구제역 발생에 따른 피해는 매우 크기 때문에 구제역의 피해를 최소화하기 위해서는 선제적인 구제역 진단 및 대응이 필수적이다. 주요 구제역 증상은 소의 체온 상승, 식욕 부진, 유량 감소, 입 발굽 유방에 물집 형성 등이며, 이중 확인하기 가장 쉽고 빠른 방법은 체온을 검사하는 방법이다. 본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 위해 소 발굽 검출 알고리즘을 개발 구현하고, 축사에 고해상도 카메라 모듈과 열화상 카메라, 온습도 모듈 설치하여 발굽 검색 테스트를 시행하였다. 본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할 수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다. 특히, 본 연구에서는 기존의 휴대용이 아닌 열화상 카메라를 활용한 구제역 대응 시스템은 축사에 고정으로 부착하여 별도 인력을 필요로 하지 않고 이미지 알고리즘을 통하여 가축의 발굽 온도를 자동 측정하는 기능과 스마트 폰을 활용한 자동 경고 기능을 가지고 있다. 이러한 시스템은 실시간을 구제역 가능성 예측을 가능케 하며, 별도의 인력이 없이 가축 질병에 대한 초동 방역 대응을 할 수 있다.
구제역 발생에 따른 피해는 매우 크기 때문에 구제역의 피해를 최소화하기 위해서는 선제적인 구제역 진단 및 대응이 필수적이다. 주요 구제역 증상은 소의 체온 상승, 식욕 부진, 유량 감소, 입 발굽 유방에 물집 형성 등이며, 이중 확인하기 가장 쉽고 빠른 방법은 체온을 검사하는 방법이다. 본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 위해 소 발굽 검출 알고리즘을 개발 구현하고, 축사에 고해상도 카메라 모듈과 열화상 카메라, 온습도 모듈 설치하여 발굽 검색 테스트를 시행하였다. 본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할 수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다. 특히, 본 연구에서는 기존의 휴대용이 아닌 열화상 카메라를 활용한 구제역 대응 시스템은 축사에 고정으로 부착하여 별도 인력을 필요로 하지 않고 이미지 알고리즘을 통하여 가축의 발굽 온도를 자동 측정하는 기능과 스마트 폰을 활용한 자동 경고 기능을 가지고 있다. 이러한 시스템은 실시간을 구제역 가능성 예측을 가능케 하며, 별도의 인력이 없이 가축 질병에 대한 초동 방역 대응을 할 수 있다.
Because damages arising from the occurrence of foot-and-mouth disease (FMD) are very great, it is essential to make a preemptive diagnosis to cope with it in order to minimize those damages. The main symptoms of foot-and-mouth disease are body temperature increase, loss of appetite, formation of bli...
Because damages arising from the occurrence of foot-and-mouth disease (FMD) are very great, it is essential to make a preemptive diagnosis to cope with it in order to minimize those damages. The main symptoms of foot-and-mouth disease are body temperature increase, loss of appetite, formation of blisters in the mouth, on hooves and breasts, etc. in a cow or a bull, among which the body temperature check is the easiest and quickest way to detect the disease. In this paper, an algorithm to detect FMD from the hooves of cattle was developed and implemented for preemptive coping with foot-and-mouth disease, and a hoof check test is conducted after the installation of a high-resolution camera module, a thermo-graphic camera, and a temperature/humidity module in the cattle shed. Through the algorithm and system developed in this study, it is possible to cope with an early-stage situation in which cattle are suspected as suffering from foot-and-mouth disease, creating an optimized growth environment for cattle. In particular, in this study, the system to cope with FMD does not use a portable thermo-graphic camera, but a fixed camera attached to the cattle shed. It does not need additional personnel, has a function to measure the temperature of cattle hooves automatically through an image algorithm, and includes an automated alarm for a smart phone. This system enables the prediction of a possible occurrence of foot-and-mouth disease on a real-time basis, and also enables initial-stage disinfection to be performed to cope with the disease without needing extra personnel.
