OpenCV를 이용한 비전 기반의 화염 검출 시스템 연구

오태규 서울시립대학교 2015 국내석사

본 논문은 화재 영상에서 화염을 효과적으로 검출하기 위한 비전 기반의 화염 검출 시스템을 연구를 하였다. 화염 검출 시스템의 검출 임계값을 설정하기 위해 화염 이미지와 비화염 이미지 대한 픽셀값 분포도 및 변화량을 분석 하였다. 화염 검출을 위해 입력 받은 이미지의 R-binary 이미지 변환을 통해 비화염 영역에 대한 제거를 하였다. 추가로 입력 영상의 R-binary 변환 이미지와 R-binary 배경 모델링된 이미지 간의 차연산 수행을 통해 비화염 영역에 대한 제거를 하였다. 차연산을 통해 검출된 화염 의심 영역의 픽셀값 변화량 및 픽셀 개수 변화량의 에지 개수를 계산 하였다. 에지 개수가 설정된 임계값보다 높거나 R-Blank가 발견되지 않으면 화염으로 판정을 하였다. 최종적으로 OpenCV을 이용한 화염 검출 프로그램으로 실험을 하였다. 그 결과 단순한 환경 및 복잡한 환경에서도 검출 성능이 좋음을 알 수 있었다. The purpose of this dissertation is to study the vision-based flame detection system to effectively detect a flame of fire video. The distributions of pixel values in any images including flame or non-flame situations are analysed to set a feasible detection threshold in flame detection system by transforming R-binary value of input image and by finding differences between R-binary values transformed and the value of background so that we could ignore non-flame regions to detect flames correctly. The number of edges found during changes in pixel values and the number of pixels are counted through difference operation of detected flame suspect areas. Flame is confirmed in the following cases as the number of edges is exceed the threshold or R-Blank is not detected. Consequently, flame is detected without failure in any cases such as simply or complex fire videos.

