KR20220026915A - Apparatus for sensing leakage using image and sound and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for detecting a leak using an image and sound.
국내 원자력발전소에는 원자로계통(압력 용기 및 배관으로 구성된 안전계통)의 누설을 조기에 감지하기 위하여 누설감시시스템을 설치하여 운영하고 있다. 이러한 누설감시시스템에는 원자로계통의 누설 시에 발생하는 탄성파를 감지하기 위한 음향 방출(AE ; Acoustic Emission) 센서가 계통 표면에 분포되어 설치되어 있다. 누설감시시스템은 계통표면의 누설부위에서 발생하는 탄성파가 AE센서에 감지되면, AE센서들에 계측된 신호를 분석하여 누설이 발생한 위치를 추정하게 된다. 이때 누설에 의해 계통구조물의 표면을 따라 전파되는 탄성파는 감쇠특성(damping)을 가지므로, 누설발생위치에서 AE센서까지의 거리가 먼 경우에는 정확한 누설 진위판별이 용이하지 않다. 또한 AE 센서가 설치되지 않은 계통(영역)에서 누설이 발생하는 경우에는 누설 감시가 용이하지 않은 단점이 있다.In domestic nuclear power plants, a leak monitoring system is installed and operated to detect leaks in the nuclear reactor system (safety system consisting of pressure vessels and pipes) at an early stage. In such a leak monitoring system, an acoustic emission (AE) sensor for detecting an acoustic wave generated when a nuclear reactor system leaks is distributed and installed on the system surface. In the leak monitoring system, when the AE sensor detects the seismic wave generated from the leaking part of the system surface, it analyzes the signal measured by the AE sensors to estimate the location of the leak. At this time, since the elastic wave propagated along the surface of the system structure due to the leakage has damping characteristics, it is not easy to accurately determine the authenticity of the leakage when the distance from the leakage location to the AE sensor is long. In addition, when leakage occurs in the system (area) where the AE sensor is not installed, there is a disadvantage in that it is not easy to monitor the leakage.
관련 선행문헌으로 일본등록특허 3,295,682는 "배관 누설 위치 특정 방법의 신호 처리방법"을 개시한다.As a related prior art, Japanese Patent No. 3,295,682 discloses "a signal processing method of a pipe leakage location specification method".
본 발명의 한 실시예는 영상신호와 음향신호를 기반으로 영상변화가 발생한 영상변화 영역을 1차로 검출하고, 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호 발생을 2차로 검출하여 누설 진위판별을 보다 정확하게 구현할 수 있는 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치 및 방법을 제공하기 위한 것이다.According to an embodiment of the present invention, an image change region in which an image change occurs is primarily detected based on an image signal and an audio signal, and acoustic signal generation due to leakage is detected secondarily in the image change region to more accurately determine the authenticity of a leak. An object of the present invention is to provide an apparatus and method for detecting a leak using an image and sound.
상기 과제 이외에도 구체적으로 언급되지 않은 다른 과제를 달성하는 데 본 발명에 따른 실시예가 사용될 수 있다.In addition to the above problems, the embodiment according to the present invention may be used to achieve other problems not specifically mentioned.
본 발명의 한 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치는 누설감시 대상물에 대한 영상신호를 취득하는 영상부, 누설감시 대상물에 대한 음향신호를 취득하는 음향부, 그리고 영상부와 음향부로부터 취득된 영상신호와 음향신호를 이용하여 시간에 따라 영상변화가 발생한 영상변화 영역을 1차로 분석하고, 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호 발생을 2차로 분석하는 제어부를 포함한다.A leak detection apparatus using an image and sound according to an embodiment of the present invention includes an image unit for acquiring an image signal for a leak monitoring object, a sound unit for acquiring a sound signal for a leak monitoring object, and an image unit and a sound unit from the and a control unit that primarily analyzes an image change region in which image change occurs over time using the acquired image signal and sound signal, and secondarily analyzes the sound signal generation due to leakage in the image change region.
