KR20220161869A - Apparatus and method for remicon slump auto quality control using artificial intelligence - Google Patents

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Abstract

A device for controlling a ready-mixed concrete slump automatic uniformity using artificial intelligence comprises: a feature extraction part that extracts a key feature to define a concentration of a ready-mixed concrete slump from a region-of-interest image, and configures a feature technical expert representing the key feature; a learning part that provides the learning data to a deep learning algorithm to determine how much the ready-mixed concrete has become according to the feature technical expert; and a recognition part that provides the feature technical expert of a real-time ready-mixed concrete image to the deep learning algorithm to derive an analysis result of the real-time ready-mixed concrete image. Therefore, the present invention is capable of reducing costs.

Description

인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REMICON SLUMP AUTO QUALITY CONTROL USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE}Remicon slump automatic uniformity control device and method using artificial intelligence {APPARATUS AND METHOD FOR REMICON SLUMP AUTO QUALITY CONTROL USING ARTIFICIAL INTELLIGENCE}

본 발명은 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to an apparatus and method for automatically uniformly controlling ready-mixed concrete slumps using artificial intelligence.

슬럼프(slump)란 레미콘의 반죽질기(Consistency)를 나타내는 값이다. 높이 30cm의 콘에 콘크리트를 넣고, 콘을 천천히 위로 뽑아내면, 반죽질기 정도에 맞게 자중으로 정점이 내려가는데, 이 정점의 하락을 슬럼프라 하며 레미콘 사용 용도에 따라 슬럼프의 차이를 주어야 한다.The slump is a value representing the consistency of ready-mixed concrete. When concrete is put in a cone with a height of 30cm and the cone is pulled out slowly, the apex goes down by its own weight according to the consistency of the dough.

레미콘 슬럼프 크기를 결정하는 농도(묽기)를 조절하기 위해 수분, 시멘트, 모래, 자갈 등을 추가 후, 혼합기 혹은 믹서를 이용해 혼합한다. 이때, 믹서 안에서 제조되고 있는 레미콘의 농도를 확인하기 위해 사람이 믹서 내부의 레미콘 농도를 직접 육안으로 확인해야 한다. 이러한 방법은 사람의 판단 착오로 인한 적정 농도 불일치의 문제가 발생할 가능성이 높고, 농도를 확인하기 위한 전문 인력이 상시 대기하여야 한다. 이에 의해 추가적인 비용이 요구되고, 전문가의 순간적 부주의와 실수로 원재료 낭비 및 손실, 결과 건축물의 심각한 품질문제가 발생하기도 한다.In order to adjust the concentration (thinness) that determines the size of the ready-mixed concrete slump, add moisture, cement, sand, gravel, etc., and mix using a mixer or mixer. At this time, in order to check the concentration of ready-mixed concrete being manufactured in the mixer, a person must visually check the concentration of ready-mixed concrete inside the mixer. This method is highly likely to cause a problem of inconsistency in proper concentration due to human error in judgment, and a professional manpower must be on standby at all times to check the concentration. As a result, additional costs are required, and raw materials are wasted and lost due to momentary negligence and mistakes of experts, resulting in serious quality problems of the building.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 인적 오류에 의한 원재료 낭비 및 손실, 결과 건축물의 품질문제를 방지할 수 있는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법을 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a ready-mixed concrete slump automatic uniform control apparatus and method using artificial intelligence that can prevent waste and loss of raw materials due to human error and quality problems of resulting buildings.

본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치는 관심영역 영상으로부터 레미콘 슬럼프의 농도를 정의하기 위한 요점 특징을 추출하고, 상기 요점 특징을 대표하는 특징 기술자를 구성하는 특징 추출부, 상기 특징 기술자에 따라 레미콘의 되기가 어느 정도인지 판단할 수 있도록 딥러닝 알고리즘에 학습 데이터를 제공하는 학습부, 및 실시간 레미콘 영상의 특징 기술자를 상기 딥러닝 알고리즘에 제공하여 상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 도출하는 인식부를 포함한다. An apparatus for automatically uniformly controlling ready-mixed concrete slump using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention extracts key features for defining the concentration of ready-mixed concrete slump from an image of a region of interest, and extracts features constituting feature descriptors representing the key features. A learning unit that provides learning data to the deep learning algorithm to determine the degree of improvement of the ready-mixed concrete according to the feature descriptor, and a feature descriptor of the real-time ready-mixed corn image to the deep learning algorithm to determine the real-time ready-mixed concrete image It includes a recognition unit that derives analysis results.

상기 특징 추출부는 동영상으로 촬영된 레미콘 영상을 프레임 단위로 분리하고, 프레임 단위의 레미콘 영상에서 일정한 크기의 관심영역을 지정하여 상기 관심영역 영상을 추출하는 관심영역 지정부를 포함할 수 있다.The feature extraction unit may include a region-of-interest designation unit that separates the ready-mixed concrete image taken as a video frame by frame and extracts the region-of-interest image by specifying a region of interest of a certain size in the frame-based ready-mixed concrete image.

상기 특징 추출부는 상기 관심영역 영상을 푸리에 변환으로 주파수 스펙트럼 영상으로 변환하는 요점 특징 추출부를 더 포함할 수 있다.The feature extractor may further include a key feature extractor for transforming the ROI image into a frequency spectrum image through a Fourier transform.

상기 요점 특징 추출부는 상기 주파수 스펙트럼 영상에서 하나의 사분면에 해당하는 특징부 영상을 선택할 수 있다. The key feature extractor may select a feature image corresponding to one quadrant from the frequency spectrum image.

상기 특징 추출부는 상기 특징부 영상에서 최저주파 계수부터 최고주파 계수 순서로 정렬하여 주파수 계수 분포를 상기 특징 기술자로서 추출하는 특징 기술자 구성부를 더 포함할 수 있다.The feature extraction unit may further include a feature descriptor component configured to extract a frequency coefficient distribution as the feature descriptor by arranging the feature image in an order from the lowest frequency coefficient to the highest frequency coefficient.

상기 특징 기술자 구성부는 상기 주파수 계수 분포에서 이상점을 제거하기 위한 회선 연산을 수행할 수 있다.The feature descriptor component may perform a convolution operation to remove outliers from the frequency coefficient distribution.

상기 특징 추출부는 밀집 역탐색 옵티컬 플로우 방법으로 상기 관심영역 영상에서 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 상기 요점 특징으로 추출하는 요점 특징 추출부를 더 포함할 수 있다. The feature extractor may further include a key feature extractor for extracting the ready-mixed concrete speed calculated for each frame from the ROI image as the key feature using a dense inverse search optical flow method.

상기 특징 추출부는 상기 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 합산하여 형성된 속도 히스토그램을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 특징 기술자 구성부를 더 포함할 수 있다. The feature extraction unit may further include a feature descriptor component configured to structure a speed histogram formed by summing the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame as the feature descriptor.

상기 특징 추출부는 상기 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 일렬로 나열하여 형성된 속도 히스토그램을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 특징 기술자 구성부를 더 포함할 수 있다.The feature extraction unit may further include a feature descriptor configuration unit for structuring a speed histogram formed by arranging the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame in a row as the feature descriptor.

상기 특징 추출부는 상기 관심영역 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 차이에 해당하는 차영상을 상기 요점 특징으로 추출하는 요점 특징 추출부를 더 포함할 수 있다. The feature extractor may further include a keypoint feature extractor extracting, as the keypoint feature, a difference image corresponding to a difference between a previous frame and a current frame of the ROI image.

상기 특징 추출부는 상기 차영상을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 특징 기술자 구성부를 더 포함할 수 있다.The feature extraction unit may further include a feature descriptor component configured to structure the difference image as the feature descriptor.

상기 학습부는 상기 특징 기술자와 상기 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 상기 딥러닝 알고리즘의 학습 데이터로 제공할 수 있다.The learning unit may provide the feature descriptor and label information corresponding to the feature descriptor as training data of the deep learning algorithm.

상기 분석 결과는 상기 실시간 레미콘 영상의 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 포함할 수 있다.The analysis result may include label information corresponding to the feature descriptor of the real-time ready-mixed concrete image.

상기 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치는 상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 기반으로 레미콘 재료의 추가 여부를 자동으로 판별하고 결핍재료를 가감하는 자동 균일 제어 구성부를 더 포함할 수 있다. The ready-mixed concrete slump automatic uniformity control device using artificial intelligence may further include an automatic uniformity control component that automatically determines whether ready-mixed concrete material is added based on the analysis result of the real-time ready-mixed corn image and adds or subtracts the deficient material.