디지털 아카이브 시스템의 체계적 공유를 위한 비선형편집 시스템 연계 및 활용방안 연구

오태규 청운대학교 산업기술경영대학원 2013 국내석사

2000년 12월 26일 방송위원회가 지상파 TV의 디지털 전환을 위한 종합계획을 확정하고, 2001년 12월부터 지상파방송사에 의해 디지털 방송이 시작 된다. 그리고 2012년 12월 21일자로 TV에서 아날로그 방송은 종료되었다. 아날로그시대에서 디지털시대로의 전환은 과거와의 판이하게 다른 새로운 패러다임이다. 디지털의 특징은 정보가 언제든지 조립되고, 해체될 수 있으며, 업무패턴이 공개적 통합 형태로 진행된다는 것이다. 즉 디지털의 패러다임은 압축, 복원, 전파 과정을 모두 새롭게 바꿔놓고 있으며, 제작환경을 근본적으로 새롭게 바꿔놓는 지각변동에 해당된다. 본 연구에서는 영상자료와 영상편집, 즉 저장매체를 방송 제작 환경의 근본적인 중요 변화요인으로 보았다. 저장매체의 변화는 촬영, 편집, 송출, 저장 등 포괄적인 방송의 행위에 직ㆍ간접적으로 영향력을 제공했다. 미국을 비롯한 영국, 일본 등, 이미 디지털 방송의 도입기를 지나 본격적인 디지털 시대로 진입한 국외의 사례를 비교 분석하고, 아카이브와 비선형편집 시스템에 대한 논문과 시스템 관련 기술 자료, 그리고 국내 방송정책을 담당하는 공공기관의 보고서를 기초자료로 삼았으며, SBS, MBC, KBS의 아카이브 시스템 및 비선형편집 시스템 활용에 관련된 내부 문건을 참고하여 연구를 진행 하였다. 연구결과는, 디지털 전환에 따른 방송 제작 환경의 변화와 아카이브시스템과 비선형편집시스템의 공존으로 인해, 한 장소에서 한 번의 지시에 의해 아카이브 과정이 전자동으로 진행되며, 필요한 자료나 영상들이 손쉽게 제공되어, 영상 편집 및 송출의 기능까지 한 번에 진행이 가능하다는 것이다. 아카이브 시스템과 비선형편집시스템의 공존이 가져온 대표적인 시스템은 뉴스디지털시스템이다. 디지털 혁명의 기본이념인 생산성과 효율성에 맞춰진 기술적 공존의 결과물로, 비선형 편집이 끝나면 뉴스를 최종 송출하는 뉴스센터로 전송하고, 전송된 영상클립은 자동으로 보도편집부에서 짜놓은 큐시트에 연결되어 방송준비를 마치게 된다. 또한 뉴스의 진행 도중 상황변화나 긴급뉴스에 대한 응급 대처가 용이해졌다. 아카이브 시스템인 중앙저장장치인 자료의 공유, 다중 동시검색, 신속한 검색과 편집의 효율성은 높아졌다. 앞으로 디지털 방송 장비 관련 기술 및 시스템은 계속 발전할 것이다. 디지털 아카이브도 점차 구축되어 각 방송사의 영상자료 시스템도 체계적으로 변화할 것이며, 비선형 편집 시스템도 날로 변화하고 발전할 것이다. 본고는 또한, 우리나라의 방송 정책이 기술의 발전 속도에 맞춰 함께 변화해야 한다는 점을 강조한다. 아카이브는 기초적인 작업과 구축을 한다 하여도, 영상 자료의 공유가 이루어지지 않는다면 영상편집시스템의 편리함은 의미를 잃게 될 것이고, 아카이브가 추구하는 기본 이념마저 의미를 잃게 될 것이다. 지금은 뉴스디지털시스템만이 공존의 결과물로 존재하고 있지만, 추후 아카이브 시스템과 비선형시스템의 활용은 뉴스를 넘어서, 리얼리티와 드라마 및 다큐멘터리 제작에도 활용되어, 시간의 단축과 완성도, 즉 질적 향상을 동시에 가져올 수 있도록 기능하게 될 것이다. On December 26th, 2000, the Korea Broadcasting Commission confirmed plans to adopt digital television for terrestrial television, which was implemented on December of 2001. Analog TV became history on December 21st, 2012. The transition from analog to digital is a new paradigm that is vastly different from the past. With digital, information can be assembled or disbanded anytime with an open and integrated work pattern. In other words, digital paradigm changes the process of compression, restoration, and transmission. Accordingly, the work environment is changing completely from the core. This study saw the storage medium such as video archive and editing, as the fundamental and crucial changing factor in broadcasting work environment. Changes in the storage medium brought direct or indirect changes to comprehensive broadcasting activities such as filming, editing, transmission, and storage. This study compared and analyzed examples from countries that implemented digital television and embraced the digital age completely, including the US, England, and Japan. Papers on archives and non-linear editing system, articles on system-related technology, and reports from public institutions that oversee policies on Korean broadcasting were used as basic data. Internal reports from SBS, MBC, and KBS regarding their archive system and non-linear editing system were also used as references. The research concludes that changes in the broadcasting work environment from transition to digital completely automates the archiving process in a one-stop setting through coexistence between archive system and non-linear editing system. Data or videos are easily provided when needed. Video editing and delivery can be done at the same time. This paper sees news digital systems(NDS) as a premier example of changes brought out by the coexistence of archive system and non-linear editing system. As a result of technological coexistence that is brought on by the productivity and efficiency of the digital revolution, news can be delivered to the news center after non-linear editing. The delivered video clip can be automatically connected to the cue sheet written by the news editing team, ready to get on air. This also makes it easier to respond promptly to breaking news or updates that occur during news broadcasting. Sharing, conducting multiple simultaneous searches, quick searches, and editing became more efficient through the central archive system. The technological side of the digital broadcasting equipment and system will continue to improve in the future. Digital archive will be designed to efficiently structure each broadcasting company's video archive system. Non-linear editing system will continuously change and improve in the future. This paper sees that the problem lies in that while technology is improving, the policies regarding broadcasting remain stagnant. Even with a structured archive, the convenience of video editing system and the fundamental concept of digital archive system will lose their purpose without proper sharing of video data. As of now, only NDS remains as the only product of coexistence. In the future, use of archive system and non-linear system will be able to expand beyond news to be utilized in reality shows, dramas, and documentaries to save time and improve quality.

