 이는 동일한 종류의 발성음이라 하더라도 해부학적 구조의 형상, 크기 등에 영향을 받아 각 개체마다 특징 데이터의 패턴이 조금씩 달리 나타날 수 있음을 고려한 것이다. 예컨대, 동일한 종류의 발성음더라도 가축 개체마다 주파수 대역, 주파수별 에너지 분포도, 음의 세기 변화 형태, 파형 등이 다를 수 있다. 개체판단부(30)는 스펙트로그램이나 FFT 스펙트럼 기반 등에서 ML(Maximum Likelihood) 등 공지된 다양한 알고리즘을 이용하여 주파수 파형, 주파수 대역, 에너지 분포, 포먼트 등의 유사도를 산출하여 반복적으로 감지된 발성음이 동일한 개체 또는 상이한 개체에 의한 것인지 판단할 수 있다.
개체 트랙킹부(50)는 반복된 동일한 종류의 발성음이 개체판단부(40)에 의하여 동일한 개체에 의한 발성음으로 판단된 경우, 개체위치 탐지부(20)에 의하여 탐지된 발성개체의 위치를 기초로 해당 발성음을 낸 가축 개체의 위치를 트랙킹한다. 개체 트랙킹부(50)는 개체를 촬영하는 이미지 센서를 이용하여 구현될 수 있다.
이때, 개체 트랙킹부(50)는 다양한 종류의 발성음 중 특정 발성음 종류를 저장하고, 저장된 종류의 발성음이 동일한 개체의 의하여 반복적으로 생성되었을 때에 한하여 해당 개체를 트랙킹하도록 구현할 수 있다. 이는 의미가 없는 울음소리 등과 같이 별도의 조치가 필요없는 발성음을 반복적으로 내는 개체에 대해서는 트랙킹이 필요없음을 고려한 것이다. 따라서, 분만 진통음, 소 기침음 등과 같이 어떠한 조치가 신속하게 취해져야 하거나, 지속적인 관찰이 필요한 종류에 대응하는 발성음을 반복적으로 생성하고 있는 개체를 트랙킹할 수 있을 것이다.
공간분포 분석부(60)는 반복된 동일한 종류의 발성음이 개체판단부(40)에 의하여 상이한 개체에 의한 발성음으로 판단된 경우, 해당 동일한 종류의 발성음의 공간적 분포를 분석한다. 발성음의 공간적 분포 분석은 개체위치 탐지부(20)에 의한 위치 탐지 결과를 기초로 이루어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 공간분포 분석부(60)에서 가축 발성음의 공간적 분포를 분석하는 방법을 설명하기 위한 참고도이다.
도 3을 참조하면, 개체위치 탐지부(20)의 위치 탐지 결과를 기초로 동일한 종류의 발성음을 낸 각 개체의 위치의 공간적 분포를 파악한다. 이를 통하여, 축사 시설(S) 내에서 동일한 종류의 발성음이 어떤 영역에서 발생되고 있는지 클러스터링(Clustering)(S1)이 가능하다. 예컨대, 음식 대기음이 특정 공간에서 상이한 개체에 의하여 반복되고 있는 경우 해당 공간에 먹이 주는 것이 누락된 것을 파악할 수 있으며, 특정 공간에서 소 기침음이 반복되고 있는 경우 해당 공간에 전염병 등이 확산되고 있는지를 용이하게 파악할 수 있을 것이다.
정보제공부(70)는 개체위치 탐지부(20), 발성음 식별부(30), 개체 트랙킹부(50), 및 공간분포 분석부(60)를 통한 분석 결과를 사용자에게 제공한다. 이를 위하여, 정보제공부(70)는 각종 화면이나 메뉴, 그림 등을 표시할 수 있는 디스플레이와 키보드, 마우스 등 사용자로부터 필요한 입력을 받을 수 있는 입력수단을 포함할 수 있다.
정보제공부(70)는 발성음이 감지된 소리센서(10)에 할당된 식별번호, 식별된 발성음의 종류, 발성음을 생성한 개체의 위치 등이 나타난 화면을 생성하여 제공할 수 있으며, 개체 트랙킹부(50)를 통하여 트랙킹되고 있는 개체의 영상, 공간분포 분석부(60)를 통하여 분석된 발성음의 공간적 위치를 도트 등의 표식을 이용하여 표시함으로써 사용자가 발성음의 밀집도를 쉽게 파악하도록 할 수 있다. 이때, 서로 다른 종류의 발성음이 반복될 때에는, 종류별로 서로 다른 색상이나 표식을 이용하여 구분할 수 있다.
