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KR20210157194A - Crop growth measurement device using image processing and method thereof - Google Patents

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KR20210157194A
KR20210157194A KR1020200075169A KR20200075169A KR20210157194A KR 20210157194 A KR20210157194 A KR 20210157194A KR 1020200075169 A KR1020200075169 A KR 1020200075169A KR 20200075169 A KR20200075169 A KR 20200075169A KR 20210157194 A KR20210157194 A KR 20210157194A
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KR
South Korea
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growth
image
stickers
noise
crop
Prior art date
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KR1020200075169A
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Korean (ko)
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이명훈
이시영
김현종
김국환
김경철
류희석
김강섭
Original Assignee
대한민국(농촌진흥청장)
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Abstract

The present invention relates to a growth measurement device capable of measuring the growth amount of a crop through image processing. The growth measurement device according to one embodiment of the present application comprises: a recognition unit for recognizing a reference area, first and second growth point stickers through an image; a calculation unit for calculating the color of the reference area and the first and second growth point stickers based on the image as a color model; and an extraction unit for extracting an outline of at least one of the reference area and the first and second growth point stickers, and extracting a growth amount of a crop based on outline information of the first and second growth point stickers, thereby capable of increasing the accuracy and convenience of measuring crop growth.

Description

영상처리를 이용한 작물 생육량 측정 장치 및 그 방법{CROP GROWTH MEASUREMENT DEVICE USING IMAGE PROCESSING AND METHOD THEREOF}Apparatus and method for measuring crop growth using image processing

본 발명은 영상처리를 통해 작물의 생육량을 측정할 수 있는 생육량 측정 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a growth amount measuring device capable of measuring the growth amount of a crop through image processing.

최근 인터넷, 근거리 무선통신 기술, 이미지 프로세싱 및 다양한 센싱 ICT(Information & Communication Technology)복합 기술은 농작물 재배 및 생장 모니터링 시스템에 적용되어 발전하고 있다. 아울러, 농작물의 생장 환경을 관리할 수 있는 온실 모니터링과 관리 시스템 또한 함께 발전하는 추세이다.Recently, the Internet, short-range wireless communication technology, image processing, and various sensing ICT (Information & Communication Technology) complex technologies are being applied to crop cultivation and growth monitoring systems and are being developed. In addition, greenhouse monitoring and management systems that can manage the growing environment of crops are also developing together.

농작물의 높이를 측정하는 경우 일부 농작물의 높이가 2m를 넘으면 화각에 잡히지 않기 때문에 일정 재배기간이 지나면 높이를 파악할 수 없는 문제가 있다. 아울러 촬영 후 이미지 인식에 있어서, 군락 별로 밀집해 있는 작물을 촬영하면, 작물이 겹쳐 있는 경우, 작물 기관을 정확히 인식하기 어렵다. 또한, 현재 측정된 작물 데이터를 수집하여, 작물의 생육 변화량을 예측하거나 작물 상태를 진단할 수 있는 시스템이 부재한 상황이다.When measuring the height of crops, if the height of some crops exceeds 2m, the angle of view is not captured, so there is a problem that the height cannot be determined after a certain growing period. In addition, in image recognition after photographing, if crops that are dense by colony are photographed, when crops overlap, it is difficult to accurately recognize crop organs. In addition, there is no system capable of predicting the change in crop growth or diagnosing crop conditions by collecting currently measured crop data.

본 출원은 촬영된 영상에 기반하여 작물의 생육량 측정의 정확도 및 편의성을 높일 수 있는 영상 기반의 생육량 측정장치를 개발하는데 목적이 있다.An object of the present application is to develop an image-based growth measurement apparatus capable of increasing the accuracy and convenience of measuring the growth amount of a crop based on a captured image.

본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 장치는 영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식하는 인식부, 상기 영상에 기반하여 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산하는 계산부 및 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 추출부를 포함한다.A growth measurement apparatus according to an embodiment of the present application includes a recognition unit for recognizing a reference sphere and first and second growth point stickers through an image, and the color of the reference sphere and the first and second growth point stickers based on the image a calculation unit that calculates as a color model, extracting the outline of at least one of the reference sphere, and the first and second growth point stickers, and extracting the growth amount of a crop based on the outline information of the first and second growth point stickers includes an extractor.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 참조 구는 상기 작물의 위치를 파악하기 위해 상기 작물의 일정거리 이내에 위치하여 있고, 상기 제1 생장점 스티커는 상기 작물의 이전 생장점에 위치하여 있으며, 상기 제2 생장점 스티커는 상기 작물의 현재 생장점에 위치하여 있다.In one embodiment of the present application, the reference sphere is located within a certain distance of the crop to determine the position of the crop, the first growth point sticker is located at the previous growth point of the crop, and the second growth point The sticker is located at the current growth point of the crop.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 색상 모델에 기반하여 추출된 상기 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 잡음을 제거하는 잡음 제거부를 더 포함하고, 상기 잡음 제거부는 상기 영상을 흑백 영상으로 변환시킨다.In an embodiment of the present application, a noise removing unit for removing noise from at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers extracted based on the color model is further included, wherein the noise removing unit removes the image from the image. Convert to black and white image.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 잡음 제거부는 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 상기 흑백 영상에 적용하여 블러 처리한다.In an embodiment of the present application, the noise remover applies at least one of a Gaussian blur and a median blur to the black-and-white image to perform blur processing.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 잡음 제거부는 블러 처리된 상기 흑백 영상을 이진화하여 상기 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거한다.In one embodiment of the present application, the noise removing unit removes the noise of the first and second growth rate stickers by binarizing the blur-processed black-and-white image.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 잡음 제거부는 침식과 팽창 연산을 통해 상기 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거하는 것을 더 포함한다.In an embodiment of the present application, the noise removing unit further includes removing the noise of the first and second growth rate stickers through erosion and expansion calculations.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 잡음 제거부는 블러 처리된 상기 흑백 영상을 허프 변환하여 상기 참조 구의 잡음 제거한다.In an embodiment of the present application, the noise removing unit removes the noise of the reference sphere by Hough-transforming the blurred black-and-white image.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 생육량 스티커와 상기 제2 생육량 스티커의 위치 차이가 작물의 생육량이다.In an embodiment of the present application, the difference between the positions of the first growth amount sticker and the second growth amount sticker is the growth amount of the crop.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 생육량은 상기 작물의 자란 정도이고, 상기 생육량은 상기 작물의 성숙도, 병해, 및 과실의 형태를 더 포함한다.In one embodiment of the present application, the growth amount is the degree of growth of the crop, and the growth amount further includes maturity of the crop, disease, and fruit shape.

