KR20220160401A - Deterioration degree evaluation apparatus and method for evaluating deterioration degree - Google Patents

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KR20220160401A
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binary images
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이한상
김범신
김진수
김희선
박명수
이창민
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한국전력공사
한국동서발전(주)
한국서부발전 주식회사
한국남부발전 주식회사
한국남동발전 주식회사
한국중부발전(주)
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Abstract

A degradation evaluation method according to an embodiment of the present invention includes steps of: creating a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a certain facility; generating a plurality of binary images by binarizing data of a plurality of images; extracting information of a plurality of pipes included in the plurality of binary images; inputting the information of the plurality of pipes into a pre-learned algorithm, grouping the plurality of binary images, and ranking the deterioration degrees of each group; and determining a final number of groups and a degree of deterioration of each group based on at least one of operation history and maintenance information of the facility. One objective of the present invention is to provide the deterioration evaluation device and the deterioration evaluation method capable of evaluating the degree of deterioration in an optimized method.

Description

열화도 평가 장치 및 열화도 평가 방법{DETERIORATION DEGREE EVALUATION APPARATUS AND METHOD FOR EVALUATING DETERIORATION DEGREE}Deterioration evaluation device and degradation evaluation method

본 발명은 열화도 평가 장치 및 열화도 평가 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 설비의 결함탐지를 위해 이미지 전처리 및 비지도학습 분류기법을 활용하여 열화도를 평가하는 것이 가능한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a deterioration evaluation device and a deterioration evaluation method, and more particularly, to an apparatus and method capable of evaluating the deterioration degree by utilizing image preprocessing and unsupervised learning classification techniques for defect detection of equipment. .

발전소의 보일러, 터빈 등 주요설비에 대한 예방정비 시, 비파괴적으로 대상 부품에 대한 열화도를 평가하기 위해 연마와 에칭 과정을 거쳐 도 1과 같이 금속 표면을 복제한 후 도 2와 같이 참조 이미지와 비교하는 방법을 통하여 손상유형과 열화등급을 평가하는 기술을 사용하고 있다.During preventive maintenance of major facilities such as boilers and turbines of power plants, in order to non-destructively evaluate the degree of deterioration of target parts, the metal surface is copied as shown in FIG. 1 through polishing and etching processes, and then the reference image and A technique for evaluating damage types and deterioration grades is used through a comparative method.

도 1을 보일러 손상평가를 위한 표면복제 및 복제 후 필름을 나타낸 도면이다.1 is a view showing a film after surface replication and replication for boiler damage evaluation.

도 2는 표준석탄화력에 적용되는 대표적인 강종인 X20강의 VTT 기준 열화등급별 기준이미지를 나타낸다. 2 shows reference images for each deterioration grade based on VTT of steel X20, which is a representative steel type applied to standard coal-fired power plants.

열처리 온도와 시간에 따라 미세조직을 A등급으로부터 F등급의 6계 단계로 나누며, 이를 크리프 기공과 미세균열 형성 기준과 연계하여 최종적으로 수명소비율을 구하게 된다. Depending on the heat treatment temperature and time, the microstructure is divided into six stages from A to F, and the life consumption rate is finally obtained by linking this with the creep porosity and microcrack formation criteria.

종래의 열화도 평가 방법은 다음과 같은 문제를 갖는다.The conventional deterioration evaluation method has the following problems.

첫째로 기존 VTT보고서 내 열화도 분류에 사용된 이미지는 각 강종별 시험편을 일정한 온도에 일정 시간별로 노출하여 만든 것으로 발전소 설비의 실제 운전환경과는 큰 차이가 있다. First, the images used for the classification of deterioration in the existing VTT report were made by exposing test pieces of each steel type to a constant temperature for a certain period of time, and there is a big difference from the actual operating environment of power plant facilities.

설비운전 중 튜브 및 파이프 등의 온도는 일정하게 유지되는 것이 아니며, 같은 부품도 위치에 따라 온도편차가 발생하게 된다. During facility operation, the temperature of tubes and pipes is not kept constant, and temperature deviations occur depending on the location of the same parts.

또한 내부 유체에 의한 압력과 온도변화 수축·팽창에 따른 열응력, 압력용기 제작 시 발생하는 잔류응력, 부품형상에 따른 다양한 다축 응력 상태에 노출된다. In addition, it is exposed to various multiaxial stress states according to the pressure and temperature change due to the internal fluid, thermal stress due to contraction and expansion, residual stress generated during the manufacture of pressure vessels, and part shape.

따라서 온도만을 고려하여 시험편을 제작한 후 이를 기준으로 열화도를 분류한 기존 방법보다는 실제 부품의 이미지들을 상대적으로 비교하여 순서를 정하고 등급을 분류하는 것이 신뢰도를 높일 수 있는 방법이다.Therefore, rather than the existing method of classifying the degree of deterioration based on this after manufacturing the test piece considering only the temperature, it is a method that can increase reliability by relatively comparing the images of actual parts to set the order and classify them.

두 번째로, 기존 표면복제 이미지에 대한 비교와 등급분류 작업은 해당 분야 전문가에 의하여 수행되나 현장에서 취득한 데이터가 많아지는 경우 판독에 장기간이 소요됨으로 인적 실수가 발생할 수 있다.Second, comparison and classification of existing surface reproduction images are performed by experts in the field, but when there is a large amount of data acquired in the field, human error may occur because it takes a long time to read.

또한, 발전설비는 장기간에 걸쳐 동일인이 아닌 다른 전문가가 판단하게 됨으로 등급에 대한 기준이 개인별로 달라지는 문제가 발생할 수 있다. In addition, since power generation facilities are judged by other experts rather than the same person over a long period of time, a problem in that standards for ratings vary from person to person may occur.

도 3은 기존 분석결과 중 일부 이미지를 비교한 것이다. 3 is a comparison of some images among existing analysis results.

두 그림은 동일년도에 각각 다른 설비를 분석한 결과로서 왼쪽 그림은 4호기 이미지로서 E단계로 판정된 것이다. 오른쪽 그림은 6호기 이미지로서 D와 E단계의 중간인 DE단계로 판정받은 것이다. The two figures are the results of analyzing different facilities in the same year. The picture on the right is an image of Unit 6, which was determined to be the DE stage, which is in the middle of the D and E stages.

양쪽을 비교하면 왼쪽의 E단계가 오른쪽 DE단계 보다 상대적으로 열화가 더 진행한 것으로 판정되었다. 하지만 판정의 기준이 되는 도 2의 등급별 기준이미지와 다시 한 번 비교하면 왼쪽 그림보다 오른쪽 그림이 열화가 더 진행된 것임을 알 수 있다. Comparing both sides, it was determined that the E stage on the left was relatively more degraded than the DE stage on the right. However, when compared again with the reference image for each grade in FIG. 2 , which is the criterion for judgment, it can be seen that the right picture is more deteriorated than the left picture.

따라서 전문가가 이미지를 판정하는 과정 중에 오류가 빈번하게 발생할 수 있음을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that errors may occur frequently during the process of judging an image by an expert.

마지막으로, 기존 VTT 보고서 내 이미지는 등급별로 한 두 장의 사진만을 제공함으로 정확한 등급을 선정하는 어려움이 있다. Lastly, since the images in the existing VTT report provide only one or two pictures for each grade, it is difficult to select an accurate grade.

결정립 크기에 따라 배율에 따라 다양한 이미지를 제공하여야 정확한 등급분류가 가능하며, 또 낮은 해상도와 명암비로 인하여 이미지 분류 시 기준점으로 활용이 어렵다.Accurate classification is possible only when various images are provided according to magnification according to grain size, and it is difficult to use as a reference point when classifying images due to low resolution and contrast ratio.

즉, 종래의 열화도 평가 방법은, 기존 전문가의 판단에 의한 이미지 열화등급 판정 시 다량의 데이터를 반복적으로 판단하는 과정에서 오류가 발생할 수 있으며, 장기간에 걸쳐 설비를 운영함으로 여러명의 전문가가 판단함으로 인해 기준이 달라 오류가 발생할 수도 있다.That is, in the conventional deterioration evaluation method, errors may occur in the process of repeatedly judging a large amount of data when determining the image deterioration level by the judgment of existing experts. As a result, errors may occur due to differences in standards.

이러한 금속 조직 복제 이미지 분석 시 인간의 직관에 의한 판단을 최대한 배제하고 인공지능 기법을 적용하여 등급을 분류함으로서 인적 실수를 예방하고 신속한 진단이 가능한 알고리즘의 개발이 필요하다. It is necessary to develop an algorithm that prevents human errors and enables rapid diagnosis by excluding judgment by human intuition as much as possible and classifying grades by applying artificial intelligence techniques when analyzing such metal tissue replication images.

본 발명의 일 목적은, 최적화된 방법으로 열화도를 평가하는 것이 가능한 열화도 평가 장치 및 열화도 평가 방법을 제공하는데 있다.One object of the present invention is to provide a deterioration evaluation device and a deterioration evaluation method capable of evaluating the degree of deterioration in an optimized method.

