[논문]자원 순환 촉진을 위한 빈병 재활용 정보 관리 시스템

정필성; 조양현

doi:10.6109/jkiice.2016.20.11.2155

자원 순환 촉진을 위한 빈병 재활용 정보 관리 시스템
A Bottle Recycling Information Management System for the Promotion of Saving and Recycling of Resources Due 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.20 no.11, 2016년, pp.2155 - 2161

정필성 (HEART MEDIA Co., Ltd.) , 조양현 (Division of Computer Science, Sahmyook University)

초록
AI-Helper

우리나라는 에너지 수입 의존도가 높기 때문에 자원의 절약과 재활용촉진을 위한 법률을 제정하여 에너지순환자원을 위해 노력하고 있다. 최근 빈병 재활용에 대한 일환으로 수도권 대형 마트에 빈병 무인회수기를 설치하여 운영하고 있지만 이에 대한 국내 무인회수기에 상용화가 이루어지지 않고 있으며 빈병 재활용에 대한 정보를 제공하기 위한 스마트 디바이스 애플리케이션이 아직 서비스 되지 않고 있다. 본 논문에서는 자원순환촉진을 위한 빈병 재활용 정보관리 시스템을 설계 및 구축하였다. 관리자가 빈병 정보 및 무인회수기 정보를 관리할 수 있는 홈페이지를 구축하였다. 또한 스마트 디바이스를 가진 많은 사람들이 빈병 재활용 정보를 쉽게 이용할 수 있도록 하기 위하여 카메라를 이용한 바코드 검색 및 라벨 검색을 통해 빈병 정보 및 무인회수기 위치 정보를 쉽게 획득할 수 있도록 구현하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Since Korea is highly dependent on energy imports, it has been making efforts to save energy resources by enacting laws to promote resource saving and recycling. Recently, as a part of recycling of empty bottles, a bottle unattended collecting machine has been installed in the big shopping mall in the metropolitan area. However, there is no commercialization of the unattended collecting machine in Korea and the smart device application for providing information on empty bottle recycling is not yet provided. In this paper, we have designed and constructed a bottle recycling information management system to promote resource recycling. The manager has built a homepage that can manage the information of the empty bottle and the a bottle unattended collecting machine. Also, many people with smart devices can easily access bottle recycling information by using camera and barcode search and label search.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

또한 빈병 정보 제공을 위한 시스템 및 스마트 디바이스 애플리케이션이 존재하고 있지 않다는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 빈병 보증금 제도에 대한 정보관리를 통해 자원순환촉진을 도모할 수 있는 관리 서버 및 스마트 디바이스 애플리케이션을 설계 및 구현하였다. 이를 통하여 관리자는 빈병에 대한 정보를 쉽게 제공할 수 있으며, 이용자는 스마트 디바이스를 이용하여 바코드 및 라벨 검색을 통해 쉽고 빠르게 빈병 정보 및 무인회수기 정보를 획득할 수 있다.
그러나 정보통신 강국이라는 위상이 무색하게 국내에서 빈병 무인회수기 상용화에 성공하여 운영하는 업체가 전무하며 빈병 무인회수기 위치 안내, 빈병 보증금 제도에 대한 효과적인 홍보 및 빈병 수거 정보 공유를 위한 목적으로 운영되는 스마트 디바이스 애플리케이션이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 인식하고 빈병 보증금 제도에 대한 정보관리를 통해 자원순환촉진을 도모할 수 있는 관리 서버 및 스마트 디바이스 애플리케이션을 설계 및 구현하였다. 구현된 스마트 디바이스 애플리케이션을 통해 빈병의 바코드, 라벨 및 외관 사진을 찍어서 서버로 업로드하면 자동으로 분석하여 빈병 보증금 반환 여부 및 보증금에 대한 안내, 빈병 무인회수기 위치 안내 등에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 서버에서는 추가적으로 발생되는 빈병 보증금 정보를 누구나 활용할 수 있도록 OPEN API 형태로 JSON 정보로 제공할 수 있도록 구축하였다.