지방조직 stromal vascular fraction(SVF)을 이용한 골재생

오태규 고려대학교 임상치의학대학원 2022 국내석사

연구목적: Sprague-Dawley(SD) 백서의 후복부 지방조직에서 stromal vascular fraction(SVF)를 추출하고 백서 두개골 결손부에 투여하여 이에 의한 골형성능을 분석하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 백서의 후복부 지방조직에서 SVF를 추출하고 1X106 개의 세포가 포함된 SVF를 Collacote®와 Allomix®에 loading하여 백서 두개골에 형성한 골결손부에 이식하고 8주 경과 후 micro CT와 H&E 염색과 Masson’s trichrome 염색을 이용한 조직학적 분석으로 신생골 형성을 평가하였다. 연구 결과: 8주 경과 후의 3D CT 데이터를 이용한 신생골 형성 분석에서 SVF를 loading한 Allomix® 이식군에서 의미있는 신생골 형성의 증가가 관찰되었다. 결론: 간엽 줄기세포가 포함된 지방조직에서 추출된 SVF는 백서 두개골 결손부에서 골형성을 증가시키는 것으로 생각되어 골조직공학에서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 생각된다.

일회용 보호 장갑에 대한 이소프로필알코올의 투과에 관한 연구

오태규 연세대학교 보건대학원 2023 국내석사

일회용 보호 장갑에 대한 이소프로필알코올의 투과에 관한 연구 연구목적: 본 연구의 목적은 일회용 보호 장갑에 이소프로필알코올을 투과하여 장갑 재질별 첫 투과 시간과, 투과 양상, 투과량이 평형을 이루는 시간을 비교한다. 연구방법: 본 연구에서 사용된 장갑은 라텍스(Latex), 니트릴(Nitrile) 재질의 일회용 보호 장갑을 실험의 대상으로 선정하였으며, Permeation Test Cell 내에 실험대상 장갑의 시편을 결합하여 120분 동안 이소프로필알코올을 투과시켰다. 연구결과: 장갑 재질별 첫 투과 시간은 라텍스 장갑이 니트릴 장갑에 비해 투과가 비교적 빠른 2분 이내에 시작되었으며 니트릴 장갑은 20분 이후 투과가 시작되었다. 투과 양상을 비교하였을 때 라텍스 장갑은 20분 이내에 투과량이 평형을 이루고 니트릴 장갑이 40분 이내에 투과량이 평형을 이루는 것으로 나타났다. 결론: 장갑의 재질별, 제조회사에 따라 첫 투과 시간 및 투과 양상의 차이가 있음을 알 수 있었으며, 라텍스 장갑이 니트릴 장갑에 비해 짧은 시간 내에 투과되는 것을 알 수 있었으며, 장갑 두께에 의한 투과량의 차이는 없었다.