한편, 본 발명의 한 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법은 누설감시 대상물의 영상신호와 음향신호를 취득하는 단계, 취득된 영상신호를 이용하여 시간에 따라 변화하는 영상변화 영역의 각 영역 대표값()을 산출하는 단계, 누설 후보영역()을 산출하는 단계, 그리고 시간에 따라 변화하는 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향이 발생하는지를 판별하고, 누설에 의한 음향 발생이면 누설발생을 경보하는 단계를 포함한다.On the other hand, the leak detection method using an image and sound according to an embodiment of the present invention includes the steps of acquiring an image signal and a sound signal of a leak monitoring object, and each of the image change region changing over time using the acquired image signal area representative ( ), the leakage candidate area ( ), and determining whether sound is generated due to leakage in an image change region that changes with time, and alerting the occurrence of leakage if sound is generated due to leakage.
본 발명의 한 실시예는 영상신호와 음향신호를 함께 활용하여 영상변화가 발생한 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호가 발생하는 지를 추가로 판별함으로써 압력 용기 및 배관에 대한 누설발생 감시기능을 개선할 수 있는 효과가 있다.One embodiment of the present invention is to improve the leakage monitoring function for pressure vessels and pipes by further determining whether an acoustic signal due to leakage occurs in the image change region where the image change occurs by using both the image signal and the sound signal. can have an effect.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법을 도시한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지상태를 표시한 흐름도이다.1 is a view showing a leak detection apparatus using an image and sound according to an embodiment of the present invention.
2 is a flowchart illustrating a leak detection method using an image and sound according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a leak detection state using an image and sound according to an embodiment of the present invention.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 도면부호가 사용되었다. 또한 널리 알려져 있는 공지기술의 경우 그 구체적인 설명은 생략한다.With reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. The present invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification. In addition, in the case of a well-known known technology, a detailed description thereof will be omitted.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
이하에서는 도면들을 참조하여 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치 및 방법을 상세하게 설명한다. Hereinafter, an apparatus and method for detecting a leak using an image and sound will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법을 도시한 흐름도이다. 그리고 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지상태를 표시한 흐름도이다. 도 1을 참조하면, 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치는 영상부(100), 음향부(110), 제어부(120), 표시부(130), 경보부(140)를 포함하며, 영상신호와 음향신호를 기반으로 영상변화가 발생한 영상변화 영역을 1차로 검출하고, 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호 발생을 2차로 검출하여 누설감시 대상물의 누설 진위판별을 용이하게 구현할 수 있다. 여기서, 누설감시 대상물은 고온/저온 압력 용기 및 배관을 포함할 수 있다.1 is a diagram illustrating a leak detection apparatus using images and sounds according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart illustrating a leak detection method using images and sounds according to an embodiment of the present invention. And FIG. 3 is a flowchart showing a leak detection state using an image and sound according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1 , a leak detection device using an image and sound includes an