본 발명의 다른 일 목적은, 비지도학습 분류기법을 활용하여 설비의 열화도를 평가하는 것이 가능한 열화도 평가 장치 및 열화도 평가 방법을 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a deterioration evaluation device and a deterioration evaluation method capable of evaluating the deterioration degree of equipment using an unsupervised learning classification technique.

본 발명의 일 실시 예에 따른 열화도 평가 방법은, 어느 설비의 복수의 구간을 촬영하여 복수의 이미지 데이터를 생성하는 단계; 상기 복수의 이미지 데이터를 바이너리화하여 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 단계; 상기 복수의 바이너리 이미지에 포함된 복수의 배관 정보를 추출하는 단계; 상기 복수의 배관 정보를 기 학습된 알고리즘에 입력하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 서열화하는 단계; 및 상기 설비의 운전이력 및 정비정보 중 적어도 하나에 근거하여, 최종 그룹 수 및 각 그룹의 열화도를 확정하는 단계를 포함한다.A deterioration evaluation method according to an embodiment of the present invention includes generating a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a certain facility; generating a plurality of binary images by binarizing the plurality of image data; extracting a plurality of pipe information included in the plurality of binary images; inputting the plurality of pipe information into a pre-learned algorithm, grouping the plurality of binary images, and ranking deterioration degrees of each group; and determining the final number of groups and the deterioration degree of each group based on at least one of operation history and maintenance information of the facility.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 단계는, 적응형 스레시홀드 기법을 활용하여 상기 복수의 이미지 데이터로부터 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the generating of the plurality of binary images may include generating the plurality of binary images from the plurality of image data by using an adaptive threshold technique.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 단계는, 상기 복수의 이미지 데이터에 대하여, 이미지를 여러 영역으로 나누고, 임계값을 설정하며, 임계값의 명암비를 경계로 설정하여 두 가지 영역으로 나누어 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the generating of the plurality of binary images may include dividing the plurality of image data into several regions, setting a threshold value, and setting a contrast ratio of the threshold value as a boundary to divide the image into two regions. It is characterized in that the plurality of binary images are generated by dividing.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 배관 정보는, 입자의 크기, 개수 및 둘레길이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the plurality of pipe information includes at least one of the size, number, and circumferential length of particles.

실시 예에 있어서, 상기 복수의 배관 정보를 추출하는 단계는, 입자의 경계를 나타내는 컨투어 기법을 이용하여 상기 복수의 배관 정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the extracting of the plurality of pipe information may include extracting the plurality of pipe information by using a contour technique indicating a particle boundary.

실시 예에 있어서, 상기 컨투어 기법은, 동일한 색 또는 동일한 색상강도를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결하여 입자의 경계를 식별하는 기법인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the contour technique is characterized in that it identifies the boundary of a particle by connecting the edge boundary of a part having the same color or the same color intensity.

실시 예에 있어서, 상기 기 학습된 알고리즘은, 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 포함하고, 상기 각 그룹의 열화도를 서열화하는 단계는, 상기 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 이용하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the pre-learned algorithm includes a clustering method, which is one of the unsupervised learning methods, and the step of ranking the deterioration degrees of each group uses the clustering method, which is one of the unsupervised learning methods. It is characterized by grouping a plurality of binary images.

실시 예에 있어서, 상기 군집기법은, 병합군집기법인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the clustering method is characterized in that it is a merged clustering method.

실시 예에 있어서, 상기 각 그룹의 열화도를 서열화하는 단계는, 덴드로그램을 이용하여, 복수의 바이너리 이미지를 임의의 그룹수로 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 분류하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the step of ranking the degree of deterioration of each group may include grouping a plurality of binary images into an arbitrary number of groups using a dendrogram, and classifying the degree of deterioration of each group.

실시 예에 있어서, 각 그룹별로 분류된 이미지를 연결하여, 손상맵을 생성하는 단계를 더 포함한다.In an embodiment, the method further includes generating a damage map by connecting the images classified for each group.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 열화도 평가 장치는, 어느 설비의 복수의 구간을 촬영하여 복수의 이미지 데이터를 생성하는 이미지 취득모듈; 및 상기 복수의 이미지 데이터를 바이너리화하여 복수의 바이너리 이미지를 생성하고, 상기 복수의 바이너리 이미지에 포함된 복수의 배관 정보를 추출하며, 상기 복수의 배관 정보를 기 학습된 알고리즘에 입력하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 서열화하고, 상기 설비의 운전이력 및 정비정보 중 적어도 하나에 근거하여, 최종 그룹 수 및 각 그룹의 열화도를 확정하는 제어부를 포함한다.An apparatus for evaluating deterioration degree according to another embodiment of the present invention includes an image acquisition module for generating a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a certain facility; and generating a plurality of binary images by binarizing the plurality of image data, extracting a plurality of pipe information included in the plurality of binary images, and inputting the plurality of pipe information to a pre-learned algorithm, and a control unit that groups binary images of , ranks the degree of deterioration of each group, and determines the final number of groups and the degree of deterioration of each group based on at least one of operation history and maintenance information of the facility.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 적응형 스레시홀드 기법을 활용하여 상기 복수의 이미지 데이터로부터 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the control unit may generate the plurality of binary images from the plurality of image data by utilizing an adaptive threshold technique.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 복수의 이미지 데이터에 대하여, 이미지를 여러 영역으로 나누고, 임계값을 설정하며, 임계값의 명암비를 경계로 설정하여 두 가지 영역으로 나누어 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, with respect to the plurality of image data, the control unit divides the image into several regions, sets a threshold value, sets a contrast ratio of the threshold value as a boundary, divides the image data into two regions, and divides the plurality of binary images into two regions. characterized by the creation of

실시 예에 있어서, 상기 복수의 배관 정보는, 입자의 크기, 개수 및 둘레길이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the plurality of pipe information includes at least one of the size, number, and circumferential length of particles.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 입자의 경계를 나타내는 컨투어 기법을 이용하여 상기 복수의 배관 정보를 추출하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the control unit is characterized in that the plurality of pipe information is extracted by using a contour technique representing the boundary of the particle.

실시 예에 있어서, 상기 컨투어 기법은, 동일한 색 또는 동일한 색상강도를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결하여 입자의 경계를 식별하는 기법인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the contour technique is characterized in that it identifies the boundary of a particle by connecting the edge boundary of a part having the same color or the same color intensity.

실시 예에 있어서, 상기 기 학습된 알고리즘은, 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 포함하고, 상기 제어부는, 상기 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 이용하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the pre-learned algorithm includes a clustering method, which is one of the unsupervised learning methods, and the control unit groups the plurality of binary images using the clustering method, which is one of the unsupervised learning methods. to be characterized

실시 예에 있어서, 상기 군집기법은, 병합군집기법인 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the clustering method is characterized in that it is a merged clustering method.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 덴드로그램을 이용하여, 복수의 바이너리 이미지를 임의의 그룹수로 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 분류하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the controller may group a plurality of binary images into an arbitrary number of groups using a dendrogram, and classify the deterioration degree of each group.

실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 각 그룹별로 분류된 이미지를 연결하여, 손상맵을 생성하는 것을 특징으로 한다.In an embodiment, the controller may generate a damage map by connecting images classified for each group.

본 발명의 일 실시 예에 따른 컴퓨터 프로그램은 하드웨어인 컴퓨터와 결합되어, 열화도 평가 방법을 수행할 수 있도록 컴퓨터에서 판독가능한 기록매체에 저장된다.A computer program according to an embodiment of the present invention is combined with a computer that is hardware and stored in a computer-readable recording medium to perform a degradation evaluation method.

본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.

본 발명에 따르면, 본 발명은 디지털 변환의 한 가지로 보일러 손상평가를 위한 이미지 전처리 및 비지도학습 분류기법인 열화 평가 모델을 자체 개발하고 정확도를 향상시킴으로 발전소 운영 시 투자비를 절감할 수 있다. According to the present invention, as one of the digital transformations, the present invention develops a degradation evaluation model, which is an image preprocessing and unsupervised learning classification method for boiler damage evaluation, and improves accuracy, thereby reducing investment costs during power plant operation.

또한, 본 발명은 실시간 운전정보와 연계된 설비운전 예측 및 신뢰성 향상이 가능하고, 디지털발전소 구현기술을 활용한 발전분야 기술 컨설팅에 활용하며, 보일러 디지털트윈 시스템의 가상발전소 성능 및 열화상태 모사 알고리즘에 활용이 가능하다. In addition, the present invention is capable of predicting and improving reliability of facility operation linked to real-time operation information, is used for technology consulting in the power generation field using digital power plant implementation technology, and is used for virtual power plant performance and deterioration state simulation algorithms of the boiler digital twin system. can be utilized

본 발명의 효과들은 이상에서 언급된 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1, 도 2 및 도 3은 종래의 열화도 평가 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 4는 본 발명의 열화도 평가 장치를 나타낸 개념도이다.
도 5는 본 발명의 대표적인 열화도 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20은 도 5에서 살펴본 열화도 평가 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
1, 2 and 3 are conceptual diagrams for explaining a conventional deterioration evaluation method.
4 is a conceptual diagram showing the deterioration degree evaluation device of the present invention.
5 is a flowchart for explaining a representative deterioration evaluation method of the present invention.
6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, and 20 show the deterioration observed in FIG. 5 It is a conceptual diagram for explaining the evaluation method.