본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 장치의 동작방법은 인식부가 영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식하는 단계, 계산부가 상기 영상에 기반하여 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산하는 단계, 잡음 제거부가 상기 색상 모델에 기반하여 추출된 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 잡음을 제거하는 단계 및 추출부가 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 단계를 포함한다.The method of operating the apparatus for measuring growth according to an embodiment of the present application includes the steps of: a recognition unit recognizing a reference sphere, first and second growth point stickers through an image; and a calculator based on the image, the reference sphere, the first and calculating the color of the second growth point sticker as a color model; removing noise from at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers extracted based on the color model by the noise removing unit; and extracting an outline of at least one of a reference sphere and the first and second growth point stickers, and extracting a growth amount of a crop based on outline information of the first and second growth point stickers.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 잡음 제거부가 상기 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거하는 단계는 상기 잡음 제거부는 상기 영상을 흑백 영상으로 변환하는 단계, 상기 흑백 영상에 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하는 단계 및 블러 처리된 상기 흑백 영상을 이진화하는 단계를 포함한다.In one embodiment of the present application, the step of removing the noise of the first and second growth stickers by the noise removing unit includes converting the image to a black and white image by the noise removing unit, Gaussian blur and intermediate to the black and white image applying at least one of value blur and binarizing the blurred black-and-white image.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 상기 잡음 제거부가 상기 참조 구의 잡음을 제거하는 단계는 상기 잡음 제거부가 상기 영상을 흑백 영상으로 변환하는 단계, 상기 흑백 영상에 상기 가우시안 블러 및 상기 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하는 단계 및 블러 처리된 상기 흑백 영상을 허프 변환하는 단계를 포함한다.In an embodiment of the present application, the step of removing the noise of the reference sphere by the noise removing unit includes at least one of converting the image to a black and white image by the noise removing unit, the Gaussian blur and the median blur in the black and white image It includes applying one and Hough transforming the blurred black-and-white image.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 생육량 측정 시스템은 생육량 측정 장치, 상기 생육량 측정 장치에 영상을 제공하기 위해 영상을 촬영하는 영상 촬영 장치를 포함하며, 상기 생육량 측정 장치는 영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식하는 인식부, 상기 영상에 기반하여 상기 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산하는 계산부 및 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 추출부를 포함한다.In an embodiment of the present application, the growth amount measurement system includes a growth amount measurement device, an image photographing device for taking an image to provide an image to the growth amount measurement device, and the growth amount measurement device includes a reference phrase, a first A recognition unit for recognizing the first and second growth point stickers, a calculation unit for calculating the colors of the reference sphere and the first and second growth point stickers as a color model based on the image, and the reference sphere, the first and second growth points and an extraction unit for extracting an outline of at least one of the stickers and extracting a growth amount of a crop based on the outline information of the first and second growth point stickers.

본 출원의 일 실시예에 따른 영상 기반의 생육량 측정 장치는 작물의 생육량 측정의 정확도 및 편의성을 높일 수 있다.The image-based growth amount measuring apparatus according to an embodiment of the present application may increase the accuracy and convenience of measuring the growth amount of a crop.

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 장치의 블록도이다.
도 2a 내지 2i는 본 출원의 일 실시예에 따른 윤곽선을 추출하기 위한 복수 개의 잡음 제거 방법을 보여주는 사진들이다.
도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 장치의 동작방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 시스템의 도면이다.
도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 시스템을 스마트팜에 적용한 예를 나타낸 도면이다.
1 is a block diagram of an apparatus for measuring growth according to an embodiment of the present application.
2A to 2I are photographs illustrating a plurality of noise removal methods for extracting an outline according to an embodiment of the present application.
3 is a flowchart illustrating an operating method of an apparatus for measuring growth according to an embodiment of the present application.
4 is a diagram of a growth amount measurement system according to an embodiment of the present application.
5 is a view showing an example of applying the growth measurement system according to an embodiment of the present application to a smart farm.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시를 설명한다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들이 도면에 예시되고 관련된 상세한 설명이 기재되어 있다. 그러나, 이는 본 개시를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경 및/또는 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용되었다.Hereinafter, the present disclosure will be described with reference to the accompanying drawings. As the present disclosure is capable of various changes and may have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and the related detailed description is set forth. However, this is not intended to limit the present disclosure to specific embodiments, and should be understood to include all modifications and/or equivalents or substitutes included in the spirit and scope of the present disclosure. In connection with the description of the drawings, like reference numerals have been used for like elements.

본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Terms used in the present disclosure are used only to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present disclosure. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. Terms such as those defined in a commonly used dictionary should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present disclosure. does not

도 1은 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 장치(100)의 블록도이다.1 is a block diagram of an apparatus 100 for measuring growth according to an embodiment of the present application.

도 1을 참조하면, 본 출원의 생육량 측정 장치(100)는 인식부(120), 계산부(140), 잡음 제거부(160) 및 추출부(180)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the apparatus 100 for measuring growth of the present application may include a recognition unit 120 , a calculation unit 140 , a noise removal unit 160 , and an extraction unit 180 .