본 발명의 다른 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법은 동영상으로 촬영된 레미콘 영상을 프레임 단위로 분리하고, 프레임 단위의 레미콘 영상에서 일정한 크기의 관심영역을 지정하여 관심영역 영상을 추출하는 단계, 관심영역 영상으로부터 레미콘 슬럼프의 농도를 정의하기 위한 요점 특징을 추출하는 단계, 상기 요점 특징을 대표하는 특징 기술자를 구성하는 단계, 상기 특징 기술자에 따라 레미콘의 되기가 어느 정도인지 판단할 수 있도록 딥러닝 알고리즘에 학습 데이터를 제공하는 단계, 및 실시간 레미콘 영상의 특징 기술자를 상기 딥러닝 알고리즘에 제공하여 상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 도출하는 단계를 포함한다. According to another embodiment of the present invention, a method for automatically uniformly controlling a ready-mixed concrete slump using artificial intelligence divides a ready-mixed concrete image captured as a video into frame units, and designates a region of interest of a certain size in the ready-mixed concrete image in each frame to obtain an image of the region of interest. Extracting, extracting key features for defining the concentration of the ready-mixed concrete slump from the region-of-interest image, constructing feature descriptors representing the key features, determining how much the ready-mixed concrete has become according to the feature descriptor Providing learning data to the deep learning algorithm so as to be able to do so, and providing feature descriptors of the real-time ready-mixed corn image to the deep learning algorithm to derive an analysis result of the real-time ready-mixed corn image.

상기 요점 특징을 추출하는 단계는, 상기 관심영역 영상을 푸리에 변환으로 주파수 스펙트럼 영상으로 변환하는 단계, 및 상기 주파수 스펙트럼 영상에서 하나의 사분면에 해당하는 특징부 영상을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.The extracting of the key feature may include transforming the ROI image into a frequency spectrum image through a Fourier transform, and selecting a feature image corresponding to one quadrant from the frequency spectrum image.

상기 특징 기술자를 구성하는 단계는, 상기 특징부 영상에서 최저주파 계수부터 최고주파 계수 순서로 정렬하여 주파수 계수 분포를 상기 특징 기술자로서 추출하는 단계를 포함할 수 있다.The configuring of the feature descriptor may include extracting a frequency coefficient distribution as the feature descriptor by arranging the feature descriptor in an order from the lowest frequency coefficient to the highest frequency coefficient in the feature image.

상기 특징 기술자를 구성하는 단계는, 상기 주파수 계수 분포에서 이상점을 제거하기 위한 회선 연산을 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.Configuring the feature descriptor may further include performing a convolution operation to remove outliers from the frequency coefficient distribution.

상기 요점 특징을 추출하는 단계는, 밀집 역탐색 옵티컬 플로우 방법으로 상기 관심영역 영상에서 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 상기 요점 특징으로 추출하는 단계를 포함할 수 있다. The step of extracting the keypoint features may include extracting, as the keypoint features, a ready-mixed concrete speed calculated for each frame in the ROI image by a dense reverse search optical flow method.

상기 특징 기술자를 구성하는 단계는, 상기 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 합산하거나 또는 일렬로 나열하여 형성된 속도 히스토그램을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 단계를 포함할 수 있다.Configuring the feature descriptor may include structuring a speed histogram formed by summing or arranging the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame as the feature descriptor.

상기 요점 특징을 추출하는 단계는, 상기 관심영역 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 차이에 해당하는 차영상을 상기 요점 특징으로 추출하는 단계를 포함할 수 있다.The extracting of the keypoint feature may include extracting a difference image corresponding to a difference between a previous frame and a current frame of the ROI image as the keypoint feature.

상기 딥러닝 알고리즘에 상기 학습 데이터를 제공하는 단계는, 상기 특징 기술자와 상기 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 상기 딥러닝 알고리즘의 학습 데이터로 제공하는 단계를 포함할 수 있다.Providing the learning data to the deep learning algorithm may include providing the feature descriptor and label information corresponding to the feature descriptor as training data of the deep learning algorithm.

상기 분석 결과는 상기 실시간 레미콘 영상의 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 포함할 수 있다.The analysis result may include label information corresponding to the feature descriptor of the real-time ready-mixed concrete image.

상기 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법은 상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 기반으로 레미콘 재료의 추가 여부를 자동으로 판별하고 결핍재료를 가감하는 단계를 더 포함할 수 있다.The automatic uniform control method for ready-mixed concrete slump using artificial intelligence may further include automatically determining whether ready-mixed concrete material is added based on the analysis result of the real-time ready-mixed corn image and adding or subtracting the missing material.

본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법은 실시간으로 믹서 내부의 영상을 수신하여 요구되는 슬럼프의 농도를 판단과 동시에 결핍재료를 판단하여 결핍재료의 가감을 명령할 수 있다.An apparatus and method for automatically uniformly controlling ready-mixed concrete slump using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention receives an image inside the mixer in real time to determine the concentration of the required slump and at the same time determine the deficient material to command the addition or subtraction of the deficient material can

전문가가 상시로 대기하며 레미콘의 농도를 눈으로 직접 확인해야 했던 기존의 방식과는 달리, 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법은 직접적인 판단을 통한 적정 농도의 레미콘 생산이 가능하고 적정 농도 불일치의 확률을 최소화할 수 있고 비용을 절감할 수 있다.Unlike the existing method in which an expert had to stand by at all times and directly check the concentration of ready-mixed concrete, the artificial intelligence-based automatic uniform control device and method for ready-mixed corn slump enables production of ready-mixed concrete at an appropriate concentration through direct judgment and proper concentration The probability of inconsistency can be minimized and costs can be reduced.

인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법은 영상 데이터 내의 요점(key point) 특징을 추출해 기계 학습을 통한 판별 기준 생성 메커니즘을 이용함에 따라 사람의 눈으로 분류하지 못했던 미세한 농도 차이도 분류할 수 있고, 레미콘뿐만 아니라 다양한 액체 원료 농도 판별 시에도 활용될 수 있고, 기술 및 시스템 확장성, 그 응용성이 높다.Remicon slump automatic uniformity control device and method using artificial intelligence extracts key point features in image data and uses a criterion generation mechanism through machine learning to classify minute differences in concentration that cannot be classified by the human eye. It can be used not only for ready-mixed concrete but also for determining the concentration of various liquid raw materials, and its technology and system scalability and its applicability are high.

인공지능 인식 시스템의 직접적인 관리가 이루어지면서 배합비율 파악, 자재 및 수분 투입, 믹서 작동 등의 과정에서 발생할 수 있는 오류 사항에 대한 명확한 원인 규명이 가능하고, 제조공정에서 발생할 수 있는 문제에 대한 신속한 대응책을 마련함과 동시에 신속한 재가동으로 제조공정에서 발생할 수 있는 손실이 최소화될 수 있다.With the direct management of the artificial intelligence recognition system, it is possible to identify the clear cause of errors that may occur in the process of identifying the mixing ratio, inputting materials and water, and operating the mixer, and promptly responding to problems that may occur in the manufacturing process. At the same time, the loss that may occur in the manufacturing process can be minimized by prompt restart.

인공지능 인식 시스템은 시스템 스스로가 품질을 인식하고 분류하므로 전문적인 지식이나 기술 없이도 품질 제어가 가능하며, 간단한 교육을 받은 소수의 시스템 관리자가 생산 공정을 전부 관리 및 운영할 수 있다. 따라서 적은 인력으로도 레미콘 제조 공정이 수행될 수 있다.The artificial intelligence recognition system recognizes and classifies quality by itself, so quality control is possible without professional knowledge or technology, and a small number of system administrators who have received simple training can manage and operate the entire production process. Therefore, the ready-mixed concrete manufacturing process can be performed with a small number of manpower.

인공지능 인식 시스템은 기존에 유지됐던 부분 공정 자동화에 대한 완전 자동화 대안을 제공하고, 스마트공장에서 요구하는 요소 중 하나인 완전 공정 자동화를 통해 비용 절감, 생산 시간 단축, 생산 품질 유지 및 향상의 효과를 제공할 수 있다. 이를 통해 세계적으로 주목받고 있는 레미콘 스마트공장 운영관리 기술 및 시스템 보유 반열에 도달할 수 있다.The artificial intelligence recognition system provides a fully automated alternative to the previously maintained partial process automation, and through complete process automation, one of the elements required by smart factories, the effects of cost reduction, production time reduction, and maintenance and improvement of production quality are achieved. can provide Through this, it is possible to reach the ranks of the ready-mixed concrete smart plant operation management technology and system that are attracting attention worldwide.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역을 지정하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역을 푸리에 변환하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 영상에서 요점 특징 영상을 선택하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 기술자를 구성하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 기술자에서 이상점을 제거하는 과정을 나타내는 예시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 기술자를 신경망의 딥러닝 분류기의 훈련 데이터로 제공하는 과정을 나타내는 예시도이다.
1 is a block diagram showing an apparatus and method for automatically uniformly controlling a ready-mixed concrete slump using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention.
2 is an exemplary diagram illustrating a process of designating a region of interest according to an embodiment of the present invention.
3 is an exemplary diagram illustrating a process of Fourier transforming a region of interest according to an embodiment of the present invention.
4 is an exemplary diagram illustrating a process of selecting a key feature image from a frequency image according to an embodiment of the present invention.
5 is an exemplary diagram illustrating a process of constructing a feature descriptor according to an embodiment of the present invention.
6 is an exemplary diagram illustrating a process of removing outliers from a feature descriptor according to an embodiment of the present invention.
7 is an exemplary diagram illustrating a process of providing a feature descriptor as training data of a deep learning classifier of a neural network according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 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 실시예들에 한정되지 않는다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. This invention may be embodied in many different forms and is not limited to the embodiments set forth herein.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.