이하, 본 발명을 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대한 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with respect to preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

또한, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.Terminology used herein is for describing the embodiments and is not intended to limit the present invention. In this specification, singular forms also include plural forms unless specifically stated otherwise in a phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" does not exclude the presence or addition of one or more other elements other than the recited elements.

여기서 설명되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 즉, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항복들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinal numbers such as first and second described herein may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. That is, the above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first element may be termed a second element, and similarly, a second element may be termed a first element, without departing from the scope of the present invention. The term and/or includes any combination of a plurality of related recited items or any of a plurality of related recited items.

또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In addition, when a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. have. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.

또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In addition, terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.In addition, unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in this application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명에 바람직한 실시 예들을 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어 도면 부호에 상관없이 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 참조번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. description is omitted.

도 4는 본 발명의 열화도 평가 장치를 나타낸 개념도이다.4 is a conceptual diagram showing the deterioration degree evaluation device of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 열화도 평가 장치는, 현장에서 설비(예를 들어, 보일러 또는 터빈)(200)의 표면 이미지를 취득할 수 있다.Referring to FIG. 4 , the deterioration evaluation apparatus according to an embodiment of the present invention may acquire a surface image of a facility (eg, a boiler or a turbine) 200 in the field.

열화도 평가 장치(100)는, 이미지 취득모듈(110), 기구 및 구동모듈(120), 조명모듈(130) 및 제어부(180)(또는 운영모듈)을 포함할 수 있다.The deterioration evaluation apparatus 100 may include an image acquisition module 110, a mechanism and driving module 120, a lighting module 130, and a control unit 180 (or an operation module).

이미지 취득모듈(110)은, 일 예로, 이미지 센서(또는 카메라)일 수 있다.The image acquisition module 110 may be, for example, an image sensor (or camera).

이미지 취득모듈(110)은, 어느 설비(예를 들어, 보일러 설비, 터빈 등)의 복수의 구간을 촬영하여 복수의 이미지 데이터를 생성할 수 있다.The image acquisition module 110 may generate a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a facility (eg, a boiler facility, a turbine, etc.).

이미지 취득모듈(110)은 설비의 표면 이미지를 촬영하는 부분으로 광과 디지털 줌을 통하여 표면에서 수백배율(예를 들어, 500배)의 이미지를 취득하게 된다. The image acquisition module 110 is a part that captures a surface image of a facility, and acquires an image of hundreds of magnifications (eg, 500 times) from the surface through light and digital zoom.

기구 및 구동모듈(120)은 이미지 취득모듈이 곡면의 설비표면에 밀착하게 하며, 이미지 센서가 이동하여 이미지를 취득하고 z축 방향으로 정밀도 수십 마이크로로 구동 제어하여 초점을 맞출 수 있다. The mechanism and the driving module 120 bring the image acquisition module into close contact with the curved equipment surface, and the image sensor moves to acquire an image and drive and control it in the z-axis direction with a precision of several tens of microns to focus.

조명모듈(130)은 기구 및 구동모듈(120)과 이미지 취득모듈(110)에 연결되어 선명한 이미지를 취득할 수 있도록 표면에 광을 제공할 수 있다.The lighting module 130 may be connected to the mechanism and driving module 120 and the image acquisition module 110 to provide light to the surface so as to obtain a clear image.

제어부(180)(또는, 운영모듈)은 취득된 이미지를 저장하고 보정, 분할하며 상기 열화등급을 분류하는 기능을 포함한다.The control unit 180 (or operating module) includes a function of storing, correcting, and dividing the acquired image, and classifying the degradation grade.

도 5는 본 발명의 대표적인 열화도 평가 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.5 is a flowchart for explaining a representative deterioration evaluation method of the present invention.

도 5를 참조하면, 열화도 평가 장치의 제어부(180)는, 어느 설비의 복수의 구간을 촬영하여 복수의 이미지 데이터를 생성하도록 이미지 취득모듈을 제어할 수 있다(S210)Referring to FIG. 5 , the controller 180 of the deterioration evaluation device may control the image acquisition module to generate a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a certain facility (S210).

제어부(180)는, 이미지 취득모듈(110)에서 생성된 복수의 이미지 데이터를 바이너리화하여 복수의 바이너리 이미지를 생성하고(S220), 상기 복수의 바이너리 이미지에 포함된 복수의 배관 정보를 추출할 수 있다(S230).The control unit 180 may binarize the plurality of image data generated by the image acquisition module 110 to generate a plurality of binary images (S220), and extract a plurality of pipe information included in the plurality of binary images. Yes (S230).

제어부(180)는, 적응형 스레시홀드(Adaptive threshold) 기법을 활용하여 상기 복수의 이미지 데이터로부터 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성할 수 있다.The controller 180 may generate the plurality of binary images from the plurality of image data by utilizing an adaptive threshold technique.

제어부(180)는, 적응형 스레시홀드(Adaptive threshold) 기법 가운데 평균과 가우시안법을 활용하며, block size를 3~15, 차감상수 C값을 2~10으로 설정할 수 있다.The controller 180 may use average and Gaussian methods among adaptive threshold techniques, and may set the block size to 3 to 15 and the differential coefficient C value to 2 to 10.

또한, 제어부(180)는, 상기 복수의 이미지 데이터에 대하여, 이미지를 여러 영역으로 나누고, 임계값을 설정하며, 임계값의 명암비를 경계로 설정하여 두 가지 영역으로 나누어 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성할 수 있다.Also, with respect to the plurality of image data, the controller 180 divides the image into several regions, sets a threshold value, and divides the image into two regions by setting the contrast ratio of the threshold value as a boundary to generate the plurality of binary images. can do.

상기 복수의 배관 정보는, 입자의 크기, 개수 및 둘레길이 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The plurality of pipe information may include at least one of the size, number, and circumferential length of particles.

제어부(180)는, 입자의 경계를 나타내는 컨투어(contour) 기법을 이용하여 상기 복수의 배관 정보를 추출할 수 있다.The controller 180 may extract the plurality of pipe information by using a contour technique representing the boundary of the particle.

상기 컨투어 기법은, 동일한 색 또는 동일한 색상강도를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결하여 입자의 경계를 식별하는 기법을 의미할 수 있다.The contour technique may refer to a technique of identifying the boundary of a particle by connecting the edge boundary of a part having the same color or the same color intensity.

또한, 제어부(180)는, 상기 복수의 배관 정보를 기 학습된 알고리즘에 입력하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 서열화하며(S240), 상기 설비의 운전이력 및 정비정보 중 적어도 하나에 근거하여, 최종 그룹 수 및 각 그룹의 열화도를 확정할 수 있다(S250).In addition, the control unit 180 inputs the plurality of pipe information to the previously learned algorithm, groups the plurality of binary images, ranks the deterioration degree of each group (S240), and records operation history and maintenance of the facility. Based on at least one of the pieces of information, the final number of groups and the degree of deterioration of each group may be determined (S250).

상기 기 학습된 알고리즘은, 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 포함할 수 있다. 상기 군집기법은, 병합군집기법(Agglomerative clustering)일 수 있다.The pre-learned algorithm may include a clustering method, which is one of unsupervised learning methods. The clustering technique may be an agglomerative clustering technique.

제어부(180)는, 상기 비지도학습법 중 하나인 군집기법(병합군진기법)을 이용하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화할 수 있다.The controller 180 may group the plurality of binary images using a clustering method (merging grouping method), which is one of the unsupervised learning methods.

제어부(180)는, contour 기법을 통해 이미지 내 입자의 개수, 면적과 둘레길이를 계산한 후 이미지별로 평균면적과 평균 둘레길이를 구하여 이를 병합군집기법으로 분석할 수 있다.The controller 180 may calculate the number, area, and circumference of the particles in the image through the contour technique, then obtain the average area and average circumference for each image, and analyze them using the merged clustering technique.

또한, 제어부(180)는, 엘보우 기법을 활용하여 그룹수 증가에 따라 변형값의 감소비율이 임계값 이하가 되기 시작할때의 그룹수로 결정할 수 있다.In addition, the control unit 180 may determine the number of groups when the reduction ratio of the deformation value starts to fall below a threshold value as the number of groups increases by utilizing the elbow technique.

제어부(180)는, 덴드로그램(dendrogram)을 이용하여, 복수의 바이너리 이미지를 임의의 그룹수로 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 분류(또는, 서열화)할 수 있다.The controller 180 may group a plurality of binary images into an arbitrary number of groups using a dendrogram, and classify (or rank) the degree of deterioration of each group.