혼동행렬을 위한 TPR-TNR 그림과 분할표를 위한 상관 그림

오태규 성균관대학교 일반대학원 2021 국내석사

본 논문은 두 종류의 연구로 구성되어있다. 첫 번째 연구의 내용으로 신용평가, 의학통계, 그리고 다양한 분야에서 많이 사용되는 이차원의 혼동행렬은 true positive, true negative, false positive, 그리고 false negative로 이루어져있다. 이들의 비율인 true positive rate (TPR), true negative rate (TNR), false positive rate (FPR), 그리고 false negative rate (FNR)는 정확도를 측정하는데 유용하게 이용된다. 혼동행렬에 기반하여 이 비율들을 기하학적으로 기술하고 설명할 수 있는 그래프를 이용한 방법인 TPR-TNR 그림을 제안한다. 본 연구에서 제안한 TPR-TNR 그림은 두 직각삼각형으로 구성되어있다. 그림에서 정분류율인 TPR과 TNR이 두 직각삼각형의 예각을 설명할 수 있음을 탐색하였다. 또한 이 예각을 통해서 다양한 정확도 측도들에 대응하는 최적 분류점을 결정하는데 사용될 수 있음을 발견하였다. 두 번째 연구에서는 이차원의 분할표의 시각적인 표현방법에 대해 다루는데, 이러한 방법들은 빈도수, 확률, 연관측도, 적합도 통계량에 기반하고 있다. 본 연구의 두 번째 목표는, 행과 열 변수에서 각각 두 수준씩 선택하여 상관계수를 시각적으로 표현하고자 한다. 상관계수를 이용하여, 각 셀에 대응하는 각도를 표현하는 벡터-행렬을 얻을 수 있고, 이러한 벡터들은 단위 원 위에 각도와 함께 표현될 수 있는데 이를 분할표를 위한 상관계수 그림, 줄여서 상관 그림이라고 부른다. 상관 그림을 다른 그래픽적인 방법들이나 통계적인 모형들과 함께 사용된다면, 행 또는 열 변수들의 연관관계를 포함하여 더욱 향상된 분석결과를 얻을 수 있다. This thesis consists of two types of research. At first, the two-dimensional confusion matrix which is used in credit assessment, biostatistics, and many other fields consists of four measurements, true positive, true negative, false positive, and false negative. Their rates, such as the true positive rate (TPR), true negative rate (TNR), false positive rate, and false negative rate, can be applied to measure its accuracy. We propose the TPR–TNR plot, a graphical method that can geometrically describe and explain these rates based on the two-dimensional confusion matrix. The proposed TPR–TNR plot consists of two right-angled triangles. We obtain that the TPR and TNR describe the acute angles of two right-angled triangles in the plot. These acute angles can be used to find optimal thresholds corresponding to lots of accuracy measures. In the second study, most graphical representation methods for two-dimensional contingency tables are based on the frequencies, probabilities, association measures, and goodness-of-fit statistics. As the second goal of this study, a method is proposed to represent the correlation coefficients for each of the two selected levels of the row and column variables. Using the correlation coefficients, one can obtain the vector-matrix that represents the angle corresponding to each cell. Thus, these vectors are represented as a unit circle with angles. This is called a CC plot, which is a correlation plot for a contingency table. When the CC plot is used with other graphical methods as well as statistical models, more advanced analyses including the relationship among the cells of the row or column variables could be derived.