한편, 정보제공부(70)는 공간분포 분석부(60)에 의한 공간적 분포를 기초로 특정 영역에 위치한 복수의 가축 개체에 대한 가이드 정보를 생성하여 제공할 수 있다. 예컨대, 특정 영역에 음식 대기음이 밀집된 경우, 해당 영역에 먹이를 제공하라는 가이드 정보를 제공할 수 있을 것이다. 이를 위하여, 정보제공부(70)는 다양한 발성음 발생 상황에 따른 필요한 조치나 관리에 관한 가이드라인 정보를 저장하여 발생 상황에 대응하는 적절한 가이드 정보를 사용자에게 제공할 수 있다.
정보제공부(70)는 발성음을 생성한 개체의 위치와 소리센서(10) 간의 거리, 복수의 소리센서(10)에 대응하는 발성음 종류 식별 결과의 일치여부 등을 기초로 발성음 종류 식별 결과에 관한 정확도를 산출하여 사용자에게 제공할 수도 있다. 예컨대, 소리센서(10)와 발성개체의 위치가 멀리 떨어진 경우 가까울 때보다 정확도를 상대적으로 낮게 산출할 수 있으며, 복수의 소리센서(10)에 대응하는 식별 결과가 서로 다를 경우에는 복수의 소리센서(10)에 대응하는 식별 결과가 서로 일치할 때에 비하여 정확도를 낮게 산출할 수 있을 것이다.
또한, 정보제공부(70)는 사용자가 소지한 사용자 단말(미도시)에 각종 분석 정보를 제공하여 원격에서도 축사 내 상황을 쉽게 파악하도록 할 수도 있다. 사용자는 이와 같이 정보제공부(70)를 통하여 제공된 각종 정보를 통하여 축사 내 가축의 상태를 쉽게 모니터링하고, 필요한 조치를 신속하게 취할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 가축 발성음 센싱 방법을 나타낸 흐름도이다. 이하, 도 4를 참조하여, 이상에서 설명된 가축 발성음 센싱 시스템(100) 구성의 유기적인 동작을 살펴본다.
축사 시설에 배치된 복수의 소리센서(10)를 통하여 가축의 발성음이 감지되면(S10), 개체위치 탐지부(20)는 복수의 소리센서(10)에 의하여 발성음이 감지된 시간정보를 기초로 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하고(S20), 발성음 식별부(30)는 소리센서(10)로부터 감지된 발성음을 수신하여 발성음으로부터 특징 데이터를 추출하여 감지된 발성음의 종류를 식별한다(S30).
이때, 발성음 종류의 식별은 저장된 발성음 분류모델(31)을 이용하여 식별할 수 있음은 전술된 바와 같다.
한편, 미리 결정된 기준 시간 내에 동일한 종류의 발성음이 반복적으로 식별되는 경우, 개체판단부(40)는 발성음이 감지된 시간에 관한 정보, 발성음의 특징 데이터, 및 발성 가축 개체의 위치에 관한 정보를 기초로 반복된 발성음이 동일한 개체에 의한 발성음인지 또는 상이한 개체의 의한 발성음인지 여부를 판단한다(S40).
판단 결과, 만약 동일한 개체에 의한 경우에는 개체 트랙킹부(50)를 통하여 해당 개체에 대한 트래킹이 수행되고, 상이한 개체의 의한 경우에는 공간분포 분석부(60)를 통하여 동일한 종류의 발성음의 공간적 분포에 대한 분석이 이루어진다(S50,S60,S70).
전술된 단계에서 식별된 발성음의 종류와 가축 개체의 위치에 관한 정보, 개체 트랙킹 정보, 발성음의 공간적 분포에 관한 정보는 가공되어 정보제공부(70)를 통하여 사용자에게 제공된다(S80).
전술된 각 단계는 필요에 따라 추가되거나 변경되어 적용될 수 있음은 물론이다. 예컨대, 이미지 트랙킹이나 공간적 분포에 관한 분석이 필요한 발성음 종류를 미리 저장하여 둠으로써 해당 종류의 발성음이 반복될 경우에만 이미지 트랙킹이나 공간적 분포 분석을 수행하도록 할 수 있다. 이에 의하면, 동일한 종류의 발성음이 반복적으로 식별되더라도 특별한 조치가 필요없거나 중요하지 않는 발성음에 대해서는 추가 분석이 이루어지지 않도록 함으로써 시스템의 효율적인 운용이 가능하다.