제어부(180)는, 각 그룹별로 분류된 이미지를 연결하여, 손상맵을 생성할 수 있다.The controller 180 may generate a damage map by connecting images classified for each group.

제어부(180)는, 어느 설비(예를 들어, 발전소, 보일러, 터빈 등)에 대한 설비 정비 및 운전이력을 바탕으로 최종 그룹 수와 열화도를 확정할 수 있다.The control unit 180 may determine the final number of groups and the degree of deterioration based on a facility maintenance and operation history for a certain facility (eg, power plant, boiler, turbine, etc.).

이 때, 제어부(180)는, 각 그룹별로 분류된 이미지들을 이웃하는 영역에 대하여 n×n(n은 자연수)으로 연결하여 넓은 영역에 대하여 손상 맵을 그리고 히스토그램화 하여 비교할 수 있다.At this time, the controller 180 may connect the images classified for each group to neighboring areas by n×n (n is a natural number), draw a damage map for a wide area, and convert the histogram to compare.

이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 보다 구체적으로 열화도 평가 방법에 대하여 설명하기로 한다.Hereinafter, a deterioration evaluation method will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 6, 도 7, 도 8, 도 9, 도 10, 도 11, 도 12, 도 13, 도 14, 도 15, 도 16, 도 17, 도 18, 도 19 및 도 20은 도 5에서 살펴본 열화도 평가 방법을 설명하기 위한 개념도이다.6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, and 20 show the deterioration observed in FIG. 5 It is a conceptual diagram for explaining the evaluation method.

도 6은, 어느 설비로부터 취득된 이미지로부터 설비의 열화도를 평가하기 위한 평가방법의 개념도를 나타내고 있다. Fig. 6 shows a conceptual diagram of an evaluation method for evaluating a degree of deterioration of a facility from an image acquired from a certain facility.

도 6을 참조하면, 제어부(180)는, 설비별 취약부위에서 많은 수의 표면복제 이미지를 취득하는 단계와 이 취득된 이미지를 적응형 스레시홀드 기법을 활용하여 바이너리 이미지화하는 단계를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 6 , the controller 180 may perform steps of acquiring a large number of surface replication images from vulnerable parts for each facility and converting the acquired images into binary images using an adaptive threshold technique. .

또한, 제어부(180)는, contour를 기반으로 한 이미지 내에서 각 입자별로 면적과 둘레길이(계면길이)를 분석하는 단계, 분석된 이미지별 입자의 수, 면적과 둘레길이의 특징으로부터 비지도학습인 병합군집기법을 활용한 이미지 분류를 수행하여 전체 이미지를 임의의 그룹수로 분류하고 전체 열화도를 서열화하는 단계를 수행할 수 있다.In addition, the control unit 180 analyzes the area and circumference (interface length) of each particle in the image based on the contour, and unsupervised learning from the characteristics of the number, area, and circumference of the particles for each analyzed image. A step of classifying all images into a random number of groups by performing image classification using the merged clustering technique and ranking the entire deterioration degree may be performed.

또한, 제어부(180)는, 마지막으로 발전소 설비 이력을 바탕으로 최종그룹 수와 열화도를 확정하는 단계를 수행할 수 있다.In addition, the control unit 180 may finally perform a step of determining the final number of groups and the degree of deterioration based on the power plant facility history.

종래에는, 이미지를 취득한 후 각 이미지를 전문가가 판독하여 열화도별로 그룹화하는 작업을 직접 수행하였다. Conventionally, after images are acquired, an expert reads each image and groups them by degree of deterioration.

하지만 점차 설비 운영기간이 증가하여 열화도가 높아지고, 평가기법의 신뢰성을 높이기 위해서는 이미지 복제 위치와 면적을 증가시킬 필요가 있으며, 현재에도 연구원에서는 수 만장의 이미지를 보유하고 있다. However, as the operating period of the facility gradually increases, the degree of deterioration increases, and in order to increase the reliability of the evaluation method, it is necessary to increase the location and area of image replication, and the research institute still has tens of thousands of images.

또한 판정 시 설비 운전이력을 반영하기 위해서는 기존 전문가가 직접 판단하기 보다는 분류 알고리즘을 개발하여 취득된 이미지로부터 최종열화도 판정까지 일괄적으로 빠르게 수행하는 것이 필수적이다.In addition, in order to reflect the facility operation history at the time of judgment, it is essential to develop a classification algorithm and carry out collectively and quickly from the acquired image to the final deterioration degree judgment rather than making a direct judgment by an existing expert.

제어부(180)는, 이미지분석 소프트웨어를 이용하여, 획득된 이미지 데이터를 분석할 수 있다.The controller 180 may analyze the acquired image data using image analysis software.

이미지분석 소프트웨어는 아래와 같은 자동초점, 밝기, 명암조절 등의 이미지 최적화 기능과 결정립 크기, 상분율, 두께측정, 게재물 비교 등의 이미지 분석 기능의 기본기능이 가능하며, 지도학습 기반 상분석 기능도 수행할 수 있다.The image analysis software is capable of image optimization functions such as auto focus, brightness, and contrast control, as well as basic image analysis functions such as grain size, phase fraction, thickness measurement, and comparison of published materials, and supervised learning-based image analysis functions. can be done

- 이미지 최적화 : 자동초점, 밝기, 명암 조절, 파노라마, 심도 향상 등- Image Optimization: Auto Focus, Brightness, Contrast Control, Panorama, Depth Enhancement, etc.

- 이미지 분석 : 결정립 크기, 상분율, 두께 측정, 게재물 비교 등- Image analysis: grain size, phase fraction, thickness measurement, comparison of published materials, etc.

- 머신러닝을 이용한 상 분석(ZEN Intellesis) : 지도학습 기반 상분류- Phase analysis using machine learning (ZEN Intelesis): supervised learning-based phase classification

기존의 이미지 분석 기능을 통하여 입자의 개수, 면적, 둘레길이는 분석이 가능하나 문제는 취득 이미지(이미지 데이터)로부터 얼마나 명확하게 입자를 구분할 수 있느냐 하는 것이다. Although it is possible to analyze the number, area, and circumferential length of particles through the existing image analysis function, the problem is how clearly the particles can be distinguished from the acquired image (image data).

종래에는 단지 절대적인 명암차이로 이를 구분하다 보니 전체적으로 밝기가 어두운 각 코너영역에서 어두운 입자의 면적이 크게 분석되는 단점이 있었다. Conventionally, there was a disadvantage in that the area of dark particles in each corner area where overall brightness was dark was greatly analyzed because it was classified only by absolute contrast difference.

한편, 본 발명의 열화도 평가 장치에서 사용되는 지도학습 기반 상분류 기법은 이러한 단점을 보강하여, 도 7에 도시된 것과 같이,아주 선명하고 명확하게 입자를 구분해 낼 수 있게 되었다. On the other hand, the supervised learning-based phase classification technique used in the deterioration evaluation apparatus of the present invention reinforces these disadvantages, and as shown in FIG. 7, it is possible to distinguish particles very clearly and clearly.

도 7의 위에 도시된 두 사진은 기존 방식으로 입자를 구분하는 것을 나타내고, 도 7의 아래 도시된 두 사진은 지도학습기반으로 한 이미지분석 소프트웨어를 이용하여 이미지에서 입자를 구분한 사진을 나타낸다.The two pictures shown above in FIG. 7 show that particles are classified in the conventional method, and the two pictures shown below in FIG. 7 show pictures in which particles are separated from images using supervised learning-based image analysis software.

도 7과 같이, 두 가지 색으로만 표현된 이미지를 바이너리 이미지라고 한다.As shown in FIG. 7 , an image expressed in only two colors is referred to as a binary image.

이는 흑, 백 가운데 임계값의 명암비를 경계로 설정하여 두 가지 영역으로 나눌 수 있다. This can be divided into two areas by setting the contrast ratio of the threshold value between black and white as a boundary.

이러한 바이너리 이미지를 만들 때 전체 이미지를 기준으로 하지 않고 이미지를 여러영역으로 나누어 임계값을 설정할 수 있으며, 이를 적응형 스레시홀드 (Adaptive Threshold) 기법이라고 한다. When creating such a binary image, it is possible to set a threshold value by dividing the image into several areas, not based on the entire image, and this is called an adaptive threshold technique.

기존에 오픈소스로 제공되는 코드를 활용하여 최적화 함으로서 취득된 이미지를 도 7과 같이 위치와 관계없이 명확하게 입자의 면적과 경계를 구분할 수 있다. By optimizing the existing code provided as an open source, it is possible to clearly distinguish the area and boundary of the particle regardless of the location of the acquired image as shown in FIG. 7 .

또한 기존 이미지 분석 기능에서 구현가능 하였던 입자의 크기, 개수, 둘레길이는 contour기법을 최적화하여 한 이미지 내에서 각 입자의 개수, 크기, 둘레길이를 취득할 수 있다. In addition, the number, size, and circumference of each particle in one image can be obtained by optimizing the contour technique for the size, number, and circumference of particles that could be implemented in the existing image analysis function.