영상부(100)는 누설감시 대상물에 대한 영상신호를 취득하는 영상 검출부를 포함할 수 있다. 영상부(100)는 영상취득용 캠 또는 CCTV를 포함할 수 있다.The
음향부(110)는 누설감시 대상물에 대한 음향신호를 취득하는 음향 검출부를 포함할 수 있다. 음향부(110)는 3개 이상의 마이크로폰을 포함할 수 있다. 음향부(110)는 누설감시 대상물이 위치된 영역에서 서로 간격을 두고 복수로 설치될 수 있다.The
제어부(120)는 영상부(100)와 음향부(110)로부터 취득된 영상신호와 음향신호를 이용하여 시간에 따라 영상변화가 발생한 영상변화 영역을 1차로 분석하고, 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호 발생을 2차로 분석할 수 있다. 영상부(100)와 음향부(110)를 통해 각각 취득되는 영상신호와 음향신호는 동시에 취득할 수 있다. 제어부(120)는 누설감시 대상물의 누설 위치 감지와 처리에 관련된 전반적인 제어동작을 수행하는 마이크로 프로세서를 포함할 수 있다. 제어부(120)는 일반적인 컴퓨터와 연결되어 관련 정보를 공유할 수 있다. 제어부(120)는 별도의 메모리부를 구비할 수 있다. 메모리부는 제어부(120)에서 연산 처리된 정보와 누설감시 대상물의 누설 위치 감지와 제어를 위해 관련된 데이터들을 저장할 수 있다.The
한편, 제어부(120)는 누설감시 대상물의 누설성분을 감지하여 누설 위치 표시신호를 발생할 수 있다. 표시부(130)는 누설 위치 표시신호에 기초하여 누설감시 대상물의 누설 위치를 표시할 수 있다. 그리고 제어부(120)는 누설감시 대상물의 누설성분을 감지하여 누설 위치 경보신호를 발생할 수 있다. 경보부(140)는 누설 위치 경보신호에 기초하여 누설감시 대상물의 누설 위치를 경보할 수 있다.Meanwhile, the
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치를 이용하여 영상 및 음향신호 기반 누설감시 대상물의 누출 진위를 판별할 수 있다. 즉, 영상신호 외에 음향신호를 함께 활용하여 영상변화가 발생한 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호가 발생하는 지를 추가로 판별함으로써, 기존 방법에 비하여 압력 용기 및 배관에 대한 누설발생 감시와 진위판별 기능을 개선할 수 있다.As described above, it is possible to determine the authenticity of a leak of a leak monitoring object based on an image and a sound signal by using the leak detection apparatus using an image and sound according to an embodiment of the present invention. In other words, by using an acoustic signal in addition to the image signal to additionally determine whether an acoustic signal is generated due to leakage in the image change area where the image change has occurred, it has a function of monitoring leakage of pressure vessels and pipes and determining the authenticity compared to the existing method. can be improved
도 1 내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치를 이용한 감지방법을 설명한다.A detection method using a leak detection device using an image and sound according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 3 .
먼저, 영상부(100)와 음향부(110)를 이용하여 누설감시 대상물에 대해 음향신호와 영상신호를 취득한다(S210). 여기서, 영상부(100)와 음향부(110)를 이용하여 누설감시 대상물에 대한 영상신호()와 음향신호()를 동시에 취득할 수 있다. 이때 t는 시간을 나타낸다.First, an audio signal and an image signal are obtained for a leak monitoring object using the
취득된 영상신호를 이용하여 영상신호에서 시간에 따라 변화하는 영상변화 영역의 각 영역 대표값()을 산출한다(S220). 고온/저온 압력 용기 및 배관에서 누설이 발생하는 경우, 온도차에 의하여 누설부위에서 증기나 가스형태의 누설이 발생할 수 있다. 이러한 누설이 발생하는 영역의 영상은 시간(t)에 따라 변화하므로, 수학식 1 내지 수학식 3을 이용하여 측정된 영상신호 ()중 시간에 따라 변화하는 영상변화 영역을 확인할 수 있다.Using the acquired image signal, each region representative value ( ) is calculated (S220). When leakage occurs in high/low temperature pressure vessels and piping, steam or gas leakage may occur in the leakage area due to the temperature difference. Since the image of the region where such leakage occurs changes with time (t), the image signal ( ), you can check the image change area that changes with time.
먼저, 수학식 1과 같이 영상신호에 합성곱(convolution)을 적용하여 촬영한 영상의 각 영역의 대표값())을 산출한다(S220).First, as in Equation 1, a representative value ( )) is calculated (S220).