제안 방법

본 논문에서는 이러한 문제점을 인식하고 빈병 보증금 제도에 대한 정보관리를 통해 자원순환촉진을 도모할 수 있는 관리 서버 및 스마트 디바이스 애플리케이션을 설계 및 구현하였다. 구현된 스마트 디바이스 애플리케이션을 통해 빈병의 바코드, 라벨 및 외관 사진을 찍어서 서버로 업로드하면 자동으로 분석하여 빈병 보증금 반환 여부 및 보증금에 대한 안내, 빈병 무인회수기 위치 안내 등에 대한 정보를 제공할 수 있으며, 서버에서는 추가적으로 발생되는 빈병 보증금 정보를 누구나 활용할 수 있도록 OPEN API 형태로 JSON 정보로 제공할 수 있도록 구축하였다.
SIFT는 4단계를 통해 특징점들의 특징을 정의한다. 먼저 크기와 회전 변화에 강인한 특징점의 위치를 검출하기 위해 입력 이미지의 다양한 해상도를 대상으로 DoG(Difference-of-Gaussian) 이미지들을 생성한다. 다음 단계에서는 각 해상도의 DoG 이미지에서 모든 픽셀의 값을 이웃하는 8 픽셀 그리고 이전 및 이후 해상도에서 이웃하는 각 9 픽셀과 비교해 지역적으로 최소 또는 최대값인 경우 특징점의 후보로 선택한다.
표 3은 무인회수기 정보 테이블을 나타낸다. 무인회수기 정보 제공을 위한 테이블은 기본키, 지역, 브랜드, 지점, 주소, 전화번호, 위도, 경도 필드로 구성하였으며 테이블 이름은 TB_MACHINE으로 지정하였다.
표 1은 병 정보 및 무인회수기 정보를 관리하기 위한 관리자 테이블을 나타낸다. 병 정보 및 무인회수기 정보를 관리하기 위한 관리자 테이블은 기본 키, 아이디, 비밀번호 필드로 구성되며 테이블 이름은 TB_ADMIN으로 지정하였다.
표 2는 병 정보 테이블을 나타낸다. 병 정보 제공을 위한 테이블은 기본키, 바코드, 상품명, 제조사, 용량, 보증금 반환 가능여부, 보증금 필드로 구성하였으며 테이블 이름은 TB_BOTTLE로 지정하였다.
다음 단계에서는 각 해상도의 DoG 이미지에서 모든 픽셀의 값을 이웃하는 8 픽셀 그리고 이전 및 이후 해상도에서 이웃하는 각 9 픽셀과 비교해 지역적으로 최소 또는 최대값인 경우 특징점의 후보로 선택한다. 세 번째 단계에서는 명암 대비가 낮은 후보 특징점과 모서리가 아닌 에지(Edge) 위치의 특징점을 제거하기 위해 각각 DoG 값의 임계치와 Hessian 행렬 기반의 비율을 사용한다. 마지막 단계에서는 gradient 벡터의 크기(Magnitude)와 방향(Orientation)을 계산한 후 특징점의 기술자를 정의한다.
제안 빈병 재활용 정보 제공 시스템 네트워크 모델은 그림 1과 같다. 스마트 디바이스의 카메라 기능을 이용하여 바코드를 스캔하여 서버로 전송하면 바코드와 일치하는 병 정보 및 가까운 무인회수기 위치를 안내하는 정보를 JSON 형태로 스마트 디바이스로 전송한다. 병에 따라서 바코드가 인쇄되어 있지 않거나 훼손된 경우 라벨 사진을 찍어서 서버로 전송하면 서버에서 패턴 매칭 알고리즘을 통해 일치하는 병 정보 및 가까운 무인회수기 위치를 안내하는 정보를 JSON 형태로 스마트 디바이스로 전송한다.

대상 데이터

또한 병에 대한 생산년월일에 따라서 같은 제품이라도 보증금이 다르지만 이에 대한 안내 역시 이루어지지 않고 있는 것이 현실이다. 제안 시스템은 현재 연구 진행 중인 빈병 무인회수기를 위해서 구현되었으며, 현재 운영 중인 독립형 무인회수기의 문제점인 인식 문제 및 정보 관리의 문제점을 개선하기 위한 중앙관리 시스템을 위한 연구 초석으로 평가할 수 있다. 향후 딥러닝 알고리즘을 적용하여 빈병 라벨뿐만 아니라 전체 사진을 분석하여 다양한 정보를 제공할 수 있는 시스템으로 확장 연구를 진행할 예정이다.