이미지 컨투어란 동일한 색 또는 동일한 색상강도(Color Intensity)를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결한 선을 의미하며, 제어부(180)는 컨투어 기법을 활용하여 이미지 내 입자의 특징을 정량적으로 분석할 수 있다.An image contour refers to a line connecting edge boundaries of parts having the same color or color intensity, and the controller 180 can quantitatively analyze the characteristics of particles in the image using the contour technique.

기존의 열화 등급분류 기준은 A부터 F까지 6개 등급으로 이미지를 분류하고 있다.Existing deterioration classification criteria classify images into six grades from A to F.

실제 설비의 등급은 운전기간이 증가함에 따라 초기 상태인 A, B등급은 극히 드물며 주로 D부터 F까지 3개 등급과 그 중간 등급을 만들어 사용하고 있다.As for the actual equipment grade, as the operating period increases, the initial state A and B grades are extremely rare, and mainly three grades from D to F and intermediate grades are made and used.

따라서 절대적인 기준을 만들어 등급을 분류하기 보다는 각 설비의 상태에 따라 분류가 유효하게 분류될 수 있는 기준을 따라 가변적으로 등급을 분류하는 것이 필요하다. Therefore, rather than classifying grades by making absolute standards, it is necessary to variably classify grades according to criteria that can be effectively classified according to the condition of each facility.

이러한 특징을 살려 이미지를 분석하기 위해서는 최근 머신러닝 가운데 비지도학습법인 군집(Clustering)기법을 활용하는 것이 유리하다. In order to analyze images using these characteristics, it is advantageous to use the clustering technique, which is an unsupervised learning method among recent machine learning methods.

대표적인 군집 분석방법에는 k-평균 군집(k-means clustering), 병합군집(agglomerative clustering), DBSCAN(density-based spatial clustering of application with noise) 등이 있다.Representative cluster analysis methods include k-means clustering, agglomerative clustering, and density-based spatial clustering of application with noise (DBSCAN).

본 발명에서는 입자의 면적과 둘레길이를 변수로 병합군집법을 활용하여 열화도를 분류하였다. In the present invention, the degree of deterioration was classified using the merged clustering method with the area and circumference of the particle as variables.

k-평균 군집기법은 분석을 실시할 때마다 다른 그룹이 변경됨으로 적절치 않으며, DBSCAN의 경우 계수를 여러 차례 조합해 보았으나 원활하게 그룹을 분류할 수 없었다. 이는 이미지 데이터의 특성분포가 분류하기에 적합하지 않은 것으로 판단된다.The k-means clustering technique is not appropriate because different groups are changed each time an analysis is performed. In the case of DBSCAN, the coefficients were combined several times, but the groups could not be classified smoothly. It is judged that the characteristic distribution of image data is not suitable for classification.

표면복제 이미지 검사기법은 전체 설비영역 중 일부 국부적인 면적을 검사하는 방법이라는 단점이 있다. The surface replication image inspection method has a disadvantage in that it is a method of inspecting a partial area of the entire facility area.

튜브는 보일러 내 연소공기의 흐름 내에 위치하게 됨으로 길이방향 뿐 아니라 원주방향 위치에 따라서도 금속 온도 분포가 크게 달라지게 된다. Since the tube is located in the flow of combustion air in the boiler, the metal temperature distribution varies greatly not only in the longitudinal direction but also in the circumferential direction.

따라서 검사위치와 면적을 늘려 평가함으로 전체 설비 상태진단의 정확성을 높일 필요가 있다. Therefore, it is necessary to increase the accuracy of diagnosing the condition of the entire facility by increasing the inspection location and area.

앞서 언급한 바와 같이 병합군집을 통해 새롭게 등급화된 각 이미지를 N×N으로 연결한 후 등급분포를 확인하고 타 설비 및 부품과 히스토그램 등으로 비교하게 되면 보다 신뢰성 높게 열화도를 평가할 수 있게 된다.As mentioned above, after connecting each newly graded image through merge clustering in N×N, checking the grade distribution and comparing it with other equipment and parts with a histogram, etc., it is possible to evaluate the degree of deterioration more reliably.

본 발명의 열화도 평가 장치는, 설비 위치별로 표면 복제 이미지(즉, 복수의 이미지 데이터)를 취득할 수 있다.The deterioration degree evaluation apparatus of the present invention can acquire a surface replica image (ie, a plurality of image data) for each facility location.

발전소에서는 고온·고압 주요설비 취약위치에 대하여 매 정비 시마다 육안점검과 함께 필요 시 비파괴 검사를 실시하여 운전여부와 정비주기 등을 결정하게 된다. In power plants, non-destructive inspections are conducted if necessary along with visual inspections at every maintenance for vulnerable locations of high-temperature and high-pressure main facilities to determine operation status and maintenance intervals.

이 때 전통적인 비파괴방법 가운데 표면 복제 이미지를 활용한 등급분류를 실시하고 있으며, 운전 시간이 증가함에 따라 설비 손상도가 증가함으로 더욱 많은 위치와 넓은 면적을 검사하여 평가 기법의 신뢰도를 높일 필요가 있다. At this time, among the traditional non-destructive methods, classification using surface replication images is being carried out, and as the operating time increases, the degree of equipment damage increases, so there is a need to inspect more locations and wider areas to increase the reliability of the evaluation technique.

발전소 내 유사 설비에 대하여 다양한 위치에서 장기간에 걸쳐 이미지를 취득하여 보유하고 있으나 모든 이미지 열화등급 판정을 동일한 전문가가 정확하게 수행할 수 없음으로 완벽한 결과 를 기대할 수 없다. Although images of similar facilities in power plants are acquired and retained over a long period of time in various locations, perfect results cannot be expected because the same expert cannot accurately perform all image deterioration grade determinations.

여러 설비에 대한 수만여장의 이미지를 전문가가 분류하기 보다는 기계학습을 통한 분류 알고리즘을 통하여 분류할 때 각 발전소 내 동일 설비별로 열화도를 정확하게 비교할 수 있으며, 운전기간에 따른 열화도 변화를 정확하게 분석해 낼 수 있다. When tens of thousands of images of various facilities are classified through a classification algorithm through machine learning rather than classification by an expert, the degree of deterioration can be accurately compared for each facility in each power plant, and the change in deterioration degree according to the operating period can be accurately analyzed. can

취득한 표면복제 이미지의 경우 취득설비와 위치 및 일시 정보를 도 7과 같이 파일명에 담아 분류하며, 이를 통해 마지막 단계인 기존 설비 운전 및 정비이력과 매칭하여 최종열화 등급을 확정할 수 있다. In the case of the acquired surface replication image, the acquired facility, location, and date and time information are included in the file name as shown in FIG.

도 7은, 설비별 이미지 취득 및 파일명 표준화 예시를 나타낸 도면이다.7 is a diagram illustrating an example of image acquisition and file name standardization for each facility.

제어부(180)는, 취득 이미지(복수의 이미지 데이터)를 바이너리화할 수 있다(즉, 복수의 바이너리 이미지를 생성할 수 있다).The control unit 180 may binarize the acquired image (a plurality of image data) (ie, generate a plurality of binary images).

상기 취득된 이미지는 흰색과 검은색 사이의 다양한 회색 레벨로 분포하게 된다. The acquired image is distributed in various gray levels between white and black.

이미지 분석을 위해서 흰색과 검은색의 두 가지 색으로 분리하는 것이 유리하며 이를 바이너리 이미지라고 한다. For image analysis, it is advantageous to separate into two colors, white and black, and this is called a binary image.

바이너리 이미지화 할 때 흰색과 검은색을 구분하는 경계점을 결정하는 것을 스레시홀딩(thresholding)이라고 하는데 몇 가지 기법이 있다. Determining the boundary point separating white and black when performing binary imaging is called thresholding, and there are several techniques.

도 8을 이미지 바이너리화 기법에 따른 결과이미지를 나타낸 도면이다.8 is a diagram showing a resulting image according to the image binarization technique.

전체 이미지를 하나의 스레시홀드 값으로 나누는 전역 스레시홀딩법이 있으며, 이를 개선한 오츠(Otzu) 진화 알고리즘이 있다. 하지만 이는 이미지 전체가 밝기가 일정하지 않을 경우 경계를 명확하게 구분하지 못하는 단점이 있다. There is a global thresholding method that divides the entire image into one threshold value, and there is an Otzu evolution algorithm that improves this. However, this has a disadvantage in that the boundary cannot be clearly distinguished when the brightness of the entire image is not constant.