인식부(120)는 영상을 통해 참조 구 및 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식한다. 본 출원의 일 실시예에 있어서, 인식부(120)는 영상 촬영 장치를 통해 온실 또는 비닐 하우스와 같은 작물의 재배지를 촬영을 하고, 영상 내의 참조 구 및 제1 및 제2 스티커를 인식한다. 작물은 토마토, 가지, 고추 등과 같이 땅을 기준으로 수평방향으로 자라는 식물일 수 있다.The recognition unit 120 recognizes the reference sphere and the first and second growth point stickers through the image. In an embodiment of the present application, the recognition unit 120 captures a planting area of a crop such as a greenhouse or a plastic house through an image photographing device, and recognizes a reference phrase and first and second stickers in the image. The crop may be a plant that grows horizontally relative to the ground, such as tomatoes, eggplants, peppers, and the like.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 참조 구는 작물의 위치를 파악하기 위해 작물의 일정거리 이내에 위치하여 있고, 제1 생장점 스티커는 작물의 이전 생장점에 위치하여 있으며, 제2 생장점 스티커는 작물의 현재 생장점에 위치하여 있다.In one embodiment of the present application, the reference sphere is located within a certain distance of the crop to determine the position of the crop, the first growth point sticker is located at the previous growth point of the crop, and the second growth point sticker is the current growth point of the crop is located in

본 출원의 일 실시예에 있어서, 생장점 스티커는 사각형 모양일 수 있다. 생장점 스티커는 작물의 생장점에 위치되어 있으며, 이전의 생장점에 위치한 제1 생장점 스티커, 현재의 생장점에 위치한 제2 생장점 스티커로 위치하여 있을 수 있다. 다만, 생장점 스티커의 형태, 개수는 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 변형되어 사용될 수 있다.In an embodiment of the present application, the growth point sticker may have a rectangular shape. The growth point sticker may be positioned at the growth point of the crop, and may be positioned as a first growth point sticker positioned at a previous growth point or a second growth point sticker positioned at a current growth point. However, the shape and number of growth point stickers are not limited thereto, and may be modified and used as necessary.

계산부(140)는 영상에 기반하여 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산한다. 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 찾아내기 위해 직관적으로 표현이 가능한 HSV 색상모델을 사용할 수 있다. HSV 색상모델은 일반 카메라로 취득된 RGB 영상을 수식을 이용하여 HSV 값으로 계산할 수 있다.The calculator 140 calculates the color of the reference sphere and the first and second growth point stickers as a color model based on the image. In order to find the reference sphere and the first and second growth point stickers, an HSV color model that can be expressed intuitively may be used. The HSV color model can be calculated as an HSV value using a formula for an RGB image acquired with a general camera.

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

R, G, B는 0~1의 범위를 가지며, 기존의 RGB의 범위가 0~255 일 때는, 255로 나누어준다. H는 0~360의 범위를, V와 S는 0~1의 범위를 가진다. H가 0보다 작으면 360을 더하여 최종 H를 구한다. 그러나, 환경에 따라서 단일색만 나타나는 것이 아닐 수 있으므로, HSV 색상을 위의 수식을 기반으로 계산하여 비슷한 영역대로 추출한다.R, G, and B have a range of 0 to 1, and when the existing RGB range is 0 to 255, divide by 255. H ranges from 0 to 360, and V and S ranges from 0 to 1. If H is less than 0, add 360 to get the final H. However, since only a single color may not appear depending on the environment, the HSV color is calculated based on the above formula and extracted in a similar region.

잡음 제거부(160)는 매끄럽지 않게 추출된 영상을 매끄럽게 제공할 수 있도록 영상의 잡음을 제거한다. 추출된 영상이 매끄럽다면 잡음 제거부(160)는 생략이 가능하다. 잡음 제거부(160)는 색상 모델에 기반하여 추출된 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 잡음을 제거한다.The noise removing unit 160 removes noise from an image so as to provide a smooth, unsmoothly extracted image. If the extracted image is smooth, the noise removing unit 160 may be omitted. The noise removing unit 160 removes noise from at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers extracted based on the color model.

잡음을 제거하기 위해서 잡음 제거부(160)는 인식부(120)에서 촬영된 영상을 흑백 영상으로 변환시킨다. 제1 및 제2 생장점 스티커에 대한 잡음을 제거하기 위해서는 흑백 영상에 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하여 흑백 영상에 블러 처리를 한다. 블러 처리된 흑백 영상을 이진화하여 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거한다. 잡음이 제거된 후 영상에 침식과 팽창 연산을 진행한다. 침식과 팽창 연산은 영상 상의 노이즈를 제거하기 위해 작아졌던 영상 내의 물체의 크기를 복원시키기 위한 과정일 수 있다.In order to remove the noise, the noise removing unit 160 converts the image captured by the recognition unit 120 into a black and white image. In order to remove the noise on the first and second growth point stickers, the black and white image is blurred by applying at least one of Gaussian blur and median blur to the black and white image. The noise of the first and second growth rate stickers is removed by binarizing the blurred black-and-white image. After the noise is removed, erosion and dilation operations are performed on the image. Erosion and dilation operations may be a process for restoring the size of an object in an image that has been reduced in order to remove noise on the image.

참조 구에 대한 잡음을 제거하기 위해서는 흑백 영상을 허프 변환하여 잡음을 제거한다. 허프 변환은 이미지에서 모양을 찾는 방법으로, 이미지의 형태를 찾을수 있으며, 누락되거나 깨진 영역을 복원할 수 있다. 허프 변환은 수학적 이론을 바탕으로 하여 함수로 구현된다. 허프변환은 직선의 방정식을 이용한다. 하나의 점을 지나는 무수한 직선의 방적식은 y=mx+c로 표현할 수 있으며, 이것을 삼각함수를 이용하여 변형하면

Figure pat00004
로 표현할 수 있다.To remove the noise on the reference sphere, Hough transform the black and white image to remove the noise. The Hough transform is a method of finding shapes in an image. It can find the shape of an image and restore missing or broken areas. Hough transform is implemented as a function based on mathematical theory. The Hough transform uses the equation of a straight line. The equation for innumerable straight lines passing through a point can be expressed as y = mx + c, and if this is transformed using a trigonometric function,
Figure pat00004
can be expressed as

예를 들어, 3개의 점이 있고, 그 중 제1 직선을 찾아야 한다면, 각 점(x,y)에 대해서 삼각함수를 이용하여

Figure pat00005
값을 1 ~ 180까지 변화를 하면서 원점에서 (x,y)까지의 거리(r)을 구한다. 그러면 (
Figure pat00006
, r)로 구성된 180개의 2차원 배열을 구할 수 있습니다. 동일한 방법으로 두번째 점에 대해서도
Figure pat00007
값을 변화해 가면서 2차원 배열을 구한다. 이렇게 해서 구해서 2차원 배열을 다시 그래프로 표현하면 사인파 그래프로 표현이 된다. 3개의 점에 대한 3개의 방정식의 만나는 점이 바로 직선인 확률이 높은 점이다.For example, if there are 3 points and you need to find the first straight line among them, use a trigonometric function for each point (x,y)
Figure pat00005
Find the distance (r) from the origin to (x,y) while changing the value from 1 to 180. then (
Figure pat00006
, r) of 180 two-dimensional arrays. In the same way, for the second point
Figure pat00007
A two-dimensional array is obtained by changing the values. If this is obtained and the two-dimensional array is expressed as a graph again, it is expressed as a sine wave graph. The point where the three equations for three points meet is a point with a high probability of being a straight line.