[수학식 1][Equation 1]
(여기서, : 2차원 합성곱, ; 2차원 합성곱에 적용되는 2차원 함수, 가우시안 함수 등 사용 가능, 와 : 촬영한 영상의 m번째 영역(m=1~M)의 좌표)(here, : two-dimensional convolution, ; 2D function applied to 2D convolution, Gaussian function, etc. can be used, Wow : Coordinates of the mth area (m=1~M) of the captured image)
누설 후보영역()을 산출하는 단계(S230)에서 각 영역의 대표값()에 대해 시간변화에 대한 각 영역의 대표값()의 변화값()을 수학식 3을 이용하여 산출하고 산출된 변화값이 수학식 4와 같이 설정값을 초과하는 경우 누설 후보영역()으로 판별할 수 있다.leakage candidate area ( ) in the step (S230) of calculating the representative value ( ), the representative value of each domain with respect to time change ( ) change value ( ) is calculated using Equation 3, and when the calculated change value exceeds the set value as in Equation 4, the leakage candidate area ( ) can be identified.
[수학식 2][Equation 2]
[수학식 3][Equation 3]
[수학식 4][Equation 4]
누설 후보영역 산출단계 이후 시간에 따라 변화가 큰 영상영역에 대응하는 사물을 인식하고, 이 사물이 안전계통(누설경보발생 대상물)인지를 판별하는 누설경보발생 대상물 확인단계(S240)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 누설 후보영역(, l=1~L)에 대응하는 영상 위치에 해당하는 사물을 인식하는 방법으로는 사물인식에 사용되는 컨볼루션 신경망(CNN ; Convolutional Neural Network)기법 등을 적용하여, 누설후보영역에 해당하는 사물이 안전계통과 같이 누설경보발생 대상물 인지를 판별하는 방법을 사용할 수 있다. 또한 안전계통과 같이 누설경보발생 대상물이 다른 구조물과 다른 색으로 구분되어 있는 경우에는 누설후보영역에 대응하는 영상 위치에 해당하는 사물이 누설경보발생 대상물에 해당하는 색상인지를 판별하는 방법을 사용할 수 있다.After the step of calculating the candidate leakage area, it may further include a leak alarm occurrence object confirmation step (S240) of recognizing an object corresponding to an image area that changes with time and determining whether the object is a safety system (leakage alarm occurrence object) can Here, the leakage candidate area ( , l = 1~L), by applying the convolutional neural network (CNN) technique used for object recognition, Like this safety system, it is possible to use a method to determine whether a leak alarm is generated. In addition, if the leak warning object is colored differently from other structures, such as in the safety system, a method of determining whether the object corresponding to the image location corresponding to the leak candidate area is the color corresponding to the leak warning object can be used. there is.
이어서, 제어부는 시간에 따라 변화가 큰 영상영역에서 누설에 의한 음향이 발생하는지를 판별하고, 누설로 판별되면 경보를 발생시키는 단계를 수행한다(S250). 여기서, 누설에 의한 음향 발생 판별은 음향신호()를 이용하여 상호상관함수()를 산출하는 단계, 산출된 상호상관함수에 대한 시간지연-주파수 분석을 수행하여, 산출된 상호상관함수의 시간지연-주파수분석 결과()를 산출하는 단계, 그리고 산출된 시간지연-주파수분석 결과()에서 시간에 따라 변화가 큰 누설 후보영역()에 해당하는 시간지연(와 )에 수직선형태로 표출되는 누설신호가 존재하는 경우 누설에 의한 음향 발생으로 판별하는 단계를 포함할 수 있다. 즉, 시간에 따라 변화가 큰 누설 후보영역(, l=1~L)에서 누설에 의한 음향이 발생하는지를 판별하는 방법으로는 음향신호()에 대한 시간지연-주파수분석(Time delay-Frequency Analysis) 결과()에서 시간에 따라 변화가 큰 누설 후보영역()에 해당하는 시간지연(와 )에 수직선형태로 표출되는 누설특징이 존재하는 경우 누설에 의한 음향 발생으로 판별할 수 있다. 이때 는 마이크로폰에서 측정된 음향신호(, )를 이용하여 산출된 상호상관함수()에 대한 시간지연-주파수분석 결과이다. 이때 3개의 마이크로폰을 한글자음"ㄴ"자 형태로 배치한 경우, 와 이며, C는 음속을 나타내고, d는 마이크로폰 사이의 거리를 나타낸다.Next, the control unit determines whether a sound due to leakage is generated in an image area having a large change over time, and generates an alarm when it is determined to be a leakage (S250). Here, the sound generation determination due to leakage is the sound signal ( ) using the cross-correlation function ( ), a time delay-frequency analysis of the calculated cross-correlation function is performed, and a time delay-frequency analysis result of the calculated cross-correlation function ( ), and the calculated time delay-frequency analysis result ( ) in the leakage candidate area ( ) corresponding to the time delay ( Wow ), if there is a leakage signal expressed in the form of a vertical line, it may include the step of determining that the sound is generated by the leakage. That is, the leakage candidate area ( , l=1~L), the method for determining whether sound is caused by leakage is ) time delay-frequency analysis result ( ) in the leakage candidate area ( ) corresponding to the time delay ( Wow ), if there is a leakage characteristic expressed in the form of a vertical line, it can be determined as a sound generation due to leakage. At this time is the sound signal measured by the microphone ( , ) calculated using the cross-correlation function ( ) is the result of time delay-frequency analysis. At this time, if the three microphones are arranged in the shape of the Korean consonant "b", Wow , where C represents the speed of sound, and d represents the distance between the microphones.
상호상관함수()는 수학식 5를 이용하여 산출할 수 있다.cross-correlation function ( ) can be calculated using Equation 5.
[수학식 5][Equation 5]
(여기서, : 기대값, : 시간지연)(here, : expected value, : time delay)
누설진위판별은 사용자가 시간지연-주파수변환결과에서 누설신호에 해당하는 성분이 있는지를 육안으로 확인하는 방법을 사용할 수 있으며, 자동화된 판별을 위해서는 컨볼루션 신경망(CNN)기법과 같은 영상인식기법을 활용하여, 시간지연-주파수분석 영상에 대한 딥러닝학습을 통해 판별하는 방법을 사용할 수 있다.To determine leak authenticity, the user can use a method to visually check whether there is a component corresponding to the leak signal in the time delay-frequency conversion result. By using it, a method of determining through deep learning for time delay-frequency analysis images can be used.
상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법은 영상신호만을 사용하여 누설감시 대상물의 누설발생을 감시하는 기술에 비하여, 영상신호와 음향신호 정보를 함께 이용하여 누설인지 아닌지의 여부를 정확하게 파악할 수 있다. 따라서, 누설감시 대상물에 대한 누설발생여부 진위판별의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As described above, the leak detection method using video and sound according to an embodiment of the present invention uses video signal and sound signal information together to detect leakage, compared to the technology for monitoring leakage occurrence of a leak monitoring object using only video signals. It is possible to determine precisely whether or not Accordingly, it is possible to improve the reliability of determining whether a leak has occurred or not with respect to a leak monitoring object.
영상신호를 이용한 누설감시 방법은 고온 또는 저온의 압력 용기나 배관에서 누설이 발생하는 경우 누출되는 고온증기나 저온가스에 의해 영상신호 중 누설발생지점 부근의 영상이 누설이 없는 경우에 비해 변화(차영상 이용)하는 영상신호를 분석하여 누설여부를 판별할 수 있다. 영상신호를 이용하면 비접촉식으로 원거리에서 누설을 감시할 수 있다. 다만, 영상신호를 이용한 누설감시 방법은 구조물 진동이 발생하거나 다른 사물의 움직임 또는 작업자의 움직임을 누설로 판별할 수 있다는 단점이 있다. 즉, 누설이 없는 경우와 누설이 있는 경우의 영상신호의 변화(차이)만을 감지하여 압력 용기 및 배관의 누설발생을 감시하는 경우, 압력 용기 및 배관의 누설에 의한 영상변화인지, 구조물의 진동 또는 다른 사물의 움직임에 의한 영상변화인지를 판별할 수 없다. 따라서, 좀 더 정확한 누설 발생 감시기술이 요구되고 있다.In the leak monitoring method using the video signal, when a leak occurs in a high-temperature or low-temperature pressure vessel or pipe, the leaked high-temperature steam or low-temperature gas causes the image near the leakage point among the video signals to change (difference). It is possible to determine whether there is a leak by analyzing the video signal that is used for video). Using video signals, it is possible to monitor leaks from a distance in a non-contact manner. However, the leak monitoring method using an image signal has a disadvantage that structure vibration occurs, movement of other objects, or movement of a worker can be identified as leakage. That is, in the case of monitoring the leakage of the pressure vessel and pipe by detecting only the change (difference) of the video signal between the case of no leakage and the case of leakage, whether it is an image change due to leakage of the pressure vessel and pipe, vibration of the structure, or It cannot be determined whether the image is changed due to the movement of another object. Therefore, a more accurate leakage monitoring technology is required.