이론/모형

② 라벨 이미지를 Base64 디코딩한 후 특징 검출 및 특징 매칭을 이용하여 일치하는 병을 찾아낸다. 특징 검출 및 매칭을 위해서 다양한 상황에서 강건한 특성을 가지는 RootSIFT 방식을 통해 특징을 처리하였다.

후속연구

현재 우리나라에는 수도권 대형마트 13개 지점에서 24개의 빈병 무인회수기를 운영 중이며 환경부 발표에 따르면 빈병수거율이 무인회수기 설치전보다 44% 증가하였으며, 소비자들도 무인회수기에 대해서 긍정적인 평가를 내리고 있어 빈병 반환 활성화에 기여를 할 것으로 예측된다. 또한 추가적으로 2017년 빈병 보증금이 인상되기 전까지 무인회수기 100대를 대형마트, 주민자치센터, 아파트 상가 등에 확대 설치할 계획이다. 그러나 정보통신 강국이라는 위상이 무색하게 국내에서 빈병 무인회수기 상용화에 성공하여 운영하는 업체가 전무하며 빈병 무인회수기 위치 안내, 빈병 보증금 제도에 대한 효과적인 홍보 및 빈병 수거 정보 공유를 위한 목적으로 운영되는 스마트 디바이스 애플리케이션이 존재하지 않는다.
제안 시스템은 현재 연구 진행 중인 빈병 무인회수기를 위해서 구현되었으며, 현재 운영 중인 독립형 무인회수기의 문제점인 인식 문제 및 정보 관리의 문제점을 개선하기 위한 중앙관리 시스템을 위한 연구 초석으로 평가할 수 있다. 향후 딥러닝 알고리즘을 적용하여 빈병 라벨뿐만 아니라 전체 사진을 분석하여 다양한 정보를 제공할 수 있는 시스템으로 확장 연구를 진행할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	우리나라는 에너지·자원 소비량의 약 몇 퍼센트를 수입에 의존하는가?	우리나라는 에너지·자원 소비량의 약 96%를 수입에 의존하는 에너지 빈곤국이며 세계 9위의 에너지 소비국이다. 2014년 에너지·자원 수입에 지출된 비용은 우리나라 전체 수입액의 33%에 달하는 1,742억 달러로서, 에너지 해외 의존도가 높아 에너지·자원 가격 상승 및 수급 불균형 등 세계적인 에너지 시장 변화에 매우 취약하다.
	에너지자원순환이란 무엇인가?	에너지자원순환이란 환경정책상의 목적을 달성하기 위해 필요한 범위에서 폐기물의 발생을 억제하고 발생된 폐기물을 적정하게 재활용 또는 처리하는 등 자원의 순환과정을 환경 친화적으로 이용·관리하는 것을 말한다. 이에 대한 우리가 일상생활 속에서 실천할 수 있는 방안으로 빈 용기 보증금 제도를 시행하고 있다.
	빈병 보증금 제도에서 드러나는 문제점은 무엇인가?	또한 추가적으로 2017년 빈병 보증금이 인상되기 전까지 무인회수기 100대를 대형마트, 주민자치센터, 아파트 상가 등에 확대 설치할 계획이다. 그러나 정보통신 강국이라는 위상이 무색하게 국내에서 빈병 무인회수기 상용화에 성공하여 운영하는 업체가 전무하며 빈병 무인회수기 위치 안내, 빈병 보증금제도에 대한 효과적인 홍보 및 빈병 수거 정보 공유를 위한 목적으로 운영되는 스마트 디바이스 애플리케이션이 존재하지 않는다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 인식하고 빈병 보증금 제도에 대한 정보관리를 통해 자원순환촉진을 도모할 수 있는 관리 서버 및 스마트 디바이스 애플리케이션을 설계 및 구현하였다.

참고문헌 (10)

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D. G. Lowe, "Fitting parameterized three-dimensional models to images," IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 13, no. 5, pp. 441-450, June 1991.

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D. G. Lowe, "Distinctive Image Features from Scale-Invariant Keypoints," International Journal of Computer Vision, vol. 60, no. 2, pp. 91-100, Nov. 2004.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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