또한, 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.In addition, throughout the specification, when a certain component is said to "include", it means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.

이하, 도 1 내지 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법에 대하여 설명한다. Hereinafter, a ready-mixed concrete slump automatic uniform control apparatus and method using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 7.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법을 나타내는 블록도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역을 지정하는 과정을 나타내는 예시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관심영역을 푸리에 변환하는 과정을 나타내는 예시도이다. 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 영상에서 요점 특징 영상을 선택하는 과정을 나타내는 예시도이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 기술자를 구성하는 과정을 나타내는 예시도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 기술자에서 이상점을 제거하는 과정을 나타내는 예시도이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 특징 기술자를 신경망의 딥러닝 분류기의 훈련 데이터로 제공하는 과정을 나타내는 예시도이다.1 is a block diagram showing an apparatus and method for automatically uniformly controlling a ready-mixed concrete slump using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention. 2 is an exemplary diagram illustrating a process of designating a region of interest according to an embodiment of the present invention. 3 is an exemplary diagram illustrating a process of Fourier transforming a region of interest according to an embodiment of the present invention. 4 is an exemplary diagram illustrating a process of selecting a key feature image from a frequency image according to an embodiment of the present invention. 5 is an exemplary diagram illustrating a process of constructing a feature descriptor according to an embodiment of the present invention. 6 is an exemplary diagram illustrating a process of removing outliers from a feature descriptor according to an embodiment of the present invention. 7 is an exemplary diagram illustrating a process of providing a feature descriptor as training data of a deep learning classifier of a neural network according to an embodiment of the present invention.

도 1 내지 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치는 믹서 내부의 농도별 레미콘 혼합 영상 데이터들을 수집 후, 농도별 영상 특징을 정의하고 추출하여 기계 학습 알고리즘, 예를 들어 딥러닝 알고리즘을 기반으로 농도 판정 모델을 학습시킬 수 있다. 이렇게 학습된 시스템은 레미콘 농도를 인식할 수 있고, 이후 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치는 실시간으로 믹서 내부의 레미콘 영상을 수신하여 슬럼프의 농도를 판단과 동시에 결핍재료 판단과 결핍재료 가감을 자동으로 명령할 수 있다.1 to 7, the automatic uniform control apparatus for ready-mixed corn slump using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention collects ready-mixed concrete mixture image data for each concentration inside the mixer, defines and extracts image characteristics for each concentration, and performs machine learning A concentration determination model may be trained based on an algorithm, for example, a deep learning algorithm. The system learned in this way can recognize the concentration of ready-mixed concrete, and then the ready-mixed concrete slump automatic uniformity control device receives the ready-mixed concrete image inside the mixer in real time to determine the concentration of the slump and at the same time determine the deficiency material and automatically command the addition or subtraction of the missing material. can

더욱 상세하게 설명하면, 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치는 특징 추출부(100), 학습부(200), 인식부(300) 및 자동 균일 제어 구성부(400)를 포함할 수 있다. In more detail, the ready-mixed concrete slump automatic uniformity control device using artificial intelligence may include a feature extraction unit 100, a learning unit 200, a recognition unit 300, and an automatic uniformity control component 400.

특징 추출부(100)는 레미콘 영상에 대한 요점 특징을 추출하고, 요점 특징을 대표하는 특징 기술자를 구성하는 과정을 수행한다. 특징 추출부(100)는 입력 영상 수집부(101), 관심영역 지정부(102), 요점 특징 추출부(103) 및 특징 기술자 구성부(104)를 포함할 수 있다.The feature extraction unit 100 extracts key features for the ready-mixed concrete image and performs a process of constructing feature descriptors representing the key features. The feature extraction unit 100 may include an input image collection unit 101 , a region of interest designation unit 102 , a key feature extraction unit 103 and a feature descriptor configuration unit 104 .

입력 영상 수집부(101)는 카메라를 이용하여 레미콘 영상(10)을 촬영하여 관심영역 지정부(102)에 전달할 수 있다. 입력 영상 수집부(101)는 주기적 또는 일정 시간 동안 레미콘 영상(10)을 동영상으로 촬영할 수 있다. 입력 영상 수집부(101)에서 수집되는 레미콘 영상(입력 영상)(10)은 요점 특징 및 특징 기술자를 구성하기 위한 것이다.The input image collection unit 101 may transmit the ready-mixed concrete image 10 using a camera to the region of interest designation unit 102 . The input image collection unit 101 may take a video of the ready-mixed concrete image 10 periodically or for a certain period of time. The ready-mixed concrete image (input image) 10 collected by the input image collection unit 101 is for constructing key features and feature descriptors.

관심영역 지정부(102)는 레미콘이 섞이는 과정 중에 있는 레미콘 영상(10)을 프레임 단위로 분리하고, 프레임 단위의 레미콘 영상(10)에서 일정한 크기의 관심영역(11)을 지정하여 관심영역 영상(12)을 추출할 수 있다. 관심영역(11)은 레미콘 영상(10)의 전체 이미지 중에서 특징점이 보이는 부분일 수 있다. 관심영역(11)은 프레임 단위의 레미콘 영상(10)에서 중앙 부분을 기준으로 일정한 크기로 지정될 수 있다. 관심영역 지정부(102)는 레미콘 영상(10)의 모든 프레임에서 관심영역(11)을 지정하지 않고 레미콘 영상(10)에서 일정한 주기마다 프레임을 획득하고, 획득된 프레임 단위의 레미콘 영상(10)에서 관심영역(11)을 지정할 수 있다. 이는 레미콘 영상(10)에서 일부분을 추출하더라도 전체 레미콘 영상(10)을 대표할 수 있기 때문이고, 불필요한 특징의 개수를 줄여 실시간 처리를 용이하게 하기 위한 것이다. 관심영역 지정부(102)는 관심영역으로 이루어진 관심영역 영상(12)을 요점 특징 추출부(103)에 전달한다.The region of interest designation unit 102 separates the remicon image 10 in the process of mixing the remicon into frame units, and designates a region of interest 11 of a certain size from the remicon image 10 in frame units to obtain an image of the region of interest ( 12) can be extracted. The region of interest 11 may be a portion where feature points are visible from among the entire image of the ready-mixed concrete image 10. The region of interest 11 may be designated with a constant size based on the central portion of the ready-mixed concrete image 10 in units of frames. The region of interest designator 102 does not designate the region of interest 11 in all frames of the ready-mixed concrete image 10, acquires frames from the ready-mixed concrete image 10 at regular intervals, and obtains a frame-by-frame ready-mixed concrete image 10 A region of interest 11 can be designated in This is because even if a portion is extracted from the ready-mixed-corn image 10, it can represent the entire ready-mixed-corn image 10, and this is to facilitate real-time processing by reducing the number of unnecessary features. The ROI designator 102 transfers the ROI image 12 composed of the ROI to the keypoint feature extraction unit 103 .

요점 특징 추출부(103)는 관심영역 영상(12)으로부터 레미콘 슬럼프의 농도를 정의하기 위한 요점 특징(패턴 정의)을 추출할 수 있다. 요점 특징 추출부(103)는 요점 특징을 관심영역 영상(12)의 주파수 구성 분포로 정의할 수 있다. The key feature extractor 103 may extract key features (pattern definition) for defining the concentration of the ready-mixed concrete slump from the ROI image 12 . The keypoint feature extractor 103 may define keypoint features as a frequency configuration distribution of the ROI image 12 .

구체적으로, 요점 특징 추출부(103)는 관심영역 영상(12)을 푸리에 변환으로 주파수 스펙트럼 영상(13)으로 변환할 수 있다. 주파수 스펙트럼 영상(13)은 화소 밝기가 급변하는 영역인 고주파 영역과 화소 밝기의 변화가 거의 없거나 점진적으로 변하는 저주파 영역으로 구성될 수 있다. 푸리에 변환은 프레임 단위의 관심영역 영상(12)(원본 영상)을 주파수 스펙트럼 영상(13)으로 변환하는 알고리즘이다.Specifically, the key feature extractor 103 may transform the ROI image 12 into a frequency spectrum image 13 through Fourier transform. The frequency spectrum image 13 may include a high-frequency region in which pixel brightness changes rapidly and a low-frequency region in which pixel brightness changes little or gradually. The Fourier transform is an algorithm that transforms the ROI image 12 (original image) in units of frames into the frequency spectrum image 13.