또한, 흐름도에서는 발성 개체의 위치를 탐지하는 S20단계가 먼저 수행된 후, 발성음 종류를 식별하는 S30단계가 수행되는 것으로 기재되었으나, 위 두 단계가 동시에 수행되도록 구현될 수 있다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 가축 발성음 센싱 시스템(100) 및 방법에 의하면, 가축이 내는 발성음의 분석을 통하여 사용자가 가축 상태를 쉽게 파악할 수 있으며, 발성음을 반복하여 내는 개체를 트랙킹하거나, 특정 발성음의 공간적 분포를 분석하여 제공함으로써 사용자가 필요한 조치를 신속하게 취하도록 할 수 있다.
지금까지 본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 안에서 본 발명의 실시예의 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
예컨대, 가축 발성음 센싱 시스템(100)의 각 기능적 구성은 하나의 분석 서버로 통합되어 구현될 수도 있으나, 각 구성이 공간적으로 분리되어 해당 기능을 수행하는 별도의 프로세서 모듈로 구성되고 통신 네트워크를 통하여 상호간에 정보를 송수신하도록 구현 가능하다.
따라서, 본 발명의 실시예는 단지 예시적인 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 기술적 사상은 특허청구범위의 기재로부터 정의되고, 그 보호범위는 균등물에 미치는 것으로 보아야 할 것이다.
10: 소리센서 20: 개체위치 탐지부
30: 발성음 식별부 40: 개체판단부
50: 개체 트래킹부 60: 공간분포 분석부
70: 정보제공부

Claims (8)

  1. 축사 시설에 배치되어 가축의 발성음을 감지하는 복수의 소리센서;
    상기 발성음으로부터 추출된 특징 데이터를 기초로 상기 발성음의 종류를 식별하는 발성음 식별부;
    상기 복수의 소리센서에 의하여 상기 발성음이 각각 감지된 시간정보를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 개체위치 탐지부; 및
    식별된 상기 발성음의 종류와 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 제공하는 정보제공부를 포함하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발성음 식별부는,
    상기 발성음의 특징 데이터의 패턴을 기초로 상기 발성음을 분류하는 발성음 분류모델을 저장하고, 상기 발성음 분류모델을 기초로 상기 발성음의 종류를 식별하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 발성음 식별부에 의하여 미리 결정된 기준 시간 내에 동일한 종류의 발성음이 반복적으로 식별되었을 때, 상기 발성음이 감지된 시간에 관한 정보, 상기 특징 데이터 및 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 기초로 상기 발성음이 동일한 개체에 의한 발성음인지 또는 상이한 개체의 의한 발성음인지 여부를 판단하는 개체판단부를 더 포함하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 개체판단부에 의하여, 상기 동일한 종류의 발성음이 동일한 개체에 의한 발성음으로 판단된 경우, 상기 개체위치 탐지부에 의하여 탐지된 상기 가축 개체의 위치를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 트랙킹하는 개체 트랙킹부를 더 포함하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 개체판단부에 의하여, 상기 동일한 종류의 발성음이 상이한 개체에 의한 발성음으로 판단된 경우, 상기 동일한 종류의 발성음의 공간적 분포를 분석하는 공간분포 분석부를 더 포함하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 정보제공부는,
    상기 분포분석부에 의한 상기 공간적 분포를 기초로 특정 영역에 위치한 복수의 가축 개체에 대한 가이드 정보를 생성하여 제공하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가축은 소이고,
    상기 발성음의 종류는, 소 음식 대기음, 성장소 음식 대기음, 송아지 이유식 대기음, 소 기침음, 소 무리 이탈음, 분만후 송아지 분리음, 소 분만 진통음, 분만후 소 모성음, 소 발정음, 및 기타 노이즈 중 적어도 어느 하나를 포함하는 가축 발성음 센싱 시스템.
  8. 축사 시설에 배치된 복수의 소리센서를 통하여 가축의 발성음을 감지하는 단계;
    상기 복수의 소리센서에 의하여 상기 발성음이 각각 감지된 시간정보를 기초로 상기 발성음을 생성한 가축 개체의 위치를 탐지하는 단계;
    상기 발성음으로부터 추출된 특징 데이터를 기초로 상기 발성음의 종류를 식별하는 단계; 및
    식별된 상기 발성음의 종류와 상기 가축 개체의 위치에 관한 정보를 제공하는 단계를 포함하는 가축 발성음 센싱 방법.
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