레미콘 회수수를 사용한 경량모르타르의 공학적 특성에 관한 실험적 연구

오태규 원광대학교 일반대학원 2021 국내석사

전 세계적으로 온실가스 감축을 위한 노력은 꾸준히 이루어지고 있으며 국내의 경우 2018년 7월 ‘2030 온실가스 감축 로드맵 수정안 및 2018~2020년 배출권 할당계획 확정’ 이 설립됨에 따라 2030년까지 BAU(Business as usual: 배출전망치)대비 37%를 감축시키는 목표를 설정하였다. 건설업계의 경우 시멘트 1톤 생산 시 배출하는 이산화탄소의 양은 약 0.84톤으로 포틀랜드 시멘트(OPC)가 국내 온실가스 배출량의 약 6%를 점유하는 것으로 알려져 있어 시멘트 감축 노력이 필요한 상황이다. 또한 최근 건설공사 증가와 이로 인한 골재의 고갈현상 및 환경문제 등으로 인해 골재수급 문제가 점차 증대하고 있으며 건설구조물에 있어서도 인구집중에 따른 고층화 및 대형화으로 인하여 콘크리트 구조물의 경량화가 요구되는 등 여러 요인에서 인공경량골재에 대한 관심이 높아지고 있다. 인공경량골재는 소성과정에서 골재내부에 다량의 공극이 일정비율로 형성되는 특징이 있으며 인공경량골재 사용시 골재 자체의 다공질 특성으로 인하여 배합 전 사전에 물을 흡수시키는 프리웨팅과정을 필수적으로 진행하여야 되는 것으로 알려져 있다. 한편, 레미콘산업부산물인 회수수 내에는 시멘트 미세입자가 다량 포함되어 있어 자연 상태로 방류하거나, 폐기함으로서 수질 및 토양 오염을 유발하였으나 최근에는 회수수의 재활용설비를 이용하여 귀중한 용수자원으로 사용되고 있다. 현재 KS F 4009 등에서는 회수수의 고형분율을 3%이하로 규정하고 있으며, 이 농도범위 내에서 회수수를 청수와 혼합하여 사용할 경우 압축강도 및 시공성 향상측면에서 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 본 연구는 레미콘산업 부산물인 회수수의 재활용율을 증대시키기 위한 연구의 일환으로 강알칼리성을 나타내고 있는 레미콘 회수수를 인공경량골재 Pre-wetting수 및 배합수에 대해 각 비율로 혼입하여 제조한 경량모르타르의 가능성을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 레미콘 산업부산물인 회수수를 인공경량골재 Pre-wetting수량에 대하여 0, 2.5, 5.0, 7.5 및 10%를 혼입하여 실험을 진행한 SeriesⅠ과 각 배합의 프리웨팅수 및 배합수로 회수수 농도를 0, 2.5, 5.0, 7.5 및 10%로 설정하여 회수수 농도에 따른 경량모르타르의 각종 특성을 비교·분석하기 위한 SeriesⅡ 및 고로슬래그 미분말 혼입율에 따른 회수수 적용 경량모르타르의 공학적 특성을 분석하기 위한 SeriesⅢ의 세 가지 Series로 구분하여 실험을 진행하였다. 실험결과, 레미콘 산업부산물인 회수수를 인공경량골재의 프리웨팅수 및 배합수로 적절히 사용할 경우 압축강도 증진, 건조수축 저감 및 우수한 중성화 저항성을 보여줌으로서 경량골재 모르타르 및 콘크리트 등에 적절히 적용할 경우 이점을 보일 것으로 사료된다. 또한 고로슬래그 미분말 혼입율에 따른 회수수 적용 경량모르타르는 회수수 농도 5.0% 적용과 동시에 고로슬래그 미분말을 20%이하로 사용할 경우 강알칼리성인 레미콘 회수수가 알칼리 활성화 반응을 통하여 고로슬래그 미분말의 잠재수경성 반응에 기인함으로서 우수한 강도 특성, 건조수축 저감 및 중성화 저항을 나타냄으로서 회수수를 사용할 시 시멘트 단독사용 보다 혼화재료인 고로슬래그 미분말을 20% 이하로 사용하는 것이 적절할 것으로 파단된다. Efforts to reduce GHG emissions have been made steadily around the world, and in Korea, the revised roadmap for Greenhouse Gas reduction in 2030 was established in July 2018 and the establishment of a plan to allocate emission rights in 2018~2020, setting a goal of reducing 37% compared to the BAU(Business as individual) by 2030. In the case of the construction industry, the amount of carbon dioxide emitted in the production of a 1ton of cement is about 0.84 tons, and Portland Cement(OPC) is known to occupy for about 6% of Korea's greenhouse gas emissions, which requires efforts to reduce cement. In addition, interest in artificial lightweight aggregates has been increasing due to the recent increase in construction work and the resulting depletion of aggregates and environmental problems. And the construction structure also requires the weighting of concrete structures due to high-rise and large-scale as growing population. Artificial lightweight aggregates have a characteristic that a large amount of voids are formed in a certain ratio inside the aggregate during the firing process. And it is known that when using artificial lightweight aggregates, a pre-wetting process that absorbs water must be performed before mixing due to the porous nature of the aggregate. On the other hand, a large amount of cement fine particles were included in the Recycling water, which was a industrial by-product of the ready-mixed concrete, causing water and soil pollution by discharging them into natural conditions or discarding them. However, it has recently been used as a valuable water resource by using recycling water facilities. Currently, KS F 4009 and others stipulate that the solid contents of the recycling water is less than 3%. If the recycling water is mixed with fresh water within this concentration range, it is reported that it is effective in terms of improving compressive strength and workability. This study is part of a study aimed at increasing the recycling rate of recovery water, a byproduct of the ready-mixed concrete industry. The properties of this study is to evaluate lightweight aggregate mortar using recycling water as pre-wetting water and mixing water, which indicates strong alkaline. For this purpose, SerieⅠ was conducted by mixing 0, 2.5, 5.0, 7,5 and 10% of recycling water as artificial lightweight aggregate pre-wetting water and Series II was set to 0, 2.5, 5.0, 7.5 and 10% with the recycling water concentration as the pre-wetting water and mixing water of each sample to compare and analyze various characteristics of lightweight mortar according to the recovered water concentration and Series III analyzed the engineering characteristics of lightweight mortar using recycling water according to the mixing ratio of blast furnace slag powder. As such, the experiment was conducted by dividing into three series. As a results of the experiment showed increased compressive strength, reduction of drying shrinkage, and excellent resistance to carbonation when the recycling water, which is an industrial By-Product of ready-mixed concrete, is properly used as pre-wetting water and mixing water. Therefore, it is considered that it will show advantages when appropriately applied to light weight aggregate mortar and concrete. In addition, Use of recycling water according to the mixing ratio of blast furnace slag powder Lightweight mortar was caused by a Hydraulic Activity through an Alkali-Activated Reaction when using 5.0% of recycling water and less than 20% of blast furnace slag powder. As a result, it would be appropriate to use less than 20% of the furnace slag powder rather than using cement alone when using the recycling water by showing excellent strength characteristics, reduction of drying shrinkage, and carbonation resistance.