본 발명의 실시예에 따른 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치와 방법은 영상신호 외에 음향신호를 함께 활용하여 영상변화가 발생한 영상영역에서 누설에 의한 음향신호가 발생하는 지를 추가로 판별함으로써, 기존 방법에 비하여 압력 용기 및 배관에 대한 누설발생 감시와 진위판별 기능을 개선할 수 있다.The leak detection apparatus and method using an image and sound according to an embodiment of the present invention uses an acoustic signal in addition to the image signal to additionally determine whether an acoustic signal due to leakage occurs in the image region where the image change has occurred. Compared to this, it is possible to improve the leakage monitoring and authenticity detection function for pressure vessels and pipes.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.Although preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements by those skilled in the art using the basic concept of the present invention as defined in the following claims are also provided. is within the scope of the
100 ; 영상부
110 ; 음향부
120 ; 제어부
130 ; 표시부
140 ; 경보부100 ;
120 ;
140 ; alert department
Claims (10)
상기 누설감시 대상물에 대한 음향신호를 취득하는 음향부, 그리고
상기 영상부와 음향부로부터 취득된 영상신호와 음향신호를 이용하여 시간에 따라 영상변화가 발생한 영상변화 영역을 1차로 분석하고, 상기 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향신호 발생을 2차로 분석하는 제어부
를 포함하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치.An imaging unit that acquires an image signal for a leak monitoring object;
an acoustic unit for acquiring an acoustic signal for the leak monitoring object; and
A control unit that primarily analyzes an image change region where an image change occurs over time using the image signal and sound signal acquired from the image unit and the sound unit, and secondarily analyzes the sound signal generation due to leakage in the image change region
A leak detection device using an image and sound comprising a.
상기 제어부는 상기 누설감시 대상물의 누설성분을 감지하여 누설 위치 표시신호를 발생하며, 상기 누설 위치 표시신호에 기초하여 상기 누설감시 대상물의 누설 위치를 표시하는 표시부를 더 포함하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치.In claim 1,
The control unit detects a leak component of the leak monitoring object to generate a leak position display signal, and based on the leak position display signal, the control unit further comprises a display unit for displaying the leak position of the leak monitoring object Leak using image and sound detection device.
상기 제어부는 상기 누설감시 대상물의 누설성분을 감지하여 누설 위치 경보신호를 발생하며, 상기 누설 위치 경보신호에 기초하여 상기 누설감시 대상물의 누설 위치를 경보하는 경보부를 더 포함하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지장치.In claim 1,
The control unit detects a leak component of the leak monitoring object to generate a leak position warning signal, and based on the leak position alarm signal, the control unit further includes an alarm unit for alerting the leak position of the leak monitoring object Leak using image and sound detection device.