Because damages arising from the occurrence of foot-and-mouth disease (FMD) are very great, it is essential to make a preemptive diagnosis to cope with it in order to minimize those damages. The main symptoms of foot-and-mouth disease are body temperature increase, loss of appetite, formation of blisters in the mouth, on hooves and breasts, etc. in a cow or a bull, among which the body temperature check is the easiest and quickest way to detect the disease. In this paper, an algorithm to detect FMD from the hooves of cattle was developed and implemented for preemptive coping with foot-and-mouth disease, and a hoof check test is conducted after the installation of a high-resolution camera module, a thermo-graphic camera, and a temperature/humidity module in the cattle shed. Through the algorithm and system developed in this study, it is possible to cope with an early-stage situation in which cattle are suspected as suffering from foot-and-mouth disease, creating an optimized growth environment for cattle. In particular, in this study, the system to cope with FMD does not use a portable thermo-graphic camera, but a fixed camera attached to the cattle shed. It does not need additional personnel, has a function to measure the temperature of cattle hooves automatically through an image algorithm, and includes an automated alarm for a smart phone. This system enables the prediction of a possible occurrence of foot-and-mouth disease on a real-time basis, and also enables initial-stage disinfection to be performed to cope with the disease without needing extra personnel.
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문제 정의
따라서, 본 연구에서는 열적외선 카메라를 이용하여 가축의 상태를 원격 감시 시스템을 개발하는데 있으며, 이를 위해 국내외 열적외선 카메라를 이용한 구제역 진단시스템 연구동향을 살펴보고, 한우를 대상으로 구제역 원격감시 진단시스템 개발에 필요한 알고리즘를 제시함으로써, 구제역의 조기진단에 따른 가축전염병에 따른 피해를 최소화 하는데 기어코자 한다.
본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 위해 소 발굽 검출 알고리즘을 개발․구현하고, 축사에 고해상도 카메라모듈과 열화상 카메라, 온습도 모듈 설치하여 발굽 검색 테스트를 시행하였다. 본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다.
본 연구에서는 구제역의 선제적 대응방안을 위한 진단시스템 개발을 구현하였다. 그러나 본 연구의 시험결과에 따르면 소의 좌우측으로 돌아선 경우에는 90%이상의 소 발굽 온도 검출이 확인되었으나, 소의 전후방에서의 온도검출은 향후 지속적인 연구가 필요하며, 다수의 소를 대상으로 소 발굽 추출⋅검출 및 구제역이 감염된 소를 대상으로 한 시험을 통해 신뢰성 및 정확성 향상이 요구된다.
제안 방법
이 때 구해지는 다리 영역은 삼각형의 형태를 이루고 이 안에 포함되어 있는 꼭지점들을 발굽으로 인식한다. 더 높은 정확성을 위해 발굽으로 인식 된 꼭지점을 이용하여 최소 영역을 지정 후, 이 안에 있는 2차 꼭지점을 추가로 포함하는 최종 발굽을 선별한다.
또한 국내의 도입에 있어서 현실적 경제적 어려움이 초래된다. 본 연구에서는 이러한 단점을 보완하기 위해 열화상 카메라를 활용한 구제역 대응 시스템은 축사에 고정으로 부착하여 별도 인력을 필요로 하지 않고 이미지 알고리즘을 통하여 가축의 발굽 온도를 자동 측정하는 기능과 스마트 폰을 활용한 자동 경고 기능을 가지고 있다. 현재 열화상 이미지를 이용하여 발굽 및 온도 검출을 하는 알고리즘은 없는 상황이다.
선별된 꼭지점들을 보면 발굽 뿐만 아니라 다리와 몸체 사이의 가랑이 부분 또한 포함되는 상황이 발생하는데 이를 보정하기 위하여 발굽으로 인식되는 녹색 점을 이루는 꼭지점들을 포함하는 최소 사각 영역을 추가로 지정 후, 그 내부에 포함 되는 꼭지점들을 발굽으로 인식한다. 이 경우 또한 위 수식을 이용해 계산하여 최종 꼭지점을 선별한다.
소 발굽 검출 알고리즘은 열화상 카메라와 USB 고해상도 카메라를 이용하여 소를 검출하고 이미지에서 소만 추출이 가능하도록 형태학적 변환을 진행 후 각 꼭지점을 찾아 이를 다리인지 구분을 하여 좌표를 추출하고, 해당 좌표의 온도를 열화상 카메라를 이용해 찾아낸다. 소의 다리는 항상 소의 형상에서 아래 부분에 위치하고 있다는 점을 이용하여, 소의 형상이 포함되는 최소 사각형의 영역을 찾은 후, 그 영역의 중심점과 하단 양쪽 모서리를 잇는 선을 그리고 이 영역에 포함되는 꼭지점을 발굽으로 인식한다.