이를 개선하여, 본 발명 이미지를 여러영역으로 나누고 그 주변 픽셀 값만 가지고 경계값을 구하는 적응형 스레시홀드 기법이 있으며, 도 9와 같이 적응형 스레시홀딩 기법을 적용하여 이미지를 바이너리 한 결과 기존 오츠 알고리즘 대비 위치에 따른 편차없이 균일하게 입자를 구분해 낼 수 있다.To improve this, there is an adaptive threshold technique for dividing an image into several areas of the present invention and obtaining a boundary value using only pixel values around the area, and as shown in FIG. Compared to the algorithm, it is possible to distinguish particles uniformly without deviation according to location.

제어부(180)는, 컨투어(contour) 기반으로 이미지 특징을 분석할 수 있다.The controller 180 may analyze image features based on a contour.

Contour란 등고선 및 등압선과 같이 같은 값을 가진 곳을 연결한 선을 의미하며 image contour란 동일한 색 또는 색상강도를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결한 선으로서 대상의 외형, 면적 등을 파악하는데 사용된다. Contour means a line that connects places with the same value, such as contour lines and isobars, and image contour is a line that connects the edge boundaries of parts with the same color or color intensity, and is used to identify the shape and area of a target.

좀 더 정확한 분석을 위해서는 바이너리 이미지를 사용하는 것이 필요하며, 앞서 바이너리화 기법으로 취득한 이미지에 대하여 각 검은색 입자에 대하여 면적과 둘레길이를 분석할 수 있다. For a more accurate analysis, it is necessary to use a binary image, and the area and circumferential length of each black particle can be analyzed for the image obtained by the binaryization method above.

도 10은 Contour 기반 입자 면적 및 둘레길이를 분석한 것을 나타낸 도면이다.10 is a view showing the analysis of Contour-based particle area and circumferential length.

도 10을 참조하면, 각 이미지 별로 분석을 실시했을 때 한 이미지 내에 10,000개 이상의 입자가 분포함을 확인할 수 있었으며, 각 입자가 순차적으로 정확히 계산됨을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 10 , when the analysis was performed for each image, it was confirmed that more than 10,000 particles were distributed in one image, and it could be confirmed that each particle was sequentially and accurately counted.

도 11은 이미지 내 입자별 면적 및 둘레길이 분석결과를 나타낸 표이다.11 is a table showing the analysis results of the area and circumferential length of each particle in the image.

도 11은 도 10에서 분석한 첫 번째 이미지에 대하여 각 입자별로 면적과 둘레길이를 계산한 값을 나타낸다.FIG. 11 shows values obtained by calculating the area and circumference of each particle for the first image analyzed in FIG. 10 .

제어부(180)는, 하나의 이미지를 대표하기 위하여 모든 입자 면적의 합과 둘레길이의 합으로 또한 입자의 수를 고려하여 평균입자의 면적과 둘레길이로 계산하여 각 이미지별 특성값들을 획득할 수 있다.In order to represent one image, the controller 180 calculates the sum of the area and circumference of all particles and the average particle area and circumference in consideration of the number of particles to obtain characteristic values for each image. have.

제어부(180)는, 병합 군집(Agglomerative clustering) 알고리즘을 활용한 이미지 분류를 수행할 수 있다.The controller 180 may perform image classification using an agglomerative clustering algorithm.

제어부(180)는, 이미지별 입자의 수, 면적과 둘레길이의 특징으로부터 비지도학습인 병합군집기법을 활용하여 이미지 분석을 수행함으로 전체 이미지를 임의의 그룹수로 분류하고 서열화하는 단계이다. The control unit 180 is a step of classifying and sequencing the entire image into an arbitrary number of groups by performing image analysis using the merged clustering technique, which is unsupervised learning, from the characteristics of the number of particles, area, and circumference of each image.

기계학습 내 비지도학습의 한 분류인 군집알고리즘은 크게 k-평균 클러스터링, 병합군집, DBSCAN 등이 있으며, 본 발명에서는, 각각 알고리즘을 활용하여 이미지 분석을 실시하고 최적 알고리즘을 선정하였다.Clustering algorithms, which are a classification of unsupervised learning within machine learning, largely include k-means clustering, merged clustering, and DBSCAN. In the present invention, image analysis was performed using each algorithm and the optimal algorithm was selected.

도 12는 k-평균 클러스터링 분석결과를 나타낸 도면이다.12 is a diagram showing k-means clustering analysis results.

본 발명에서는, 130개의 샘플이미지에 대하여 각 입자의 면적과 둘레길이를 기준으로 k-평균 클러스터링 분석을 실시한 결과 도 12와 같이 3개의 군집과 각 중심값을 얻을 수 있었다. In the present invention, k-mean clustering analysis was performed on 130 sample images based on the area and circumference of each particle, and as a result, three clusters and each central value were obtained as shown in FIG. 12.

k-평균은 비교적 이해하기 쉽고 구현도 쉬울 뿐만 아니라 비교적 빠르기 때문에 가장 인기있는 군집 알고리즘이지만 가장 큰 단점은 초기에 무작위로 중심점을 선정하여 계산함으로 클러스터의 모양이 난수로 설정되는 초기값에 따라 매번 달라진다. k-means is the most popular clustering algorithm because it is relatively easy to understand, easy to implement, and relatively fast, but the biggest drawback is that the center point is initially randomly selected and calculated, so the shape of the cluster changes every time depending on the initial value set as a random number. .

DBSCAN의 밀도기반 군집분석 기법은 어떤 동일한 군집에 있는 데이터들은 서로 비슷한 위치에 있을 것이라는 즉 밀도가 높을 것이라는 가정을 하여 분석하는 기법이다. DBSCAN's density-based clustering analysis technique is an analysis technique that assumes that the data in the same cluster will be in similar locations, that is, the density will be high.

이 알고리즘은 복잡한 형상도 찾을 수 있으며, 어떤 클래스에도 속하지 않는 포인트를 구분할 수 있다. This algorithm can find even complex shapes, and can distinguish points that do not belong to any class.

하지만 병합군집이나 k-평균보다는 다소 느린 단점도 있다. 이를 활용하여 이미지를 분석하여 도 13과 같은 결과를 얻었다. 도 13은 밀도기반 군집분석 결과를 나타낸 도면이다.However, it has a disadvantage that it is slightly slower than merged clustering or k-means. Using this, the image was analyzed to obtain the result shown in FIG. 13 . 13 is a diagram showing the results of density-based clustering analysis.

군집을 형성하는 주요 계수인 EPS와 최소군집계수를 조정하였으나 도 13과 같이 2개 이상의 군집을 얻기는 어려웠다. Although the EPS and the minimum cluster coefficient, which are the main coefficients for forming clusters, were adjusted, it was difficult to obtain two or more clusters as shown in FIG. 13.

이는 이미지 분석결과가 밀도기반 군집기법을 활용하여 여러 개의 클러스터로 분리하기 어려운 데이터였기 때문이다.This is because the image analysis results were difficult to separate into several clusters using the density-based clustering technique.

한편, 본 발명에서 적용된 병합군집 알고리즘은 시작할 때 k-평균 클러스팅과 같이 임의로 선정되는 것이 아니라, 각 이미지별 특성치를 하나의 클러스터로 지정하고, 조건을 만족할 때까지 이웃한 점을 차례로 합쳐 클러스터를 이루어 나간다. On the other hand, the merged clustering algorithm applied in the present invention is not randomly selected at the beginning like k-means clustering, but designates a feature value for each image as one cluster and merges neighboring points in order until the condition is satisfied. get it done

병합군집기법을 활용하여 이미지를 분류하고 도 14와 같은 결과를 얻었다. 도 14는 병합군집기법을 활용한 이미지 분석결과를 나타낸 도면이다.The images were classified using the merged clustering technique, and the results shown in FIG. 14 were obtained. 14 is a diagram showing the results of image analysis using the merged clustering technique.

130개의 이미지가 입자의 평균면적과 평균 둘레길이를 기준으로 5개의 클러스터로 구분되는 것을 확인할 수 있다. It can be seen that the 130 images are divided into 5 clusters based on the average area and average circumferential length of the particles.

본 발명에서는, 병합 군집을 표현하는 다른 방법으로 덴드로그램(dendrogram)을 사용할 수 있다. In the present invention, a dendrogram can be used as another method of expressing merged clusters.

도 15는 덴드로그램(dendrogram)으로 표현된 병합군집 분석결과를 나타낸 도면이다.15 is a diagram showing merged cluster analysis results expressed as a dendrogram.

본 발명의 열화도 평가 장치는, 초기에 각 데이터를 하나의 클러스터로 취급하여 이웃하는 클러스터와 차례로 병합해 가는 과정을 거치며 결과를 도 15와 같은 덴드로그램으로 나타낼 수 있다. The apparatus for evaluating the degree of deterioration of the present invention initially treats each data as one cluster, goes through a process of sequentially merging with neighboring clusters, and can show the result as a dendrogram as shown in FIG. 15 .