그리고 요점 특징 추출부(103)는 주파수 스펙트럼 영상(13)에서 하나의 사분면에 해당하는 특징부 영상(14)을 선택할 수 있다. 주파수 스펙트럼 영상(13)은 제1 사분면을 기준으로 제2 사분면, 제3 사분면, 제4 사분면이 대칭 형태를 가지고 있으므로, 4개의 사분면 중에서 하나의 사분면으로 원본 영상의 모든 정보를 표현할 수 있다. 도 4에서는 주파수 스펙트럼 영상(13)에서 제2 사분면이 선택된 것을 예시하고 있으며, 제2 사분면의 특징부 영상(14)에서 최저 주파수는 왼쪽 위에 해당하고 최고 주파수는 오른쪽 아래에 해당한다.Also, the key feature extractor 103 may select a feature image 14 corresponding to one quadrant from the frequency spectrum image 13 . Since the frequency spectrum image 13 has a symmetrical shape in the second quadrant, the third quadrant, and the fourth quadrant based on the first quadrant, all information of the original image can be expressed in one quadrant among the four quadrants. 4 illustrates that the second quadrant is selected in the frequency spectrum image 13, and in the feature image 14 of the second quadrant, the lowest frequency corresponds to the upper left and the highest frequency corresponds to the lower right.

실시예에 따라, 요점 특징 추출부(103)는 푸리에 변환 이외의 다양한 방법으로 요점 특징을 추출할 수 있다. 예를 들어, 요점 특징 추출부(103)는 VVC(Variance of Variance Components), VOV(Variance of Variance), SIFT(Scale-Invariant Feature Transform Feature), SURF(Speed-Up Robust Features), HOG(Histogram of Oriented Gradient), FAST(Features from Accelerated Segment Test), BRIEF(Binary Robust Independent Elementary Features), ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF), Haar Feature, Ferns Feature, MCT(Modified Census Transform) Feature, GLCM(Gray Level Co-occurrence Matrix) Feature, LBP(Local Binary Patern), Gabor Filter 등의 요점 특징 추출 알고리즘을 이용하여 요점 특징을 추출할 수 있다.Depending on the embodiment, the keypoint feature extractor 103 may extract keypoint features using various methods other than Fourier transform. For example, the key feature extractor 103 includes Variance of Variance Components (VVC), Variance of Variance (VOV), Scale-Invariant Feature Transform Feature (SIFT), Speed-Up Robust Features (SURF), and Histogram of HOG (Histogram of Variance). Oriented Gradient), FAST(Features from Accelerated Segment Test), BRIEF(Binary Robust Independent Elementary Features), ORB(Oriented FAST and Rotated BRIEF), Haar Feature, Ferns Feature, MCT(Modified Census Transform) Feature, GLCM(Gray Level Co Key features can be extracted using key feature extraction algorithms such as -occurrence Matrix (Local Binary Pattern), LBP (Local Binary Pattern), and Gabor Filter.

VVC는 모집단에서 추출한 표본 집단이 모집단의 특징을 잘 반영하고 있는지를 나타내기 위하여 분산을 사용한다. 분산은 집단의 특징을 나타내는 합과 평균을 이용한 특징이므로 집단의 성격을 잘 나타낸다. 따라서 부분 집단이 모집단의 특징을 반영하고 있다면 이 둘의 분산은 유사한 값을 가지게 될 것이다. VVC는 부분 집단들의 분산과 모집단의 분산을 비교하는 방식으로 유사성을 판정한다.VVC uses variance to indicate whether a sample group extracted from a population reflects the characteristics of the population well. Variance is a feature that uses the sum and average to represent the characteristics of a group, so it represents the characteristics of the group well. Therefore, if the subgroup reflects the characteristics of the population, the variances of the two will have similar values. VVC determines similarity by comparing the variance of subgroups with the variance of the population.

VOV는 VVC의 특징을 개선한 방법으로서 모집단을 영상의 배경으로, 표본 집단을 결함을 포함하고 있는 영상으로 설정하여 이들의 분산요소를 비교해 결함 유무를 판별하는 방법이다. 영상에서 결함을 포함한 표본 집단의 밝기 값은 배경만을 포함한 표본 집단의 밝기 값과 대조를 보이므로 이러한 두 부분 집단의 비교를 통하여 결함의 유무와 위치를 판별해 낸다.VOV is a method that improves the characteristics of VVC, and sets the population as the background of the image and the sample group as the image containing defects, and compares their variance factors to determine the presence or absence of defects. Since the brightness value of the sample group including the defect in the image shows contrast with the brightness value of the sample group including only the background, the existence and location of the defect are determined by comparing these two subgroups.

SIFT는 영상의 크기에 상관없이 코너 특징 점을 추출하는 알고리즘이다. SIFT는 원본 영상을 확대 및 축소하여 4세트(Octave)의 이미지를 구성하고 이들을 대상으로 표준편차 값이 다른 여러 가우시안 마스크를 이용한 DoG(Difference of Gaussian) 연산을 통해 영상에서 에지를 검출한다. 그 후 인접한 에지 점 중에서 DoG 값이 가장 큰 에지 점을 기준으로 수평, 수직 미분 값이 모두 큰 에지 점을 코너 점으로 판별한다.SIFT is an algorithm that extracts corner feature points regardless of the size of the image. SIFT enlarges and reduces the original image to construct four sets of images (Octave), and detects edges in the image through DoG (Difference of Gaussian) operation using several Gaussian masks with different standard deviation values targeting them. After that, based on the edge point with the largest DoG value among the adjacent edge points, the edge point with the largest horizontal and vertical differential values is determined as a corner point.

SURF는 적분 영상을 구성하고 2차 미분을 이용하는 헤시안 행렬을 사용해 후보 코너 점을 검출하는 알고리즘이다. SURF는 일반적인 가우시안 필터를 사용하지 않고 근사화된 필터를 적분 이미지에 적용하여 헤시안 행렬 연산을 빠르게 계산한다. 또한 이 근사화된 필터의 크기를 변경함으로 다양한 크기의 코너 점을 검출한다. SURF는 적분 영상과 근사화된 헤시안 행렬, 필터의 크기를 변경하는 방법으로 계산 속도를 높일 수 있다. SURF is an algorithm that constructs an integral image and detects candidate corner points using a Hessian matrix using second order derivative. SURF quickly computes Hessian matrix operations by applying an approximated filter to an integral image without using a general Gaussian filter. In addition, corner points of various sizes are detected by changing the size of this approximated filter. SURF can increase the calculation speed by changing the size of the integral image, approximated Hessian matrix, and filter.

HOG는 픽셀에 대한 그레이스케일의 각도와 크기 변화를 고려하여 영상의 기울기 방향을 구하고 이 영상의 기울기 방향을 각도별 빈도수로 히스토그램화된 특징 값을 추출하는 방법이다. 먼저 영상에서 미분을 통한 에지 점을 검출하는 소벨 마스크를 이용한다. 구해진 영상의 기울기 방향을 블록 단위로 묶어 히스토그램을 구성한다.HOG is a method of obtaining a gradient direction of an image by considering the change in angle and size of a gray scale for a pixel, and extracting feature values histogrammed from the gradient direction of the image as a frequency for each angle. First, a Sobel mask is used to detect edge points through differentiation in an image. A histogram is formed by grouping the gradient directions of the obtained image in units of blocks.

FAST는 영상에서 코너 특징 점을 빠르게 검출하는 알고리즘이다. 영상의 모든 픽셀 점을 대상으로 주변 16개 픽셀 중 1, 5, 9, 13번 픽셀과 중앙 픽셀의 밝기 차이가 큰 경우 그 점이 코너 특징 점 후보로 지정된다. 여러 영상에서 검출한 코너 특징 점 후보들에 대해 의사결정트리 ID3를 구성해 영상에서의 코너 특징 점들이 결정된다.FAST is an algorithm that quickly detects corner feature points in an image. For all pixel points in the image, if there is a large difference in brightness between pixels 1, 5, 9, and 13 among 16 neighboring pixels and the center pixel, that point is designated as a corner feature point candidate. Corner feature points in the image are determined by constructing a decision tree ID3 for corner feature point candidates detected from several images.

BRIEF는 패치 내에서 임의의 픽셀 쌍의 밝기 비교를 통해 이진 기술자를 구성하는 알고리즘이다. 계산이 빠르고 높을 식별력을 가지며 정합 과정이 빠르다는 장점이 있으나 회전에 취약하다는 단점이 있다. 영상에서 코너, 에지 등의 특징 점을 검출하는 알고리즘이 아니므로 특징 점을 검출하는 알고리즘과 함께 사용해야 한다.BRIEF is an algorithm that constructs a binary descriptor by comparing the brightness of an arbitrary pair of pixels within a patch. It has the advantage of fast calculation, high discrimination, and fast matching process, but has the disadvantage of being vulnerable to rotation. It is not an algorithm that detects feature points such as corners and edges in an image, so it must be used together with an algorithm that detects feature points.

ORB는 여러 크기의 영상에 대한 코너 점 검출을 위해 이미지 피라미드를 적용한 FAST 알고리즘을 적용하고 코너 점을 기준으로 행렬의 회전변환을 통해 보완한 BRIEF 기술자를 정의해 특징 기술자를 구성하는 알고리즘이다. FAST 알고리즘을 통한 후보 점을 기준으로 헤리스(Harris) 코너 알고리즘을 적용해 완전한 코너 점이 검출된다.ORB is an algorithm that constructs feature descriptors by applying the FAST algorithm that applies image pyramids to detect corner points for images of various sizes, and defining BRIEF descriptors supplemented by rotation transformation of a matrix based on corner points. Complete corner points are detected by applying the Harris corner algorithm based on the candidate points through the FAST algorithm.