추출부(180)는 잡음이 제거된 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 윤곽선에 기초하여 작물의 생육량을 추출한다.The extraction unit 180 extracts an outline of at least one of the noise-removed reference sphere and the first and second growth point stickers, and extracts the growth amount of the crop based on the outline.

추출된 두 개의 생장점 스티커의 중심 사이의 거리를 픽셀로 구한다. 참조 구 지름의 픽셀 값을 구해서 10mm당 참조 구의 픽셀의 개수를 구한다. 참조 구 지름의 픽셀 값을 이용해 중심 간의 거리를 mm 단위로 계산하여 작물 간 사이의 거리를 구한다.The distance between the centers of the two extracted growth point stickers is obtained in pixels. Calculate the number of pixels of the reference sphere per 10mm by calculating the pixel value of the diameter of the reference sphere. Calculate the distance between crops by calculating the distance between centers in mm using the pixel value of the reference sphere diameter.

생육량은 작물의 자란 정도이고, 제1 생육량 스티커와 제2 생육량 스티커의 위치 차이일 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량은 작물의 성숙도, 병해, 및 과실의 형태를 더 포함할 수 있다.The growth amount is a degree of growth of a crop, and may be a difference in positions between the first growth amount sticker and the second growth amount sticker. The growth amount according to an embodiment of the present application may further include the maturity of the crop, the disease, and the shape of the fruit.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 참조 구를 이용하여 작물이 겹쳐 있는 경우에도 작물의 위치를 파악할 수 있다. 예를 들어, 각각의 작물과 일정거리 이격되어 위치하고 있는 각각의 참조 구의 색상 또는 형상을 다르게 함으로써 각각의 작물의 위치를 파악할 수 있다.In one embodiment of the present application, the position of the crop may be grasped even when the crops are overlapped by using the reference phrase. For example, the position of each crop may be grasped by differentiating the color or shape of each reference sphere spaced apart from each crop by a predetermined distance.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 생장점 스티커를 통해 일부 작물의 높이가 높더라도 작물의 생육량을 확인할 수 있다.In an embodiment of the present application, the growth amount of some crops may be checked through the first and second growth point stickers even if the height of some crops is high.

상술한 바와 같이, 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 포함하는 생육량 측정 장치(100)를 통해 작물의 생육량 측정의 정확도 및 편의성을 높일 수 있다.As described above, it is possible to increase the accuracy and convenience of measuring the growth amount of a crop through the apparatus 100 for measuring the growth amount including the reference phrase and the first and second growth point stickers.

한편, 상술한 설명은 예시적인 것이며, 본 출원의 기술적 사상은 이에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 예를 들어, 도 1의 생육량 측정 장치(100)는 잡음 제거부(160)를 포함하는 것으로 설명되었다. 다만, 이는 예시적인 것이며, 본 출원의 다른 실시 예에 있어서, 생육량 측정 장치(100)는 잡음 제거부(160)를 포함하지 않을 수 있다.On the other hand, it will be understood that the above description is exemplary, and the technical spirit of the present application is not limited thereto. For example, the growth amount measuring apparatus 100 of FIG. 1 has been described as including the noise removing unit 160 . However, this is only an example, and in another embodiment of the present application, the growth measurement apparatus 100 may not include the noise removing unit 160 .

도 2a 내지 2i는 본 출원의 일 실시예에 따른 윤곽선을 추출하기 위한 복수 개의 잡음 제거 방법을 보여주는 영상이다.2A to 2I are images illustrating a plurality of noise removal methods for extracting an outline according to an embodiment of the present application.

도 2a 내지 2i를 참조하면, 도 2a는 원본 영상으로 작물의 위치를 파악하기 위한 빨간색 직사각형의 스티커가 부착되어 있다.Referring to FIGS. 2A to 2I , in FIG. 2A , a red rectangular sticker for identifying the position of a crop is attached as an original image.

도 2b는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 가우시안 블러를 적용했을 때의 영상이다. 가우시안 블러는 가우시안 함수를 이용하여 이미지를 흐리게 만든 것이다. 가우시안 블러는 이미지 노이즈를 줄이고 디테일을 줄이기 위해 그래픽 소프트웨어에서 사용된다.2B is an image when Gaussian blur is applied after conversion from an original image to a black-and-white image. Gaussian blur blurs an image using a Gaussian function. Gaussian blur is used in graphics software to reduce image noise and reduce detail.

도 2c는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 중간값 블러를 적용했을 때의 영상이다. 중간값 블러는 픽셀 주변 사각형 영역에서 중간값을 선택하여 해당 픽셀의 값으로 교체하는 방식이다. 적은 개수의 픽셀에서 크게 튀는 값을 갖는 픽셀은 평균값 계산에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 평균값을 사용하는 단순 블러는 홀로 독립되어 나타나는 잡음에 민감하게 반응할 수 있다. 따라서 중간값을 선택하여 블러 처리하는 중간값 블러는 단순 블러의 문제점을 해결할 수 있다.FIG. 2C is an image when an intermediate value blur is applied after converting an original image to a black-and-white image. Median blur is a method of selecting a median value from a rectangular area around a pixel and replacing it with the value of the corresponding pixel. A simple blur using an average value can be sensitive to noise that appears independently of itself, because pixels with a large bouncing value in a small number of pixels can have a large effect on the average value calculation. Therefore, the median blur that selects and blurs the median value can solve the problem of simple blur.

도 2d는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 영상 이진화를 적용했을 때의 영상이다. 영상 이진화는 모든 픽셀을 오로지 흑과 백으로만 표현된다.2D is an image when image binarization is applied after converting an original image to a black-and-white image. In image binarization, all pixels are expressed only in black and white.