덴드로그램은 각 데이터 값의 번호를 차례로 나타내며 각 데이터가 어떤 경로를 거쳐 클러스터화 되는지 과정을 확인할 수 있음으로 각 데이터간의 유사도를 시각적으로 확인할 수 있으며, 클러스터 개수를 바꿀 때 쉽게 시각적으로 확인할 수 있다. The dendrogram represents the number of each data value in turn, and it is possible to check the process of clustering through which path each data goes through, so that the degree of similarity between each data can be visually checked, and it can be easily checked visually when changing the number of clusters.

덴드로그램의 y축은 단순히 병합알고리즘에서 두 클러스터가 합쳐질 때를 나타내는 것만은 아니며 합쳐진 클러스터가 얼마나 멀리 떨어져 있는지를 보여준다. The y-axis of the dendrogram does not simply indicate when two clusters are merged in the merging algorithm, it shows how far apart the merged clusters are.

본 발명의 열화도 평가 장치는, 임의의 그룹수로 열화등급을 분류할 때 덴드로그램을 통하여 분류할 수 있다.The deterioration evaluation apparatus of the present invention can classify through a dendrogram when classifying deterioration grades into an arbitrary number of groups.

또한, 열화도 평가 장치는, 도 16에 도시된 엘보우기법을 사용할 수 있다.In addition, the deterioration evaluation apparatus may use the elbow technique shown in FIG. 16 .

도 16은 엘보우기법을 활용한 군집수 결정방법을 나타낸 도면이다.16 is a diagram showing a method for determining the number of clusters using the elbow technique.

엘보우기법은 x축에 그룹수(K-value)를 증가시켜 감에 따라 y축의 변형값(distortion)이 얼마나 감소하는지를 지표로 확인할 수 있는 장점이 있다.The elbow technique has the advantage of being able to check as an indicator how much the distortion on the y-axis decreases as the number of groups (K-value) on the x-axis increases.

본 130개 이미지의 경우 그룹수가 3까지는 변형값이 급격히 감소하며 이후 완만히 감소하는 특징을 나타낸다. In the case of these 130 images, the deformation value rapidly decreases until the number of groups is 3, and then gradually decreases.

따라서 직관적으로는 3에서 5정도의 그룹으로 결정하는 것이 적정한 것으로 판단되며, 보다 정량적으로 그룹수를 결정하기 위해서는 아래의 수학식 1을 활용하는 것이 가능하다. Therefore, it is intuitively determined that it is appropriate to determine the number of groups from 3 to 5, and in order to more quantitatively determine the number of groups, it is possible to use Equation 1 below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

k-1번째와 k번째의 변형값 감소분이 k번째 변형값의 0.4 미만으로 감소하게 되는 때의 k값을 그룹수로 결정할 수 있다. 도 16의 경우에는 k값이 5일 때 0.43, 6일 때 0.36이 된다.The k value when the k-1th and kth deformation value decreases to less than 0.4 of the k-th deformation value can be determined as the number of groups. In the case of FIG. 16, when the k value is 5, it is 0.43 and when it is 6, it is 0.36.

제어부(180)는, 설비의 운전이력 및 정비정보(정비이력)을 고려하여 최종 열화도(열화등급)을 분류(서열화)할 수 있다.The controller 180 may classify (rank) the final deterioration degree (deterioration grade) in consideration of the operation history and maintenance information (maintenance history) of the facility.

제어부(180)는 설비 정비 및 운전이력을 고려하여 최종열화등급을 결정할 수 있다. The controller 180 may determine the final deterioration grade in consideration of facility maintenance and operation history.

제어부(180)는, 이미지 분석을 통해 얻은 열화 등급을 기존 정비이력 검색을 통해서 해당 부위에 부품 교체, 열처리 등 정비이력이 있는지 확인할 수 있다.The control unit 180 may check whether there is a maintenance history such as parts replacement and heat treatment in the corresponding part by searching the existing maintenance history for the deterioration grade obtained through image analysis.

또한, 제어부(180)는 실시간으로 입력되는 위치별 온도정보를 바탕으로 실제 설비가 노출되는 온도를 환산할 수 있다.In addition, the controller 180 may convert the temperature at which the actual facility is exposed based on temperature information for each location input in real time.

제어부(180)는, 이러한 과정을 거쳐 최종적으로 어느 한 설비 내에서 열화도를 순서대로 정렬하고 등급을 나눌 수 있다.Through this process, the controller 180 can finally sort the deterioration levels in order within any one facility and classify them.

도 17 및 도 18은 최종열화등급 분류 후 덴드로그램(dendrogram)으로 표현된 병합군집 분석결과를 나타낸 도면이다.17 and 18 are diagrams showing results of merged cluster analysis expressed as a dendrogram after classification of the final degradation grade.

도 17 및 도 18을 참조하면, 도 17은 최종적인 열화등급 분류시킨 후 결과로서 130개 이미지 가운데 가장 첫 번째로 높은(1) 등급의 사진과 65번째인 중간등급(3) 그리고 가장 열화가 많이 진행된 5등급의 마지막 130번째 이미지를 순서대로 나타낸 것이다. Referring to FIGS. 17 and 18, FIG. 17 shows the first highest (1) graded photo, the 65th middle grade (3), and the most deteriorated among 130 images as a result after the final degradation grade classification. It shows the last 130th image of the advanced 5th grade in order.

첫 번째 사진은 가장 초기의 템퍼드 마르텐사이트의 미세조직인 래스의 형태가 가장 잘 살아있으며, 이후 열화가 진행되면서 점차 래스의 간격이 증가하고 평균 면적과 둘레길이가 감소하는 경향을 확인할 수 있다. In the first photo, the shape of the lath, the microstructure of the earliest tempered martensite, is best preserved, and as the deterioration progresses, the interval of the lath gradually increases and the average area and circumference decrease.

또한, 본 발명은 이러한 분류기법을 통하여 기존에 전문가가 수행한 결과로부터 발생하게 되는 오류를 거의 제로화 시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has an effect of reducing errors generated from the results performed by experts in the past through such a classification technique to almost zero.

제어부(180)는, 각 그룹별로 분류된 이미지를 연결하여 기존보다 넓은 영역에 대하여 손상 맵을 생성할(그릴) 수 있다. The controller 180 may create (draw) a damage map for a wider area than before by connecting the images classified for each group.

도 19는 손상맵을 나타낸 도면이다.19 is a diagram illustrating a damage map.

도 19는 이미지 취득장치로 주변영역을 스캔하는 방법을 나타낸다. 도 19의 위 그림과 같이, 화살표 방향으로 이미지를 취득하고 1~5등급까지 상기 비지도 학습법으로 분류한 후 7×5로 이웃하여 연결하면 아래 그림과 같이 손상맵으로 시각화 할 수 있다. 19 shows a method of scanning a peripheral area with an image acquisition device. As shown in the upper figure of FIG. 19, when images are acquired in the direction of the arrow, classified by the unsupervised learning method from 1 to 5, and then connected in a 7 × 5 neighborhood, it can be visualized as a damage map as shown in the figure below.

이를 통해, 본 발명은 부품 내 전체적인 손상영역과 형태를 인식할 수 있는 장점이 있다. Through this, the present invention has the advantage of being able to recognize the entire damaged area and shape within the part.

도 20은 유사 설비간 열화도를 히스토그램을 활용하여 비교한 도면이다.20 is a diagram comparing degrees of deterioration between similar facilities using a histogram.

도 20을 참조하면, 본 발명은 보일러 내 동일한 부품을 정량적으로 비교하고자 할 때에는 도 20과 같이 히스토그램을 활용하여 정량적으로 비교할 수 있다. Referring to FIG. 20, the present invention can quantitatively compare the same parts in the boiler by using a histogram as shown in FIG. 20 when quantitatively comparing the same parts.

이상에서 설명한 것과 같이, 본 발명의 열화도 평가 장치는, 어느 설비(예를 들어, 발전소 설비)의 열화등급 분류하기 위해, 설비별 취약부위에서 많은 수의 표면복제 이미지를 취득하는 단계; 취득된 이미지를 적응형 스레시홀드(Adaptive threshold) 기법을 활용하여 바이너리 이미지화하는 단계; 상기 바이너리 이미지에 대하여 contour기반으로 각 입자별로 면적과 둘레길이(계면길이)를 분석하는 단계; 분석된 이미지별 입자의 수, 면적과 둘레길이의 특징으로부터 비지도학습인 병합군집기법(Agglomerative clustering)을 활용하여 임의의 그룹수로 분류하는 단계; 및 발전소 설비 정비 및 운전이력을 바탕으로 최종그룹 수와 열화도를 확정하는 단계를 수행할 수 있다.As described above, the deterioration evaluation apparatus of the present invention includes the steps of acquiring a large number of surface replication images from vulnerable parts for each facility in order to classify the deterioration grade of any facility (eg, power plant facility); converting the acquired image into a binary image using an adaptive threshold technique; Analyzing the area and circumference length (interface length) of each particle based on the contour of the binary image; Classifying into an arbitrary number of groups by using Agglomerative clustering, which is unsupervised learning, from the characteristics of the number, area, and circumference of particles for each analyzed image; And a step of determining the final number of groups and the degree of deterioration based on the power plant facility maintenance and operation history can be performed.