Haar Feature는 영상에서의 영역 간 밝기차를 이용한 특징이다. 각 특징 값은 흰색 부분에 해당하는 영상 픽셀들의 밝기 합에서 검은색 부분의 밝기 합을 뺀 차로 계산된다. 이렇게 추출한 다수의 특징을 조합하여 대상이 식별된다. 영역 내부에서 물체의 형태 및 위치변화에는 덜 민감하지만 영상의 회전과 대비, 밝기 변화에는 민감하다.Haar feature is a feature using the brightness difference between regions in an image. Each feature value is calculated by subtracting the sum of the brightness of the black part from the sum of the brightness of the image pixels corresponding to the white part. An object is identified by combining a plurality of features extracted in this way. It is less sensitive to changes in the shape and position of objects within the area, but is sensitive to changes in image rotation, contrast, and brightness.

Ferns Feature는 영상에서 먼저 특징 점들을 뽑고 각 특징 점을 중심으로 한 로컬 패치를 구한 다음 로컬 패치 내에서 임의의 한 쌍의 두 점을 잡고 두 점 간의 픽셀 밝기차가 음수인지 양수인지가 특징으로 사용된다. 영상의 대조, 밝기 변화 등에 강인하나 형태가 변하거나 회전된 경우에는 민감하다.The Ferns Feature first selects feature points from the image, obtains a local patch centered on each feature point, then grabs a pair of two points at random within the local patch and determines whether the pixel brightness difference between the two points is negative or positive. . It is robust to image contrast and brightness changes, but is sensitive to changes in shape or rotation.

MCT는 입력 영상을 주변 밝기 변화에 대한 영향이 제거된 영상으로 변환하기 위한 용도로 사용된다. 한 픽셀에 대한 MCT 특징 기술자는 주변영역 픽셀의 밝기가 로컬영역의 평균보다 밝으면 0, 어두우면 1로 인코딩하여 그 결과를 비트스트링으로 연결한 값이고 XOR을 통한 해밍거리로 정합(matching)된다. 밝기 변화에 강인하다는 특징이 있다.MCT is used for converting an input image into an image from which the influence of ambient brightness change is removed. The MCT feature descriptor for a pixel is a value obtained by encoding 0 if the brightness of a pixel in the surrounding area is brighter than the average of the local area and 1 if it is darker, and connecting the result to a bit string, and is matched by the hamming distance through XOR. . It is characterized by being robust against changes in brightness.

GLCM 행렬은 영상의 밝기 값을 좌표로 이용하는 방법으로 영상을 밝기 값의 히스토그램으로 표현하는 방법이다. 영상에서 현재 픽셀과 이웃한 픽셀의 값을 x, y 좌표로 사용하여 해당하는 좌표의 GLCM 행렬에 값을 추가한다. 따라서 배경이 비슷한 색상으로 표현될 경우 배경 색에 대한 히스토그램은 높은 값으로 표현되지만, 결함과 같이 특이 값이 입력될 경우 오차로 인식되어 결함의 검출이 가능하다.The GLCM matrix is a method of expressing an image as a histogram of brightness values by using the brightness values of the image as coordinates. Values of the current pixel and neighboring pixels in the image are used as x, y coordinates, and values are added to the GLCM matrix of the corresponding coordinates. Therefore, when the background is expressed in a similar color, the histogram for the background color is expressed as a high value, but when a specific value such as a defect is input, it is recognized as an error and a defect can be detected.

LBP는 이미지의 질감 표현 등에 활용되는 효율적인 이미지의 특징이다. LBP 연산자는 지역적인 이진 패턴 값을 계산한다. 모든 픽셀에 대해서 LBP 값을 계산한 후 LBP 값들의 정규화된 히스토그램을 만들어준다. 이미지의 질감이 256개의 bin으로 구성된 히스토그램으로 정의되며 정의된 질감은 히스토그램 정합 방법으로 결함을 검출하기 위하여 활용된다.LBP is a feature of an efficient image that is used for expressing the texture of an image. The LBP operator computes local binary pattern values. After calculating LBP values for all pixels, a normalized histogram of LBP values is created. The texture of the image is defined as a histogram consisting of 256 bins, and the defined texture is used to detect defects by the histogram matching method.

Gabor Filter는 코사인 함수와 가우시안 함수가 합성된 필터이다. 이미지의 밝기, 패턴의 주파수 및 형태, 방향 등을 고려하여 λ, θ, ψ, σ, γ의 다섯 가지 설정 값을 이용해 필터의 형태를 효과적으로 구성할 수 있다. 표면 질감의 크기나 방향성 표현이 우수하며 복잡한 패턴을 가진 배경에서 높은 성능을 보여주어 결함 검사에서 활용된다.A Gabor filter is a filter that combines a cosine function and a Gaussian function. The shape of the filter can be effectively configured using the five setting values of λ, θ, ψ, σ, and γ considering the brightness of the image, the frequency and shape of the pattern, and the direction. It is excellent in expressing the size and direction of surface texture and shows high performance in backgrounds with complex patterns, so it is used in defect inspection.

한편, 요점 특징 추출부(103)는 관심영역 영상(12)에 밀집 역탐색(Dense Inverse Search, DIS) 옵티컬 플로우(Optical Flow) 방법을 적용하여 레미콘 슬럼프의 농도를 정의하기 위한 요점 특징을 추출할 수 있다. 슬럼프의 농도(점도)가 높으면 레미콘이 섞이는 속도(레미콘 속도)가 느려지고 슬럼프의 농도(점도)가 낮으면 레미콘 속도가 빨라지므로, DIS 옵티컬 플로우 방법으로 관심영역 영상(12)에 대해 레미콘 속도를 검출함으로써 슬럼프의 농도가 추출될 수 있다. DIS 옵티컬 플로우는 관심영역 영상(12)의 특징점의 밝기값과 주변 픽셀의 밝기값이 변화하지 않는다고 가정한 후 테일러 급수를 통해 전개한 뒤 관심영역 영상(12)에서 레미콘 속도를 계산하는 것이다. 즉, 요점 특징 추출부(103)는 DIS 옵티컬 플로우 방법으로 관심영역 영상(12)에서 프레임 별로 산출되는 레미콘 속도를 요점 특징으로 추출할 수 있다.On the other hand, the key feature extractor 103 applies a dense inverse search (DIS) optical flow method to the region of interest image 12 to extract key features for defining the concentration of the ready-mixed concrete slump. can If the concentration (viscosity) of the slump is high, the mixing speed of the ready-mixed concrete (remicon speed) slows down, and if the concentration (viscosity) of the slump is low, the speed of ready-mixed concrete increases. By doing so, the concentration of the slump can be extracted. The DIS optical flow is to calculate the ready-mixed concrete velocity in the region of interest image 12 after developing it through a Taylor series after assuming that the brightness values of feature points and the brightness values of neighboring pixels of the region of interest image 12 do not change. That is, the key point feature extractor 103 may extract the ready-mixed concrete speed calculated for each frame from the ROI image 12 as a key point feature using the DIS optical flow method.

다른 한편으로, 요점 특징 추출부(103)는 관심영역 영상(12)의 이전 프레임과 현재 프레임을 비교하여 그 차이에 해당하는 차영상을 생성하고, 차영상을 요점 특징으로 추출할 수 있다. 차영상에는 레미콘의 파형, 흐름 등이 표시될 수 있다.On the other hand, the keypoint feature extraction unit 103 may compare the previous frame and the current frame of the ROI image 12 to generate a difference image corresponding to the difference, and extract the difference image as a keypoint feature. The difference image may display the waveform and flow of ready-mixed concrete.

특징 기술자 구성부(104)는 요점 특징 추출부(103)로부터 요점 특징을 전달받고, 요점 특징을 대표하는 특징 기술자를 구성한다. 더욱 상세하게, 특징 기술자 구성부(104)는 요점 특징 추출부(103)에 의해 변환된 주파수 스펙트럼 영상(13)의 특징부 영상(14)을 전달받고, 특징부 영상(14)에서 최저주파 계수부터 최고주파 계수 순서로 정렬하여 주파수 계수 분포를 추출할 수 있다. 도 5에 예시한 바와 같이, 특징부 영상(14)에서 주파수 계수들은 대각선 방향으로 지그재그의 순서로 정렬되는 특징이 있다. 최저주파 계수에서 최고주파 계수로 정렬하기 위해서는 최저주파 계수가 (0,0)에 위치하므로, 주파수 계수는 (0,0), (0,1), (1,0), (2,0), (1,1), (0,2), ... 순서로 정렬될 수 있다. The feature descriptor constructing unit 104 receives the key feature from the key feature extraction unit 103 and constructs a feature descriptor representing the key feature. More specifically, the feature descriptor component 104 receives the feature image 14 of the frequency spectrum image 13 converted by the key feature extractor 103, and the lowest frequency coefficient in the feature image 14. It is possible to extract the frequency coefficient distribution by sorting in order of the highest frequency coefficient from . As illustrated in FIG. 5 , frequency coefficients in the feature image 14 are arranged in a zigzag order in a diagonal direction. To sort from the lowest to the highest frequency coefficient, the lowest frequency coefficient is located at (0,0), so the frequency coefficients are (0,0), (0,1), (1,0), (2,0) , (1,1), (0,2), ... can be sorted in the order.