취득된 영상신호를 이용하여 시간에 따라 변화하는 영상변화 영역의 각 영역 대표값()을 산출하는 단계,
누설 후보영역()을 산출하는 단계, 그리고
시간에 따라 변화하는 영상변화 영역에서 누설에 의한 음향이 발생하는지를 판별하고, 누설에 의한 음향 발생이면 누설발생을 경보하는 단계
를 포함하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법.acquiring the video signal and the sound signal of the leak monitoring object;
Using the acquired image signal, each region representative value ( ) to calculate
leakage candidate area ( ) to calculate, and
Determining whether sound is generated due to leakage in the image change area that changes with time, and alerting the occurrence of leakage if sound is generated due to leakage
A leak detection method using an image and sound comprising a.
상기 각 영역 대표값()은 하기 수학식 1:
[수학식 1]
(여기서, : 2차원 합성곱, ; 2차원 합성곱에 적용되는 2차원 함수, 가우시안 함수 등 사용 가능, 와 : 촬영한 영상의 m번째 영역(m=1~M)의 좌표)
을 이용해서 산출되는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법.In claim 4,
The representative values of each area ( ) is the following Equation 1:
[Equation 1]
(here, : two-dimensional convolution, ; 2D function applied to 2D convolution, Gaussian function, etc. can be used, Wow : Coordinates of the mth area (m=1~M) of the captured image)
A leak detection method using the image and sound calculated using
상기 누설 후보영역()을 산출하는 단계에서 각 영역의 대표값()에 대해 시간변화에 대한 각 영역의 대표값()의 변화값()을 산출하고 산출된 변화값이 설정값을 초과하는 경우 누설 후보영역()으로 판별하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법In claim 4,
The leakage candidate area ( ) in the step of calculating the representative value ( ), the representative value of each domain with respect to time change ( ) change value ( ), and if the calculated change value exceeds the set value, the leakage candidate area ( ) leakage detection method using image and sound
상기 변화값()은 하기 수학식 3:
[수학식 3]
을 이용해서 산출되는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법.In claim 6,
the change value ( ) is the following Equation 3:
[Equation 3]
A leak detection method using the image and sound calculated using
상기 누설에 의한 음향 발생 판별은
상기 음향신호()를 이용하여 상호상관함수()를 산출하는 단계,
산출된 상호상관함수에 대한 시간지연-주파수 분석을 수행하여, 산출된 상호상관함수의 시간지연-주파수분석 결과()를 산출하는 단계, 그리고
산출된 시간지연-주파수분석 결과()에서 시간에 따라 변화가 큰 누설 후보영역()에 해당하는 시간지연(와 )에 수직선형태로 표출되는 누설신호가 존재하는 경우 누설에 의한 음향 발생으로 판별하는 단계를 포함하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법.In claim 4,
Determination of sound generation by the leakage
the sound signal ( ) using the cross-correlation function ( ) to calculate
Time delay-frequency analysis is performed on the calculated cross-correlation function, and the time delay-frequency analysis result of the calculated cross-correlation function ( ) to calculate, and
Calculated time delay-frequency analysis result ( ) in the leakage candidate area ( ) corresponding to the time delay ( Wow ), when there is a leakage signal expressed in a vertical line form, determining that sound is generated due to leakage.
상기 상호상관함수()는 하기 수학식 5:
[수학식 5]
(여기서, : 기대값, : 시간지연)
을 이용해서 산출되는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법.In claim 8,
The cross-correlation function ( ) is the following Equation 5:
[Equation 5]
(here, : expected value, : time delay)
A leak detection method using the image and sound calculated using
상기 누설 후보영역 산출단계 이후 시간에 따라 변화 영역에 대응하는 사물이 안전계통인지를 판별하는 누설경보발생 대상물 확인단계를 더 포함하는 영상과 음향을 이용한 누설 감지방법.In claim 4,
Leak detection method using image and sound further comprising the step of determining whether the object corresponding to the change area is a safety system after the step of calculating the candidate leakage area.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020200108045A KR102529265B1 (en) | 2020-08-26 | 2020-08-26 | Apparatus for sensing leakage using image and sound and method thereof |
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2020
- 2020-08-26 KR KR1020200108045A patent/KR102529265B1/en active IP Right Grant
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