현재 소 발굽을 검출하기 위한 알고리즘의 순서는 1차적으로 열화상 이미지를 이용하여 소를 인식 후 이미지 내에 소가 있다는 것이 판단되면 그 시점의 열화상 이미지를 이용하여 이진화를 진행한다. 이미지가 이진화된 상태에서 노이즈 제거 및 선명한 외곽선 추출을 위해 형태학적 변환인 침식과 팽창을 진행 후 이미지의 외곽 선을 추출한다. 추출된 외곽선을 이용하여 꼭지점을 검출 하고, 소 영역을 포함하는 최소 사각형 영역을 지정 후, 중심점과 하단 모서리 지점의 좌표를 구하여 다리 영역을 계산 한다.
이상의 시스템은 적외선 열화상 기술을 이용한 가축 표면 온도 경사도를 모니터링하는 응용 프로그램을 제작하였으나, 핸드헬드 열화상 카메라를 직접 사람이 들고 다니면서 가축의 특정 부위를 조정하여 온도를 체크하는 방식이다.
이미지가 이진화된 상태에서 노이즈 제거 및 선명한 외곽선 추출을 위해 형태학적 변환인 침식과 팽창을 진행 후 이미지의 외곽 선을 추출한다. 추출된 외곽선을 이용하여 꼭지점을 검출 하고, 소 영역을 포함하는 최소 사각형 영역을 지정 후, 중심점과 하단 모서리 지점의 좌표를 구하여 다리 영역을 계산 한다. 이 때 구해지는 다리 영역은 삼각형의 형태를 이루고 이 안에 포함되어 있는 꼭지점들을 발굽으로 인식한다.
성능/효과
figure. 4.와 같이 이미지를 이진화 시킨 후 침식을 진행하면 검은색 화소가 인접한 흰색 화소들이 검은색으로 할당되어 노이즈가 줄어들게 된다. 이 후 팽창을 진행하게 되면 객체에 인접한 배경을 흰색으로 할당되어 객체가 확장되게 된다.
본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 위해 소 발굽 검출 알고리즘을 개발․구현하고, 축사에 고해상도 카메라모듈과 열화상 카메라, 온습도 모듈 설치하여 발굽 검색 테스트를 시행하였다. 본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다. 제안한 구제역 대응 시스템을 통해 구제역 피해 최소화와 함께 축산농가의 생산성 및 소득향상이 나타날 수 있을 것으로 기대된다.
후속연구
본 연구에서는 구제역의 선제적 대응방안을 위한 진단시스템 개발을 구현하였다. 그러나 본 연구의 시험결과에 따르면 소의 좌우측으로 돌아선 경우에는 90%이상의 소 발굽 온도 검출이 확인되었으나, 소의 전후방에서의 온도검출은 향후 지속적인 연구가 필요하며, 다수의 소를 대상으로 소 발굽 추출⋅검출 및 구제역이 감염된 소를 대상으로 한 시험을 통해 신뢰성 및 정확성 향상이 요구된다.
본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다. 제안한 구제역 대응 시스템을 통해 구제역 피해 최소화와 함께 축산농가의 생산성 및 소득향상이 나타날 수 있을 것으로 기대된다.
시스템에 사용되는 A310 열화상 카메라는 50mK 이하의 열감도와 320x240픽셀의 분해능으로 자동 진단에 필요한 세부적인 이미지와 열적 데이터를 제공해줄 수 있는 장비이다. 현재 판매하고 있는 CaDDi 시스템은 유선염 진단용이지만 앞으로 다른 가축에 대해서도 각종 질병과 건강 문제를 진단할 수 있는 모듈을 개발 판매할 계획이다. 이를 위하여 현재 스웨덴 국립수의학회와 공동으로 시스템의 진단 정확도에 대한 검증 시험을 실시하고 있다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 하기 위한 방법은?