레미콘의 되기(thick) 정도에 따라 레미콘 영상의 밝기 변화의 분포 정도와 속도가 달라지기 때문에 되기가 다른 레미콘 영상마다 서로 구별 가능한 주파수 계수 분포를 가진다. 따라서, 주파수 계수 분포를 레미콘 영상의 특징을 나타내는 대푯값이라 할 수 있다. Since the distribution degree and speed of the brightness change of the ready-mixed concrete images vary according to the thickness of the ready-mixed concrete, each ready-mixed concrete image having a different thickness has a frequency coefficient distribution that can be distinguished from each other. Therefore, the frequency coefficient distribution can be referred to as a representative value representing the characteristics of the ready-mixed concrete image.

특징 기술자 구성부(104)는 이러한 주파수 계수 분포를 레미콘의 되기를 나타내는 특징 기술자(feature descriptor, FD)로서 자료 구조화할 수 있다. 특징 기술자 구성부(104)는 특징 기술자(FD)를 학습부(200)에 전달하여 딥러닝 분류기의 학습 데이터로 사용되도록 하고, 특징 기술자(FD)를 인식부(300)에 전달하여 레미콘 영상(10)을 실시간으로 분석할 수 있도록 한다.The feature descriptor component 104 may structure the frequency coefficient distribution as a feature descriptor (FD) representing the ready-mixed concrete. The feature descriptor component 104 transmits the feature descriptor (FD) to the learning unit 200 to be used as learning data of the deep learning classifier, and transmits the feature descriptor (FD) to the recognition unit 300 to make the ready-mixed image ( 10) can be analyzed in real time.

한편, 주파수 계수 분포에서 일부의 값이 튀어 오르는 이상점(outlier)이 확인될 때가 있다. 따라서, 도 6에 예시한 바와 같이, 특징 기술자 구성부(104)는 특징 기술자(FD)의 전체 데이터 특성을 사라지게 하지 않으면서 이상점을 효과적으로 제거하기 위해 필터를 구성하여 회선(Convolution) 연산을 수행할 수 있다. 특징 기술자 구성부(104)는 회선 연산된 특징 기술자로 데이터 세트를 구성할 수 있다. 이러한 데이터 세트는 딥러닝 학습에 이용되어 분류 정확도를 더욱 높게 향상시킬 수 있다. On the other hand, there are times when an outlier in which a part of a value jumps in the frequency coefficient distribution is identified. Therefore, as illustrated in FIG. 6, the feature descriptor component 104 configures a filter to effectively remove outliers without making all data characteristics of the feature descriptor (FD) disappear and performs convolution operation. can do. The feature descriptor constructing unit 104 may construct a data set with convolutionally operated feature descriptors. These data sets can be used for deep learning learning to further improve classification accuracy.

한편, 특징 기술자 구성부(104)는 요점 특징 추출부(103)에서 DIS 옵티컬 플로우 방법으로 관심영역 영상(12)에서 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 합산하여 형성된 속도 히스토그램을 특징 기술자(FD)로서 구조화할 수 있다.On the other hand, the feature descriptor composition unit 104 is structured as a feature descriptor (FD) with a speed histogram formed by adding the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame in the region of interest image 12 by the DIS optical flow method in the key feature extractor 103 can do.

또는, 특징 기술자 구성부(104)는 요점 특징 추출부(103)에서 DIS 옵티컬 플로우 방법으로 관심영역 영상(12)에서 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 일렬로 나열하여 형성된 속도 히스토그램을 특징 기술자(FD)로서 구조화할 수 있다.Alternatively, the feature descriptor component 104 is a feature descriptor (FD) of the speed histogram formed by arranging the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame in the region of interest image 12 by the DIS optical flow method in the key feature extractor 103. can be structured as

다른 한편으로, 특징 기술자 구성부(104)는 관심영역 영상(12)의 이전 프레임과 현재 프레임의 차이에 해당하는 차영상을 특징 기술자(FD)로서 구조화할 수 있다.On the other hand, the feature descriptor configuration unit 104 may structure a difference image corresponding to a difference between a previous frame and a current frame of the ROI image 12 as a feature descriptor (FD).

학습부(200)는 딥러닝 알고리즘을 이용하여 특징 기술자(FD)에 따라 레미콘의 되기가 어느 정도인지 판단할 수 있도록 신경망에 학습 데이터를 제공하고, 학습 결과에 따라 레미콘 영상(10)에서 되기 정도를 판별하기 위한 정량기준을 확정하는 과정을 수행한다. 학습 데이터는 주파수 계수 분포, 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 합산하여 형성된 속도 히스토그램, 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 일렬로 나열하여 형성된 속도 히스토그램, 이전 프레임과 현재 프레임의 차이에 해당하는 차영상 중 적어도 하나를 포함하는 특징 기술자(FD)를 기반으로 만들어질 수 있다.The learning unit 200 provides learning data to the neural network so that it can determine how much the ready-mixed concrete has become according to the feature descriptor (FD) using a deep learning algorithm, and the degree of becoming in the ready-mixed corn image 10 according to the learning result. Performs the process of confirming the quantitative standard for discriminating. The learning data is at least one of a frequency coefficient distribution, a speed histogram formed by adding up the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame, a speed histogram formed by listing the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame in a row, and a difference image corresponding to the difference between the previous frame and the current frame. It may be made based on a feature descriptor (FD) including.

학습부(200)는 딥러닝 분류기 학습부(201) 및 정량기준 확정부(202)를 포함할 수 있다. The learning unit 200 may include a deep learning classifier learning unit 201 and a quantitative standard determining unit 202 .

딥러닝 분류기 학습부(201)는 신경망의 딥러닝 알고리즘(또는 딥러닝 분류기)이 학습을 위하여 필요로 하는 분류 대상의 특징 값(특징 기술자)과 특징 값에 대응하는 라벨 정보를 제공한다. 예를 들어, 딥러닝 분류기 학습부(201)는 되기가 가장 큰 레미콘 영상(10)에 대한 특징 기술자(FD)와 제1 라벨(예들 들어, 라벨 0), 되기가 중간 정도인 레미콘 영상(10)에 대한 특징 기술자(FD)와 제2 라벨(예를 들어, 라벨 1), 되기가 가장 작은 묽은 레미콘 영상(10)에 대한 특징 기술자(FD)와 제3 라벨(예를 들어, 라벨 2)을 딥러닝 알고리즘의 학습 데이터로 제공할 수 있다. The deep learning classifier learning unit 201 provides feature values (feature descriptors) of a classification target required for learning by a deep learning algorithm (or deep learning classifier) of a neural network and label information corresponding to the feature values. For example, the deep learning classifier learning unit 201 is a feature descriptor (FD) and a first label (eg, label 0) for the ready-mixed corn image 10 having the largest becoming, and the ready-mixed corn image 10 having an intermediate becoming. ) for the feature descriptor (FD) and the second label (e.g., label 1), the feature descriptor (FD) and the third label (e.g., label 2) for the dilute ready-mixed concrete image (10) having the smallest probability can be provided as training data of the deep learning algorithm.

딥러닝 알고리즘은 도 7에 예시한 바와 같이 제공된 라벨 정보를 원-핫(One-Hot) 형태로 인코딩하여 딥러닝의 학습 알고리즘인 오차 역전파 학습 알고리즘(PackPropagation Learning Algorithm)에 제공한다. 예를 들어, 라벨 0의 경우 벡터 [1,0,0], 라벨 1의 경우 벡터 [0,1,0], 라벨 2의 경우 벡터 [0,0,1]의 형태로 변형되어 학습 데이터의 분류 기준으로 사용될 수 있다. As illustrated in FIG. 7, the deep learning algorithm encodes the provided label information in a one-hot format and provides it to a deep learning learning algorithm, PackPropagation Learning Algorithm. For example, the vector [1,0,0] for label 0, the vector [0,1,0] for label 1, and the vector [0,0,1] for label 2 are transformed into the training data. can be used as a classification criterion.

학습이 완료된 딥러닝 알고리즘은 초기에 설정한 가중치와 다른 학습된 가중치를 가지게 된다. 정량기준 확정부(202)는 학습된 가중치를 실시간 입력으로 들어오는 레미콘 영상(10)의 되기 정도를 자동으로 판별하기 위한 모르타르(mortar) 정량기준으로 확정할 수 있다.The deep learning algorithm that has been trained has learned weights that are different from the initially set weights. The quantitative standard determination unit 202 may determine the learned weight as a mortar quantitative standard for automatically determining the degree of becoming of the ready-mixed concrete image 10 entering as a real-time input.