도 2e는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 가우시안 블러와 영상 이진화를 적용했을 때의 영상이다. 가우시안 블러를 통해 이미지를 흐릿하게 한 후, 영상 이진화를 통해 모든 픽셀을 흑과 백으로만 표현함으로써, 영상의 잡음을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.2E is an image when Gaussian blur and image binarization are applied after converting the original image to a black-and-white image. After blurring the image through Gaussian blur, all pixels are expressed only in black and white through image binarization, so that noise in the image can be more effectively removed.

도 2f는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 중간값 블러와 영상 이진화를 적용했을 때의 영상이다. 중간값 블러를 통해 영상을 균일화 시키고, 영상 이진화를 통해 흑과 백으로 표현함으로써, 영상의 잡음을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.FIG. 2f is an image when the median blur and image binarization are applied after converting the original image to a black and white image. Image noise can be removed more effectively by equalizing the image through median blur and expressing in black and white through image binarization.

도 2g는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 중간값 블러와 OTSU 이진화를 적용했을 때의 영상이다. OTSU 이진화는 영상의 히스토그램 형태가 쌍봉형(bimodal)이라고 가정하였을 때 계곡점(valley)을 찾아서 그 점을 임계값(T)으로 하는 것이다. 즉, 어떤 집합을 두 부류(클래스)로 나눌 때 상대적으로 몰려있는 부분들은 같은 부류(클래스)로 분류되는 것이다. OTSU 이진화는 쌍봉(2개의 히스토그램)에서 중간 값을 잡아주므로, 임계값을 비교적 정확하게 잡을 수 있다. OTSU 이진화와 중간값 블러를 통해 영상의 잡을을 효과적으로 제거할 수 있다.2G is an image when the median blur and OTSU binarization are applied after converting the original image to a black-and-white image. OTSU binarization is to find a valley point and use that point as the threshold value (T), assuming that the histogram shape of the image is bimodal. That is, when a set is divided into two classes (classes), the relatively crowded parts are classified into the same class (class). Since OTSU binarization captures the median value in the double peaks (two histograms), it is possible to catch the threshold value relatively accurately. Through OTSU binarization and median blur, it is possible to effectively remove artifacts from the image.

도 2h는 원본 영상에서 흑백 영상으로 변환 후, 침식과 팽창 연산을 적용했을 때의 영상이다. 침식과 팽창 연산은 영상 상의 노이즈를 제거하기 위해 작아졌던 영상 내의 물체의 크기를 복원시키기 위한 과정일 수 있다.2H is an image when erosion and dilation operations are applied after converting an original image to a black-and-white image. Erosion and dilation operations may be a process for restoring the size of an object in an image that has been reduced in order to remove noise on the image.

도 2i는 위의 여러가지 방법들을 이용하여 원본 영상에 있는 빨간색 직사각형의 스티커의 윤곽선을 추출한 영상이다. 윤곽선 추출을 위해 위의 방법들 중 하나의 방법을 이용할 수 있고, 여러가지 방법을 동시에 적용할 수 도 있다.2I is an image in which the outline of a red rectangular sticker in the original image is extracted using the various methods above. For contour extraction, one of the above methods may be used, and several methods may be applied simultaneously.

상기한 구성을 갖는 생육량 측정 장치는 다음과 같은 방법으로 동작될 수 있다.The growth measuring apparatus having the above configuration may be operated in the following way.

도 3은 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 장치의 동작방법을 도시한 순서도이다.3 is a flowchart illustrating an operating method of an apparatus for measuring growth according to an embodiment of the present application.

도 3을 참조하면, 생육량 측정 장치의 동작방법은 인식부가 참조 구, 제1 및 제2 생육량 스티커 인식하는 단계(S11), 계산부가 인식된 색을 색상 모델로 계산하는 단계(S13), 잡음 제거부가 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 잡음을 제거하는 단계(S15), 추출부가 참조 구 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선을 추출하는 단계(S17), 및 추출부가 추출된 윤곽선에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 단계(S19)를 포함한다.Referring to FIG. 3 , the operation method of the growth amount measuring apparatus includes the steps of recognizing a reference sphere and first and second growth amount stickers by the recognition unit (S11), calculating the recognized color as a color model by the calculator (S13), removing noise A step of removing the noise of the additional reference sphere and the first and second growth point stickers (S15), the extraction unit extracting outlines of the reference sphere and the second growth point sticker (S17), and the extraction unit based on the extracted outlines It includes the step of extracting the growth (S19).

인식부가 참조 구, 제1 및 제2 생육량 스티커 인식하는 단계(S11)는 영상 촬영 장치를 통해 온실 또는 비닐 하우스와 같은 작물의 재배지를 촬영을 하고, 영상 내의 참조 구 및 제1 및 제2 스티커를 인식한다.In the step (S11) of the recognition unit recognizing the reference sphere, the first and second growth rate stickers, the plantation of crops such as a greenhouse or a plastic house is photographed through an image photographing device, and the reference sphere and the first and second stickers in the image are captured. Recognize.

계산부가 인식된 색을 색상 모델로 계산하는 단계(S13)는 영상에 기반하여 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산한다. 색상 모델로는 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 찾아내기 위해 직관적으로 표현이 가능한 HSV 색상모델을 사용할 수 있다. HSV 색상모델은 일반 카메라로 취득된 RGB 영상을 수식을 이용하여 HSV 값으로 계산할 수 있다.In the step (S13) of the calculation unit calculating the recognized color as the color model, the color of the reference sphere and the first and second growth point stickers is calculated as the color model based on the image. As the color model, an HSV color model that can be intuitively expressed in order to find the reference sphere and the first and second growth point stickers may be used. The HSV color model can be calculated as an HSV value using a formula for an RGB image acquired with a general camera.