주요 구제역 증상은 소의 체온 상승, 식욕 부진, 유량 감소, 입 발굽 유방에 물집 형성 등이며, 이중 확인하기 가장 쉽고 빠른 방법은 체온을 검사하는 방법이다. 본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 위해 소 발굽 검출 알고리즘을 개발 구현하고, 축사에 고해상도 카메라 모듈과 열화상 카메라, 온습도 모듈 설치하여 발굽 검색 테스트를 시행하였다. 본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할 수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다.
실시간을 구제역 가능성 예측을 가능케 하며, 별도의 인력이 없이 가축 질병에 대한 초동 방역 대응을 할 수 있는 시스템은?
본 연구에서 개발한 알고리즘과 시스템을 통해 구제역 의심 가축의 조기 상황 대처를 할 수 있으며, 가축의 최적 성정 환경을 조성할 수 있다. 특히, 본 연구에서는 기존의 휴대용이 아닌 열화상 카메라를 활용한 구제역 대응 시스템은 축사에 고정으로 부착하여 별도 인력을 필요로 하지 않고 이미지 알고리즘을 통하여 가축의 발굽 온도를 자동 측정하는 기능과 스마트 폰을 활용한 자동 경고 기능을 가지고 있다. 이러한 시스템은 실시간을 구제역 가능성 예측을 가능케 하며, 별도의 인력이 없이 가축 질병에 대한 초동 방역 대응을 할 수 있다.
주요 구제역 증상은 무엇인가?
구제역 발생에 따른 피해는 매우 크기 때문에 구제역의 피해를 최소화하기 위해서는 선제적인 구제역 진단 및 대응이 필수적이다. 주요 구제역 증상은 소의 체온 상승, 식욕 부진, 유량 감소, 입 발굽 유방에 물집 형성 등이며, 이중 확인하기 가장 쉽고 빠른 방법은 체온을 검사하는 방법이다. 본 논문에서는 선제적 구제역 대응을 위해 소 발굽 검출 알고리즘을 개발 구현하고, 축사에 고해상도 카메라 모듈과 열화상 카메라, 온습도 모듈 설치하여 발굽 검색 테스트를 시행하였다.
참고문헌 (12)
Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, A disinfection status of foot-and-mouth disease, press kit, p. 12-13, Feb. 2015.
Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, Development and Industrialization of Portable Monitoring Diagnostic System, p. 15, 2012.
Gi-geon Yang. Analysis of Relative Importance of Disaster Management Policies by their Categories, The Korea Review of Public Administration, vol. 22, no. 2, p. 94-95, June, 2013
ezfarm, The Control System Development on the Animal Disease focus : political Research Report, Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs, p. 1, Feb. 2014.
Yu-Yong Kim, Through foot-and-mouth crisis, Feed, vol. 49, no. 3.4, p. 1, Mar. 2011.
Ministry of Public Administration and Security : Central disaster and safety countermeasures headquarters, Foot-and-mouth central disaster and safety countermeasures headquarters white paper, Ministry of Public Administration and Security, p. 430, Nov. 2011.
Lee, Joo-ho, Comparative study on the epidemiology and control measures of 2000/2002 foot-and-mouth disease outbreak in korea, p.7,127, Ph.D Program in Veterinary Medicine Graduate of Konkuk University, Dec. 2004.
Young-Ju Jang, A Outbreak status of foot-and-mouth disease and the Improvement of the Disinfection System, Issue and Focus, vol. 170, 1-4, Jan. 2010.
Thomson GR, Vosloo W, Bastos AD, Foot and Mouth disease in wildlife, Virus Research, vol. 91, no. 1, p. 145-161, Jan. 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0168-1702(02)00263-0
Yong-Teak Chun, juong-Min Lee. The forecasting System about Foot-and-Mouth Applicabilities using the thermal camera, Fall Scholarship Conference in 2015, p. 481, November, 2015.
Hyun-gi Kim, Cheol-ju Yang, Hyun Yoe, Design and Implementation of Livestock Disease Forecasting System, Journal of Korea Institute of Information and Communication Engineering, vol. 37C no. 12, p.1265, December, 2012. DOI: http://dx.doi.org/10.7840/kics.2012.37C.12.1263
Ji Inbae, Kim Hyunjoong, Han Bonghee, The Current Status of the foot-and-Mouth Disease Outbreak and Policy Tasks: Research Report, p.14-15,32,43-44, Korea Rural Economic Institute, June, 2015.
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