축사 내 육계 행동 모니터링을 위한 영상처리 기반 군집 검출 기술 연구

세계적인 닭고기 수요 증가로 인해, 안정적인 생산량 확보 및 일관된 품질 유지에 대한 인식이 높아지고 있으며, 이는 육계 사육의 자동화, 정보화 기술 개발을 가속화시키고 있다. 본 연구는 영상 기반의 자동 육계 행동 모니터링 기술 개발을 위해 수행되었으며, 축사 내 육계 군집의 RGB 영상을 수집하여 영상처리를 이용한 영역 검출과 실제 차지하는 면적을 예측하였다. 육계 영상은 스마트 폰을 이용하여 축사의 길이 방향으로 촬영하였으며, 촬영된 영상을 색상모델 변환, 임계치 처리 등을 통해 영상 내 육계 군집을 검출하였다. 검출된 육계 영역은 촬영 위치와 자세 등을 기반으로 좌표계 변환을 실시하였으며 이를 통해 원근에 따른 효과 보정 및 실제 지면에서의 면적을 예측하였다. 육계 영역 검출 성능은 검출된 육계 영역과 육안으로 라벨링 된 원 영상의 육계 영역을 비교하여 평가하였으며, 활성화된 픽셀을 계수하여 실제 측정된 값과의 상대오차를 계산하였다. 또한 실제 육계 면적은 전체 면적 대비 비율인 밀집도를 계산하였으며, 단위구획당 육계 수를 가정하여 개체수를 평가하였다. 성능평가 결과, 육계의 영역은 영상처리를 통해 평균 5% 수준으로 검출되었으며, 좌표변환 기반의 실제 면적 7%의 오차범위 이내로 예측이 가능하였다. 육계 군집 영역은 군집의 규모나 형태에 따라 검출 성능의 차이는 크지 않았으나 거리에 따른 노이즈와 축사 내 구조물에 의한 오차 등이 관찰되었다. 따라서 다양한 분포를 가지는 영상들을 지속적으로 획득한 후 알고리즘 성능을 향상하고 촬영위치 및 영상장치의 사양 최적화를 통해 실제 축사 내 실시간 모니터링에 활용 가능할 것으로 판단된다.(본 결과물은 농림축산식품부와 농촌진흥청의 재원으로 농림식품기술기획평가원 지원(No.319034-01-1-WT021에 의해 이루어진 것임.)