잡음 제거부가 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 잡음을 제거하는 단계(S15)는 다양한 방법을 통해 매끄럽지 않게 추출된 영상을 매끄럽게 제공할 수 있도록 영상의 잡음을 제거한다. 추출된 영상이 매끄럽다면 S15 단계는 생략이 가능하다.In the step (S15) of the noise removal unit removing the noise of the reference sphere and the first and second growth point stickers, the noise of the image is removed so that the image that is not smoothly extracted through various methods can be smoothly provided. If the extracted image is smooth, step S15 can be omitted.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 잡음 제거부가 제1 및 제 생육량 스티커의 잡음을 제거하는 방법은 다음과 같다. 잡음 제거부가 촬영된 영상을 흑백 영상으로 변환한다. 변환된 흑백 영상에 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하여 블러 처리한다. 블러 처리된 흑백 영상을 이진화아여 잡음을 제거한다.In an embodiment of the present application, a method for the noise removing unit to remove the noise of the first and second growth amount stickers is as follows. The noise canceling unit converts the captured image into a black-and-white image. Blur is performed by applying at least one of Gaussian blur and median blur to the converted black-and-white image. Removes noise by binarizing the blurred black-and-white image.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 잡음 제거부가 참조 구의 잡음을 제거하는 방법은 다음과 같다. 잡음 제거부가 영상을 흑백 영상으로 변환한다. 변환된 흑백 영상에 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하여 블러 처리한다. 블러 처리된 흑백 영상을 허프 변환하여 잡음을 제거한다.In an embodiment of the present application, a method for the noise removing unit to remove the noise of the reference sphere is as follows. The noise canceling unit converts the image into a black-and-white image. Blur is performed by applying at least one of Gaussian blur and median blur to the converted black-and-white image. Noise is removed by Hough transforming the blurred black-and-white image.

추출부가 참조 구 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선을 추출하는 단계(S17)는 잡음이 제거된 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출한다. In the step (S17) of the extraction unit extracting the outlines of the reference sphere and the second growth point sticker, at least one outline of the noise-removed reference sphere and the first and second growth point stickers is extracted.

추출부가 추출된 윤곽선에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 단계(S19)는 추출된 윤곽선에 기초하여 작물의 생육량을 추출한다. 생육량은 작물의 자란 정도이고, 제1 생육량 스티커와 제2 생육량 스티커의 위치 차이일 수 있다. 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량은 작물의 성숙도, 병해, 및 과실의 형태를 더 포함할 수 있다.The extracting unit extracting the growth amount of the crop based on the extracted outline (S19) extracts the growth amount of the crop based on the extracted outline. The growth amount is a degree of growth of a crop, and may be a difference in positions between the first growth amount sticker and the second growth amount sticker. The growth amount according to an embodiment of the present application may further include the maturity of the crop, the disease, and the shape of the fruit.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 참조 구를 이용하여 작물이 겹쳐 있는 경우에도 작물의 위치를 파악할 수 있다. 예를 들어, 각각의 작물과 일정거리 이격되어 위치하고 있는 각각의 참조 구의 색상 또는 형상을 다르게 함으로써 각각의 작물의 위치를 파악할 수 있다.In one embodiment of the present application, the position of the crop may be grasped even when the crops are overlapped by using the reference phrase. For example, the position of each crop may be grasped by differentiating the color or shape of each reference sphere spaced apart from each crop by a predetermined distance.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 제1 및 제2 생장점 스티커를 통해 일부 작물의 높이가 높더라도 작물의 생육량을 확인할 수 있다.In an embodiment of the present application, the growth amount of some crops may be checked through the first and second growth point stickers even if the height of some crops is high.

상술한 바와 같이, 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 포함하는 생육량 측정 장치(100)를 통해 작물의 생육량 측정의 정확도 및 편의성을 높일 수 있다.As described above, it is possible to increase the accuracy and convenience of measuring the growth amount of a crop through the apparatus 100 for measuring the growth amount including the reference phrase and the first and second growth point stickers.

도 4는 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 시스템(1000)의 도면이다.4 is a diagram of a growth measurement system 1000 according to an embodiment of the present application.

도 4를 참조하면, 생육량 측정 시스템(1000)은 영상 촬영 장치(200_1)와 생육량 측정 장치(100_1)를 포함한다. 영상 촬영 장치(200_1)는 생육량 측정 장치(100_1)에 영상을 제공하기 위해 영상을 촬영한다. 영상 촬영 장치(200_1)는 영상을 촬영할 수 있는 카메라가 장착되어 있는 전자 디바이스 중 하나일 수 있다.Referring to FIG. 4 , the growth amount measurement system 1000 includes an image capturing apparatus 200_1 and a growth amount measurement apparatus 100_1 . The image capturing apparatus 200_1 captures an image to provide the image to the growth measurement apparatus 100_1 . The image capturing apparatus 200_1 may be one of electronic devices in which a camera capable of capturing an image is mounted.

예를 들어, 영상 촬영 장치(200_1)는 IP카메라, HD-SDI 카메라, 아날로그 카메라, 화재감지 컬러카메라, 열화상 카메라, SD(720x486, NTSC)급의 해상도에서 HD(1920x5080, HD5080p) 카메라, IP줌 스피드 카메라 또는 CCTV 카메라 중 적어도 하나일 수 있다.For example, the video recording device 200_1 is an IP camera, an HD-SDI camera, an analog camera, a fire detection color camera, a thermal imager, an HD (1920x5080, HD5080p) camera, IP at the resolution of the SD (720x486, NTSC) level. It may be at least one of a zoom speed camera or a CCTV camera.

생육량 측정 장치(100_1)는 도 1에 기재된 생육량 측정 장치와 동일 할 수 있다. 따라서, 자세한 설명을 생략될 것이다.The growth amount measuring apparatus 100_1 may be the same as the growth amount measuring apparatus described in FIG. 1 . Therefore, detailed description will be omitted.

생육량 측정 장치(100_1)는 인식부(120_1), 계산부(140_1), 추출부(180_1)를 포함한다. 인식부(120_1)는 영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식한다. 계산부(140_1)는 영상에 기반하여 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 생상 모델로 계산한다. 추출부(180_1)는 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출한다.The growth measurement apparatus 100_1 includes a recognition unit 120_1 , a calculation unit 140_1 , and an extraction unit 180_1 . The recognition unit 120_1 recognizes the reference sphere and the first and second growth point stickers through the image. The calculator 140_1 calculates the color of the reference sphere and the first and second growth point stickers as a color model based on the image. The extraction unit 180_1 extracts an outline of at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers, and extracts the growth amount of the crop based on the outline information of the first and second growth point stickers.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 생육량 측정 장치(100_1)는 잡음 제거부(160_1)를 더 포함할 수 있다. 잡음 제거부(160_1)는 촬영된 영상이 매끄럽지 않을 경우, 여러가지의 블러 처리 방법 중 적어도 하나를 선택하여 영상을 블러 처리한다.In an embodiment of the present application, the growth measurement apparatus 100_1 may further include a noise removing unit 160_1. When the captured image is not smooth, the noise removing unit 160_1 blurs the image by selecting at least one of various blur processing methods.