인식부(300)는 정량기준을 기반으로 실시간으로 입력되는 레미콘 영상(10)의 특징 기술자(FD)를 인식하여 레미콘의 되기를 분석하는 과정을 수행한다. 인식부(300)는 특징 기술자 구성부(104)로부터 레미콘 영상(10)의 특징 기술자(FD)를 수신하여 레미콘의 되기를 분석하는 분석부(301)를 포함할 수 있다.The recognizing unit 300 recognizes the feature descriptor (FD) of the ready-mixed-corn image 10 input in real time based on quantitative criteria and performs a process of analyzing the becoming of ready-mixed concrete. Recognition unit 300 may include an analysis unit 301 for receiving the feature descriptor (FD) of the remicon image 10 from the feature descriptor component 104 and analyzing the becoming of the remicon.

분석부(301)는 실시간으로 입력되는 레미콘 영상(10)의 특징 기술자(FD)를 딥러닝 알고리즘에 제공하거나, 또는 특징 기술자(FD)와 함께 확정된 정량기준을 딥러닝 알고리즘에 제공할 수 있다. 딥러닝 알고리즘은 확정된 정량기준을 기반으로 레미콘의 되기를 분석하고 분석 결과를 분석부(301)에 제공할 수 있다. 이 경우, 딥러닝 알고리즘은 학습하는 것이 아니기 때문에, 분석부(301)는 입력된 특징 기술자(FD)에 대한 라벨 정보를 제공할 필요가 없다. 그리고 오차 역전파 학습 알고리즘이 적용되지 않기 때문에 딥러닝 알고리즘은 매우 빠른 속도로 분석 결과를 도출할 수 있다. 분석 결과는 실시간으로 입력되는 레미콘 영상(10)의 특징 기술자(FD)에 대응하는 라벨 정보를 포함하며, 이 라벨 정보는 학습시에 특징 기술자(FD)와 함께 제공된 라벨 정보일 수 있다. The analysis unit 301 may provide the feature descriptor (FD) of the ready-mixed concrete image 10 input in real time to the deep learning algorithm, or provide the determined quantitative criteria together with the feature descriptor (FD) to the deep learning algorithm. . The deep learning algorithm may analyze the remicon based on the determined quantitative standard and provide the analysis result to the analysis unit 301. In this case, since the deep learning algorithm is not learning, the analyzer 301 does not need to provide label information for the input feature descriptor (FD). And since the error backpropagation learning algorithm is not applied, the deep learning algorithm can derive analysis results at a very high speed. The analysis result includes label information corresponding to the feature descriptor (FD) of the ready-mixed concrete image 10 input in real time, and this label information may be label information provided along with the feature descriptor (FD) during learning.

예를 들어, 실시간으로 입력되는 레미콘 영상(10)의 특징 기술자(FD)가 되기가 가장 큰 레미콘 영상(10)의 특징 기술자(FD)에 해당하는 경우, 학습시에 되기가 가장 큰 레미콘 영상(10)에 대한 특징 기술자(FD)와 함께 제공된 라벨 정보(예를 들어, 라벨 0)가 분석 결과로서 도출될 수 있다. For example, if the characteristic descriptor (FD) of the ready-mixed-corn image 10 input in real time corresponds to the feature descriptor (FD) of the ready-mixed-corn image 10 with the greatest value, the ready-mixed-corn image with the greatest value during learning ( 10) may be derived as an analysis result of the provided label information (eg, label 0) along with the feature descriptor (FD).

분석부(301)는 실시간으로 입력되는 레미콘 영상(10)의 분석 결과를 자동 균일 제어 구성부(400)에 전달할 수 있다. 또는, 분석부(301)는 실시간으로 입력되는 레미콘 영상(10)의 분석 결과를 디스플레이를 통해 사용자에게 알릴 수 있다.The analysis unit 301 may transmit the analysis result of the ready-mixed concrete image 10 input in real time to the automatic uniform control component 400. Alternatively, the analysis unit 301 may inform the user of the analysis result of the ready-mixed concrete image 10 input in real time through a display.

자동 균일 제어 구성부(Auto Quality Control)(400)는 레미콘 영상(10)의 분석 결과를 기반으로 물, 시멘트, 모래, 자갈 등의 레미콘 재료의 추가 여부를 자동으로 판별하고 레미콘에 결핍재료를 가감하는 과정을 수행할 수 있다. 자동 균일 제어 구성부(400)는 자동 균일 제어부(401)를 포함할 수 있다. The automatic uniformity control component (Auto Quality Control) 400 automatically determines whether to add ready-mixed concrete materials such as water, cement, sand, gravel, etc. based on the analysis result of the ready-mixed concrete image 10, and adds or subtracts deficient materials to ready-mixed concrete process can be performed. The automatic uniformity control component 400 may include an automatic uniformity control unit 401 .

자동 균일 제어부(401)는 레미콘 영상(10)의 분석 결과를 기반으로 현재 제조하고 있는 레미콘의 상태를 판별하고, 레미콘 재료의 추가 여부를 판단할 수 있다. 자동 균일 제어부(401)는 레미콘이 완성된 상태이면 디스플레이 등을 통해 사용자에게 레미콘의 상태를 알려서 레미콘이 배치될 수 있도록 할 수 있다.The automatic uniform control unit 401 may determine the state of the ready-mixed concrete currently being manufactured based on the analysis result of the ready-mixed concrete image 10, and determine whether to add the ready-mixed concrete material. When the ready-mixed concrete is completed, the automatic uniform control unit 401 may inform the user of the status of the ready-mixed concrete through a display or the like so that the ready-mixed concrete can be placed.

상술한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치 및 방법은 실시간으로 믹서 내부의 영상을 수신하여 요구되는 슬럼프의 농도를 판단과 동시에 결핍재료를 판단하여 결핍재료의 가감을 명령할 수 있다.As described above, the apparatus and method for automatically uniformly controlling ready-mixed concrete slump using artificial intelligence according to an embodiment of the present invention receives an image inside the mixer in real time to determine the concentration of the required slump and at the same time determine the deficient material to determine the deficient material. You can command the addition or subtraction of

지금까지 참조한 도면과 기재된 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. The drawings and detailed description of the present invention referred to so far are only examples of the present invention, which are only used for the purpose of explaining the present invention, and are used to limit the scope of the present invention described in the meaning or claims. It is not. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100: 특징 추출부 101: 입력 영상 수집부
102: 관심영역 지정부 103: 요점 특징 추출부
104: 특징 기술자 구성부 200: 학습부
201: 딥러닝 분류기 학습부 202: 정량기준 확정부
300: 인식부 301: 분석부
400: 자동 균일 제어 구성부 401: 자동 균일 제어부
100: feature extraction unit 101: input image collection unit
102: region of interest designation unit 103: key feature extraction unit
104: feature descriptor component 200: learning unit
201: deep learning classifier learning unit 202: quantitative standard determination unit
300: recognition unit 301: analysis unit
400: automatic uniformity control unit 401: automatic uniformity control unit

Claims (24)