Fuzzy reasoning of temperature profiles of a batch-type pasteurizer and its graphical optimization for operating conditions: A case study of beer

오태규 동국대학교 일반대학원 2021 국내석사

The temperature profiles created by fuzzy reasoning were applied for optimizing the operating conditions (temperature set point [TS] and holding time [HT]) of a batch-type pasteurizer. Beer was used for a case study. Knowledge of IF→THEN fuzzy rules (antecedents: heating and post-cooling temperature profiles, consequents: TS and HT conditions) were employed. The minimized variable was off-flavor development (OFD) with the constraint of microbial lethality at a required level. The thermal death kinetic model with D- and z-values of Lactobacillus brevis was conventionally determined. The OFD kinetic model was based on OFD time derived from sensorially detected binomial data (detection/non-detection of off-flavor). The whole temperature profiles could be inferred by fuzzy reasoning with Sugeno's method for an arbitrary TS and HT. The operating condition was found to be TS 56.4 ℃ and HT 6.03 min for the required 5-log CFU reduction and minimal OFD by graphical optimization and experimentally verified. 퍼지 추론에 의해 추론된 온도 프로파일은 배치식 살균기의 작동조건(설정 온도[TS]와 가열 시간[HT])을 최적화하기 위해 적용되었습니다. 맥주는 사례 연구로 진행되었습니다. IF→THEN 퍼지 규칙에 대한 정보(입력: 가열 및 후냉각 온도 프로파일, 결과: TS 및 HT 조건)가 사용되었습니다. 맥주살균의 목표는 이취 발생(OFD)의 최소화와 필요한 수준의 미생물 치사율 이었습니다. Lactobacillus brevis의 D- 및 z- 값은 시간에 따른 가열 치사 실험으로 결정되었습니다. 또한 시간에 따른 OFD 발생 데이터는 감각적으로 감지된 이항 데이터 (이취 감지 / 비감지)에서 파생 된 OFD 시간을 기반으로 합니다. 전체 온도 프로파일은 임의의 TS 및 HT의 설정 통해 sugeeno의 퍼지 추론방법을 사용하여 추론 할 수 있습니다. 작동 조건은 그래픽 최적화를 통해 필요한 5-log CFU 감소 및 OFD 발생 최소화를 위해 TS 56.4 ℃ 및 HT 6.03 min으로 밝혀졌으며, 실험적으로 검증되었습니다.  

Development of magneto-mechanical genetics tool for remote neuronal inhibition

오태규 Graduate School, Yonsei University 2023 국내석사