도 5는 본 출원의 일 실시예에 따른 생육량 측정 시스템을 스마트 팜에 적용한 예를 나타낸 도면이다.5 is a view showing an example of applying the growth measurement system according to an embodiment of the present application to a smart farm.

도 5를 참조하면, 생육량 측정 시스템은 스마트팜(2000)에도 적용이 가능하다. 스마트팜(2000)은 생육량 측정 시스템, 서버(300), 및 사용자 단말(400)을 포함할 수 있다. 생육량 측정 시스템은 생육량 측정 장치(100_2)와 영상 촬영 장치(200_2)를 포함하고, 생육량 측정 장치(100_2) 및 영상 촬영 장치(200_2)는 도 4에 개시된 생육량 측정 장치 및 영상 촬영 장치와 동일하므로 자세한 설명은 생략될 것이다.Referring to FIG. 5 , the system for measuring growth is also applicable to the smart farm 2000 . The smart farm 2000 may include a growth measurement system, a server 300 , and a user terminal 400 . The growth measurement system includes a growth measurement device 100_2 and an image photographing device 200_2, and the growth amount measurement apparatus 100_2 and the image photographing apparatus 200_2 are the same as the growth amount measurement apparatus and image photographing apparatus disclosed in FIG. A description will be omitted.

본 출원의 일 실시예에 있어서, 생육량 측정 시스템은 온실 혹은 비닐하우스와 같은 작물 재배 시설 내에 배치될 수 있다. 생육량 측정 시스템은 서버(300)를 통해 사용자 단말(400)과 통신할 수 있다.In one embodiment of the present application, the growth measurement system may be disposed in a crop cultivation facility, such as a greenhouse or a greenhouse. The growth measurement system may communicate with the user terminal 400 through the server 300 .

예를 들면, 사용자 단말(400)은 스마트폰(Smartphone), 스마트패드(Smart Pad), 태블릿 PC, 웨어러블 디바이스, PCS(Personal CommunicationSystem), GSM(Global System for Mobile communication), PDC(Personal Digital Cellular), PHS(PersonalHandyphone System), PDA(Personal Digital Assistant), IMT(International Mobile Telecommunication)-2000,CDMA(Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA(W-Code Division Multiple Access), Wibro(WirelessBroadband Internet) 단말기 같은 모든 종류의 무선 통신 장치, 데스크탑 컴퓨터, 및 스마트 TV와 같은 고정용 단말기일 수도 있다.For example, the user terminal 400 is a smart phone (Smartphone), a smart pad (Smart Pad), a tablet PC, a wearable device, PCS (Personal Communication System), GSM (Global System for Mobile communication), PDC (Personal Digital Cellular) , PHS (Personal Handyphone System), PDA (Personal Digital Assistant), IMT (International Mobile Telecommunication)-2000, CDMA (Code Division Multiple Access)-2000, W-CDMA (W-Code Division Multiple Access), Wibro (Wireless Broadband Internet) It may be any kind of wireless communication device such as a terminal, a desktop computer, and a stationary terminal such as a smart TV.

서버(300)는 사용자 단말(400)과 생육량 측정 시스템을 연결하여 서로 통신이 가능하도록 한다. 서버(300)는 생육량 측정 장치(100_2)의 데이터를 사용자 단말(400)에 제공할 수 있다.The server 300 connects the user terminal 400 and the growth measurement system to enable communication with each other. The server 300 may provide the data of the growth measurement apparatus 100_2 to the user terminal 400 .

본 출원의 일 실시예에 있어서, 생육량 측정 장치(100_2)는 온실 혹은 비닐하우스 외부에 배치될 수 있다.In an embodiment of the present application, the growth measurement apparatus 100_2 may be disposed outside a greenhouse or a plastic house.

본 명세서와 도면에 개시된 실시 예들은 본 개시의 내용을 쉽게 설명하고, 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 개시의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 따라서 본 개시의 범위는 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 개시의 기술적 사상을 바탕으로 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Embodiments disclosed in the present specification and drawings are merely provided for specific examples to easily explain the contents of the present disclosure and help understanding, and are not intended to limit the scope of the present disclosure. Therefore, the scope of the present disclosure should be construed as including all changes or modifications derived from the technical spirit of the present disclosure in addition to the embodiments disclosed herein as being included in the scope of the present disclosure.

100 : 생육량 측정 장치
100_1 : 생육량 측정 장치
100_2 : 생육량 측정 장치
120 : 인식부
120_1 : 인식부
140 : 계산부
140_1 : 계산부
160 : 잡음 제거부
160_1 : 잡음 제거부
180 : 추출부
180_1 : 추출부
200_1 : 영상 촬영 장치
200_2 : 영상 촬영 장치
300 : 서버
400 : 사용자 단말
1000 : 생육량 측정 시스템
2000 : 스마트팜
100: growth measuring device
100_1: Growth measuring device
100_2: Growth measuring device
120: recognition unit
120_1: Recognition unit
140: calculator
140_1 : Calculator
160: noise canceling unit
160_1: noise canceling unit
180: extraction unit
180_1 : Extraction part
200_1 : video recording device
200_2 : video recording device
300 : server
400: user terminal
1000: growth measurement system
2000 : Smart Farm

Claims (13)