본 발명의 실시예와 관련하여 설명된 방법 또는 알고리즘의 단계들은 하드웨어로 직접 구현되거나, 하드웨어에 의해 실행되는 소프트웨어 모듈로 구현되거나, 또는 이들의 결합에 의해 구현될 수 있다. 소프트웨어 모듈은 RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), EPROM(Erasable Programmable ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable ROM), 플래시 메모리(Flash Memory), 하드 디스크, 착탈형 디스크, CD-ROM, 또는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 잘 알려진 임의의 형태의 컴퓨터 판독가능 기록매체에 상주할 수도 있다.Steps of a method or algorithm described in connection with an embodiment of the present invention may be implemented directly in hardware, implemented in a software module executed by hardware, or implemented by a combination thereof. A software module may include random access memory (RAM), read only memory (ROM), erasable programmable ROM (EPROM), electrically erasable programmable ROM (EEPROM), flash memory, hard disk, removable disk, CD-ROM, or It may reside in any form of computer readable recording medium well known in the art to which the present invention pertains.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art to which the present invention pertains can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. you will be able to understand Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.

Claims (20)

어느 설비의 복수의 구간을 촬영하여 복수의 이미지 데이터를 생성하는 단계;
상기 복수의 이미지 데이터를 바이너리화하여 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 단계;
상기 복수의 바이너리 이미지에 포함된 복수의 배관 정보를 추출하는 단계;
상기 복수의 배관 정보를 기 학습된 알고리즘에 입력하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 서열화하는 단계; 및
상기 설비의 운전이력 및 정비정보 중 적어도 하나에 근거하여, 최종 그룹 수 및 각 그룹의 열화도를 확정하는 단계를 포함하는 열화도 평가 방법.
generating a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a facility;
generating a plurality of binary images by binarizing the plurality of image data;
extracting a plurality of pipe information included in the plurality of binary images;
inputting the plurality of pipe information into a pre-learned algorithm, grouping the plurality of binary images, and ranking deterioration degrees of each group; and
Deterioration evaluation method comprising the step of determining the final number of groups and the degree of degradation of each group based on at least one of the operation history and maintenance information of the facility.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 단계는,
적응형 스레시홀드 기법을 활용하여 상기 복수의 이미지 데이터로부터 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 1,
Generating the plurality of binary images,
Deterioration evaluation method, characterized in that for generating the plurality of binary images from the plurality of image data by utilizing an adaptive threshold technique.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 단계는,
상기 복수의 이미지 데이터에 대하여, 이미지를 여러 영역으로 나누고, 임계값을 설정하며, 임계값의 명암비를 경계로 설정하여 두 가지 영역으로 나누어 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 2,
Generating the plurality of binary images,
For the plurality of image data, the image is divided into several regions, a threshold value is set, and a contrast ratio of the threshold value is set as a boundary to divide the image into two regions to generate the plurality of binary images. Way.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 배관 정보는, 입자의 크기, 개수 및 둘레길이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 1,
The plurality of piping information includes at least one of the size, number and circumference of the particles.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 배관 정보를 추출하는 단계는,
입자의 경계를 나타내는 컨투어 기법을 이용하여 상기 복수의 배관 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 1,
The step of extracting the plurality of pipe information,
Deterioration evaluation method, characterized in that for extracting the plurality of pipe information using a contour technique indicating the boundary of the particle.
제 5 항에 있어서,
상기 컨투어 기법은, 동일한 색 또는 동일한 색상강도를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결하여 입자의 경계를 식별하는 기법인 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 5,
Wherein the contour technique is a technique for identifying a boundary of a particle by connecting an edge boundary of a part having the same color or the same color intensity.
제 1 항에 있어서,
상기 기 학습된 알고리즘은, 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 포함하고,
상기 각 그룹의 열화도를 서열화하는 단계는,
상기 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 이용하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 1,
The pre-learned algorithm includes a clustering technique, which is one of the unsupervised learning methods,
The step of sequencing the degree of deterioration of each group,
Deterioration evaluation method characterized in that the plurality of binary images are grouped using a clustering method, which is one of the unsupervised learning methods.
제 7 항에 있어서,
상기 군집기법은, 병합군집기법인 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 7,
The clustering method is a deterioration evaluation method, characterized in that the merged clustering method.
제 1 항에 있어서,
상기 각 그룹의 열화도를 서열화하는 단계는,
덴드로그램을 이용하여, 복수의 바이너리 이미지를 임의의 그룹수로 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 분류하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 방법.
According to claim 1,
The step of sequencing the degree of deterioration of each group,
A deterioration degree evaluation method characterized by grouping a plurality of binary images into an arbitrary number of groups using a dendrogram and classifying the degree of deterioration of each group.
제 1 항에 있어서,
각 그룹별로 분류된 이미지를 연결하여, 손상맵을 생성하는 단계를 더 포함하는 열화도 평가 방법.
According to claim 1,
Deterioration evaluation method further comprising the step of generating a damage map by connecting the images classified for each group.
어느 설비의 복수의 구간을 촬영하여 복수의 이미지 데이터를 생성하는 이미지 취득모듈; 및
상기 복수의 이미지 데이터를 바이너리화하여 복수의 바이너리 이미지를 생성하고, 상기 복수의 바이너리 이미지에 포함된 복수의 배관 정보를 추출하며, 상기 복수의 배관 정보를 기 학습된 알고리즘에 입력하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 서열화하고, 상기 설비의 운전이력 및 정비정보 중 적어도 하나에 근거하여, 최종 그룹 수 및 각 그룹의 열화도를 확정하는 제어부를 포함하는 열화도 평가 장치.
an image acquisition module for generating a plurality of image data by photographing a plurality of sections of a certain facility; and
Binaryizing the plurality of image data to generate a plurality of binary images, extracting a plurality of pipe information included in the plurality of binary images, and inputting the plurality of pipe information to a pre-learned algorithm, Deterioration degree evaluation device comprising a control unit that groups binary images, ranks the degree of deterioration of each group, and determines the final number of groups and the degree of deterioration of each group based on at least one of operation history and maintenance information of the facility .
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
적응형 스레시홀드 기법을 활용하여 상기 복수의 이미지 데이터로부터 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 11,
The control unit,
Deterioration evaluation apparatus, characterized in that for generating the plurality of binary images from the plurality of image data by utilizing an adaptive threshold technique.
제 12 항에 있어서,
상기 제어부는,
상기 복수의 이미지 데이터에 대하여, 이미지를 여러 영역으로 나누고, 임계값을 설정하며, 임계값의 명암비를 경계로 설정하여 두 가지 영역으로 나누어 상기 복수의 바이너리 이미지를 생성하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 12,
The control unit,
For the plurality of image data, the image is divided into several regions, a threshold value is set, and a contrast ratio of the threshold value is set as a boundary to divide the image into two regions to generate the plurality of binary images. Device.
제 11 항에 있어서,
상기 복수의 배관 정보는, 입자의 크기, 개수 및 둘레길이 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 11,
The plurality of piping information includes at least one of the size, number and circumferential length of particles.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
입자의 경계를 나타내는 컨투어 기법을 이용하여 상기 복수의 배관 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 11,
The control unit,
Deterioration evaluation device, characterized in that for extracting the plurality of pipe information using a contour technique representing the boundary of the particle.
제 15 항에 있어서,
상기 컨투어 기법은, 동일한 색 또는 동일한 색상강도를 가진 부분의 가장자리 경계를 연결하여 입자의 경계를 식별하는 기법인 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 15,
The contour technique is a technique for identifying a boundary of a particle by connecting an edge boundary of a part having the same color or the same color intensity.
제 11 항에 있어서,
상기 기 학습된 알고리즘은, 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 포함하고,
상기 제어부는,
상기 비지도학습법 중 하나인 군집기법을 이용하여, 상기 복수의 바이너리 이미지를 그룹화하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 11,
The pre-learned algorithm includes a clustering technique, which is one of the unsupervised learning methods,
The control unit,
Deterioration evaluation device, characterized in that for grouping the plurality of binary images using a clustering method, which is one of the unsupervised learning methods.
제 17 항에 있어서,
상기 군집기법은, 병합군집기법인 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
18. The method of claim 17,
The clustering method is a deterioration evaluation device, characterized in that the merged clustering method.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
덴드로그램을 이용하여, 복수의 바이너리 이미지를 임의의 그룹수로 그룹화하고, 각 그룹의 열화도를 분류하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 11,
The control unit,
A deterioration degree evaluation device characterized by grouping a plurality of binary images into an arbitrary number of groups using a dendrogram and classifying the degree of deterioration of each group.
제 11 항에 있어서,
상기 제어부는,
각 그룹별로 분류된 이미지를 연결하여, 손상맵을 생성하는 것을 특징으로 하는 열화도 평가 장치.
According to claim 11,
The control unit,
Deterioration evaluation device, characterized in that for generating a damage map by connecting the images classified for each group.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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