관심영역 영상으로부터 레미콘 슬럼프의 농도를 정의하기 위한 요점 특징을 추출하고, 상기 요점 특징을 대표하는 특징 기술자를 구성하는 특징 추출부;
상기 특징 기술자에 따라 레미콘의 되기가 어느 정도인지 판단할 수 있도록 딥러닝 알고리즘에 학습 데이터를 제공하는 학습부; 및
실시간 레미콘 영상의 특징 기술자를 상기 딥러닝 알고리즘에 제공하여 상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 도출하는 인식부를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
a feature extraction unit that extracts key features for defining the concentration of the ready-mixed concrete slump from the region-of-interest image and constructs a feature descriptor representing the key features;
A learning unit for providing learning data to a deep learning algorithm to determine how much the ready-mixed concrete has become according to the feature descriptor; and
Remicon slump automatic uniform control device using artificial intelligence including a recognition unit for providing the feature descriptor of the real-time ready-mixed-corn image to the deep learning algorithm to derive the analysis result of the real-time ready-mixed-corn image.
제1 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 동영상으로 촬영된 레미콘 영상을 프레임 단위로 분리하고, 프레임 단위의 레미콘 영상에서 일정한 크기의 관심영역을 지정하여 상기 관심영역 영상을 추출하는 관심영역 지정부를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 1,
The feature extraction unit divides the ready-mixed concrete image taken as a video frame by frame, and designates a region of interest of a certain size from the ready-mixed concrete image in frame units to extract the region of interest image Remicon slump using artificial intelligence including a region of interest designation unit Automatic uniformity control device.
제2 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 상기 관심영역 영상을 푸리에 변환으로 주파수 스펙트럼 영상으로 변환하는 요점 특징 추출부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 2,
The feature extraction unit further comprises a key feature extraction unit for converting the image of the region of interest into a frequency spectrum image by Fourier transform.
제3 항에 있어서,
상기 요점 특징 추출부는 상기 주파수 스펙트럼 영상에서 하나의 사분면에 해당하는 특징부 영상을 선택하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 3,
The key feature extraction unit automatically uniformly controls the ready-mixed concrete slump using artificial intelligence for selecting a feature image corresponding to one quadrant in the frequency spectrum image.
제4 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 상기 특징부 영상에서 최저주파 계수부터 최고주파 계수 순서로 정렬하여 주파수 계수 분포를 상기 특징 기술자로서 추출하는 특징 기술자 구성부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 4,
The feature extraction unit further comprises a feature descriptor component for extracting a frequency coefficient distribution as the feature descriptor by arranging it in order from the lowest frequency coefficient to the highest frequency coefficient in the feature image.
제5 항에 있어서,
상기 특징 기술자 구성부는 상기 주파수 계수 분포에서 이상점을 제거하기 위한 회선 연산을 수행하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 5,
The feature descriptor component unit automatically uniform control device for ready-mixed concrete slump using artificial intelligence that performs convolution operation to remove outliers from the frequency coefficient distribution.
제2 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 밀집 역탐색 옵티컬 플로우 방법으로 상기 관심영역 영상에서 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 상기 요점 특징으로 추출하는 요점 특징 추출부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 2,
The feature extraction unit further comprises a key feature extraction unit for extracting the ready-mixed concrete speed calculated for each frame from the region-of-interest image as the key point feature by a dense reverse search optical flow method.
제7 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 상기 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 합산하여 형성된 속도 히스토그램을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 특징 기술자 구성부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 7,
The feature extraction unit further comprises a feature descriptor configuration unit for structuring a speed histogram formed by summing the remicon speeds calculated for each frame as the feature descriptor.
제7 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 상기 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 일렬로 나열하여 형성된 속도 히스토그램을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 특징 기술자 구성부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 7,
The feature extraction unit further comprises a feature descriptor configuration unit for structuring a speed histogram formed by arranging the remicon speeds calculated for each frame in a row as the feature descriptor.
제2 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 상기 관심영역 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 차이에 해당하는 차영상을 상기 요점 특징으로 추출하는 요점 특징 추출부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 2,
The feature extraction unit further comprises a key point feature extraction unit for extracting a difference image corresponding to a difference between a previous frame and a current frame of the region of interest image as the key point feature.
제10 항에 있어서,
상기 특징 추출부는 상기 차영상을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 특징 기술자 구성부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 10,
The feature extraction unit further comprises a feature descriptor component for structuring the difference image as the feature descriptor.
제1 항에 있어서,
상기 학습부는 상기 특징 기술자와 상기 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 상기 딥러닝 알고리즘의 학습 데이터로 제공하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 1,
The learning unit provides the feature descriptor and label information corresponding to the feature descriptor as learning data of the deep learning algorithm.
제12 항에 있어서,
상기 분석 결과는 상기 실시간 레미콘 영상의 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 12,
The analysis result is a ready-mixed concrete slump automatic uniform control device using artificial intelligence containing label information corresponding to the feature descriptor of the real-time ready-mixed concrete image.
제1 항에 있어서,
상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 기반으로 레미콘 재료의 추가 여부를 자동으로 판별하고 결핍재료를 가감하는 자동 균일 제어 구성부를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 장치.
According to claim 1,
Based on the analysis result of the real-time ready-mixed-corn image, the ready-mixed concrete slump automatic uniform control device using artificial intelligence further comprising an automatic uniformity control component for automatically determining whether to add ready-mixed concrete material and adding or subtracting deficient materials.
동영상으로 촬영된 레미콘 영상을 프레임 단위로 분리하고, 프레임 단위의 레미콘 영상에서 일정한 크기의 관심영역을 지정하여 관심영역 영상을 추출하는 단계;
관심영역 영상으로부터 레미콘 슬럼프의 농도를 정의하기 위한 요점 특징을 추출하는 단계;
상기 요점 특징을 대표하는 특징 기술자를 구성하는 단계;
상기 특징 기술자에 따라 레미콘의 되기가 어느 정도인지 판단할 수 있도록 딥러닝 알고리즘에 학습 데이터를 제공하는 단계; 및
실시간 레미콘 영상의 특징 기술자를 상기 딥러닝 알고리즘에 제공하여 상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 도출하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
Separating the ready-mixed concrete image taken as a video frame by frame, and extracting the region-of-interest image by designating a region of interest of a certain size in the frame-based ready-mixed concrete image;
Extracting key features for defining the concentration of the ready-mixed concrete slump from the region-of-interest image;
constructing a feature descriptor representing the key feature;
Providing learning data to a deep learning algorithm to determine how much the ready-mixed concrete has become according to the feature descriptor; and
An automatic uniform control method for ready-mixed concrete slumps using artificial intelligence, comprising the step of providing a feature descriptor of the real-time ready-mixed-corn image to the deep learning algorithm to derive an analysis result of the real-time ready-mixed-corn image.
제15 항에 있어서,
상기 요점 특징을 추출하는 단계는,
상기 관심영역 영상을 푸리에 변환으로 주파수 스펙트럼 영상으로 변환하는 단계; 및
상기 주파수 스펙트럼 영상에서 하나의 사분면에 해당하는 특징부 영상을 선택하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 15,
The step of extracting the key features is,
converting the ROI image into a frequency spectrum image by Fourier transform; and
Automatic uniform control method for ready-mixed concrete slump using artificial intelligence comprising the step of selecting a feature image corresponding to one quadrant from the frequency spectrum image.
제16 항에 있어서,
상기 특징 기술자를 구성하는 단계는,
상기 특징부 영상에서 최저주파 계수부터 최고주파 계수 순서로 정렬하여 주파수 계수 분포를 상기 특징 기술자로서 추출하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 16,
The step of constructing the feature descriptor,
Remicon slump automatic uniform control method using artificial intelligence comprising the step of extracting a frequency coefficient distribution as the feature descriptor by arranging it in order from the lowest frequency coefficient to the highest frequency coefficient in the feature image.
제17 항에 있어서,
상기 특징 기술자를 구성하는 단계는,
상기 주파수 계수 분포에서 이상점을 제거하기 위한 회선 연산을 수행하는 단계를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 17,
The step of constructing the feature descriptor,
Automatic uniform control method for ready-mixed concrete slump using artificial intelligence, further comprising performing a convolution operation to remove outliers from the frequency coefficient distribution.
제15 항에 있어서,
상기 요점 특징을 추출하는 단계는,
밀집 역탐색 옵티컬 플로우 방법으로 상기 관심영역 영상에서 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 상기 요점 특징으로 추출하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 15,
The step of extracting the key features is,
A method for automatically uniformly controlling ready-mixed concrete slumps using artificial intelligence, comprising the step of extracting the ready-mixed concrete speed calculated for each frame in the region of interest image by a dense reverse search optical flow method as the key feature.
제19 항에 있어서,
상기 특징 기술자를 구성하는 단계는,
상기 프레임별로 산출된 레미콘 속도를 합산하거나 또는 일렬로 나열하여 형성된 속도 히스토그램을 상기 특징 기술자로서 구조화하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 19,
The step of constructing the feature descriptor,
Remicon slump automatic uniform control method using artificial intelligence comprising the step of structuring a speed histogram formed by summing or lining up the ready-mixed concrete speeds calculated for each frame as the feature descriptor.
제15 항에 있어서,
상기 요점 특징을 추출하는 단계는,
상기 관심영역 영상의 이전 프레임과 현재 프레임의 차이에 해당하는 차영상을 상기 요점 특징으로 추출하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 15,
The step of extracting the key features is,
Automatic uniform control method for ready-mixed concrete slump using artificial intelligence, comprising the step of extracting a difference image corresponding to the difference between the previous frame and the current frame of the region of interest image as the key feature.
제15 항에 있어서,
상기 딥러닝 알고리즘에 상기 학습 데이터를 제공하는 단계는,
상기 특징 기술자와 상기 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 상기 딥러닝 알고리즘의 학습 데이터로 제공하는 단계를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 15,
Providing the learning data to the deep learning algorithm,
A method for automatically uniformly controlling ready-mixed concrete slump using artificial intelligence comprising the step of providing the feature descriptor and label information corresponding to the feature descriptor as learning data of the deep learning algorithm.
제22 항에 있어서,
상기 분석 결과는 상기 실시간 레미콘 영상의 특징 기술자에 대응하는 라벨 정보를 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
23. The method of claim 22,
The analysis result is an automatic uniform control method for ready-mixed concrete slump using artificial intelligence including label information corresponding to the feature descriptor of the real-time ready-mixed concrete image.
제15 항에 있어서,
상기 실시간 레미콘 영상의 분석 결과를 기반으로 레미콘 재료의 추가 여부를 자동으로 판별하고 결핍재료를 가감하는 단계를 더 포함하는 인공지능을 이용한 레미콘 슬럼프 자동 균일 제어 방법.
According to claim 15,
Based on the analysis result of the real-time ready-mixed-corn image, automatically determining whether to add ready-mixed-corn materials and adding or subtracting deficient materials.
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