영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식하는 인식부;
상기 영상에 기반하여 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산하는 계산부; 및
상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 추출부를 포함하는 생육량 측정 장치.
a recognition unit for recognizing a reference sphere, first and second growth point stickers through an image;
a calculation unit for calculating the colors of the reference sphere and the first and second growth point stickers as a color model based on the image; and
and an extractor configured to extract an outline of at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers, and extract a growth amount of a crop based on outline information of the first and second growth point stickers.
제1항에 있어서,
상기 참조 구는 상기 작물의 위치를 파악하기 위해 상기 작물의 일정거리 이내에 위치하여 있고,
상기 제1 생장점 스티커는 상기 작물의 이전 생장점에 위치하여 있으며,
상기 제2 생장점 스티커는 상기 작물의 현재 생장점에 위치하여 있는 생육량 측정 장치.
According to claim 1,
The reference sphere is located within a certain distance of the crop to determine the position of the crop,
The first growth point sticker is located at the previous growth point of the crop,
The second growth point sticker is a growth amount measuring device located at the current growth point of the crop.
제1항에 있어서,
상기 색상 모델에 기반하여 추출된 상기 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 잡음을 제거하는 잡음 제거부를 더 포함하고, 상기 잡음 제거부는 상기 영상을 흑백 영상으로 변환시키는 생육량 측정 장치.
According to claim 1,
and a noise removing unit for removing noise from at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers extracted based on the color model, wherein the noise removing unit converts the image into a black and white image.
제3항에 있어서,
상기 잡음 제거부는 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 상기 흑백 영상에 적용하여 블러 처리하는 생육량 측정 장치.
4. The method of claim 3,
The noise removing unit applies at least one of a Gaussian blur and a median blur to the black-and-white image to perform blur processing.
제4항에 있어서,
상기 잡음 제거부는 블러 처리된 상기 흑백 영상을 이진화하여 상기 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거하는 생육량 측정 장치.
5. The method of claim 4,
The noise removing unit binarizes the black-and-white image that has been blurred to remove noise from the first and second growth amount stickers.
제5항에 있어서,
상기 잡음 제거부는 침식과 팽창 연산을 통해 상기 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거하는 것을 더 포함하는 생육량 측정 장치.
6. The method of claim 5,
The noise removal unit further comprises removing the noise of the first and second growth amount stickers through erosion and expansion calculations.
제3항에 있어서,
상기 잡음 제거부는 블러 처리된 상기 흑백 영상을 허프 변환하여 상기 참조 구의 잡음 제거하는 생육량 측정 장치.
4. The method of claim 3,
The noise removing unit Hough-transforms the blur-processed black-and-white image to remove the noise of the reference sphere.
제1항에 있어서,
상기 제1 생육량 스티커와 상기 제2 생육량 스티커의 위치 차이가 작물의 생육량인 생육량 측정 장치.
According to claim 1,
A growth amount measuring device in which a position difference between the first growth amount sticker and the second growth amount sticker is a growth amount of a crop.
제8항에 있어서,
상기 생육량은 상기 작물의 자란 정도이고,
상기 생육량은 상기 작물의 성숙도, 병해, 및 과실의 형태를 더 포함하는 생육량 측정 장치.
9. The method of claim 8,
The growth rate is the degree of growth of the crop,
The growth amount is a growth amount measuring device further comprising the maturity level of the crop, diseases, and the shape of the fruit.
생육량 측정 장치의 동작방법에 있어서,
인식부가 영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식하는 단계;
계산부가 상기 영상에 기반하여 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산하는 단계;
잡음 제거부가 상기 색상 모델에 기반하여 추출된 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 잡음을 제거하는 단계; 및
추출부가 상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 단계;를 포함하는 생육량 측정 장치의 동작방법.
In the operating method of the growth measurement device,
Recognizing the reference sphere, first and second growth point stickers through the recognition unit;
calculating, by a calculator, the colors of the reference sphere and the first and second growth point stickers as a color model based on the image;
removing, by a noise removing unit, noise from at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers extracted based on the color model; and
The extracting unit extracting an outline of at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers, and extracting the growth amount of the crop based on the outline information of the first and second growth point stickers; Growth measurement comprising a; How the device works.
제10항에 있어서,
상기 잡음 제거부가 상기 제1 및 제2 생육량 스티커의 잡음을 제거하는 단계는,
상기 잡음 제거부는 상기 영상을 흑백 영상으로 변환하는 단계;
상기 흑백 영상에 가우시안 블러 및 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하는 단계; 및
블러 처리된 상기 흑백 영상을 이진화하는 단계;를 포함하는 생육량 측정 장치의 동작방법.
11. The method of claim 10,
The step of the noise removing unit removing the noise of the first and second growth rate stickers,
converting the image into a black-and-white image by the noise removing unit;
applying at least one of a Gaussian blur and a median blur to the black-and-white image; and
A method of operating a growth measurement apparatus comprising; binarizing the blurred black-and-white image.
제10항에 있어서,
상기 잡음 제거부가 상기 참조 구의 잡음을 제거하는 단계는,
상기 잡음 제거부가 상기 영상을 흑백 영상으로 변환하는 단계;
상기 흑백 영상에 상기 가우시안 블러 및 상기 중간값 블러 중 적어도 하나를 적용하는 단계; 및
블러 처리된 상기 흑백 영상을 허프 변환하는 단계;를 포함하는 생육량 측정 장치의 동작방법.
11. The method of claim 10,
The step of removing the noise of the reference sphere by the noise removing unit comprises:
converting the image into a black-and-white image by the noise removing unit;
applying at least one of the Gaussian blur and the median blur to the black-and-white image; and
Hough transforming the blur-processed black-and-white image; Method of operation of a growth measurement apparatus comprising a.
생육량 측정 장치;
상기 생육량 측정 장치에 영상을 제공하기 위해 영상을 촬영하는 영상 촬영 장치를 포함하며,
상기 생육량 측정 장치는,
영상을 통해 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커를 인식하는 인식부;
상기 영상에 기반하여 상기 참조 구, 제1 및 제2 생장점 스티커의 색을 색상 모델로 계산하는 계산부; 및
상기 참조 구, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커 중 적어도 하나의 윤곽선을 추출하고, 상기 제1 및 제2 생장점 스티커의 윤곽선 정보에 기반하여 작물의 생육량을 추출하는 추출부;를 포함하는 생육량 측정 시스템.
growth measuring device;
and an image photographing apparatus for photographing an image to provide an image to the growth measurement apparatus,
The growth measurement device,
a recognition unit for recognizing a reference sphere, first and second growth point stickers through an image;
a calculation unit for calculating the color of the reference sphere and the first and second growth point stickers as a color model based on the image; and
An extraction unit for extracting an outline of at least one of the reference sphere and the first and second growth point stickers, and extracting a growth amount of a crop based on the outline information of the first and second growth point stickers; Growth measurement system comprising a; .
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