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KR20170028571A - Apparatus and method for detecting abnormal domestic annimal - Google Patents

Apparatus and method for detecting abnormal domestic annimal Download PDF

Info

Publication number
KR20170028571A
KR20170028571A KR1020150125358A KR20150125358A KR20170028571A KR 20170028571 A KR20170028571 A KR 20170028571A KR 1020150125358 A KR1020150125358 A KR 1020150125358A KR 20150125358 A KR20150125358 A KR 20150125358A KR 20170028571 A KR20170028571 A KR 20170028571A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
groups
livestock
vectors
disease
Prior art date
Application number
KR1020150125358A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이웅섭
Original Assignee
경상대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 경상대학교산학협력단 filed Critical 경상대학교산학협력단
Priority to KR1020150125358A priority Critical patent/KR20170028571A/en
Publication of KR20170028571A publication Critical patent/KR20170028571A/en

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01KANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
    • A01K29/00Other apparatus for animal husbandry
    • A01K29/005Monitoring or measuring activity, e.g. detecting heat or mating
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10Complex mathematical operations
    • G06F17/16Matrix or vector computation, e.g. matrix-matrix or matrix-vector multiplication, matrix factorization

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Abstract

가축에 질병이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치 및 그 방법이 개시된다. 개시된 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 가축들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 등 생체 정보를 모니터링하고, 모니터링된 생체 정보를 이용하여 가축들을 복수의 그룹으로 분류한다. 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 각 그룹의 크기가 시간에 따라 어떻게 변경되는지 여부에 따라서 가축에 질병이 발생하였는지 여부를 판단한다.An apparatus and method for determining whether a disease has occurred in a livestock that can determine whether or not a disease has occurred in the livestock. The apparatus for determining whether or not a disease has occurred in the livestock includes monitoring body information such as body temperature, momentum, voice and sound of the livestock, and classifying the animals into a plurality of groups using the monitored biological information. The device for determining whether a disease has occurred in the livestock determines whether or not the disease has occurred in the livestock depending on how the size of each group changes with time.

Description

이상 가축을 탐지하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ABNORMAL DOMESTIC ANNIMAL}[0001] APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING ABNORMAL DOMESTIC ANNIMAL [0002]

하기의 실시예들은 건강하지 않은, 이상 상태의 가축을 탐지하는 장치 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 각 개체의 생체 정보를 모니터링하여 다른 개체의 상태와 상이한 상태의 개체를 이상 상태의 가축으로 판단하는 장치 및 방법에 관한 것이다.The following embodiments are directed to an apparatus and a method for detecting unhealthy or abnormal livestock. More particularly, the present invention relates to an apparatus and a method for detecting unhealthy animals in an abnormal state, And more particularly,

생활 수준의 향상 등으로 인하여 육류 및 유제품의 소비가 증가하고 있다. 또한, 농촌의 일손 부족 및 향후 예상되는 인구 감도 등으로 인하여 축산업의 자동화, 무인화가 예상된다.The consumption of meat and dairy products is increasing due to the improvement of living standards. In addition, automation and unmanned livestock farming are expected due to shortage of farmers in rural areas and expected population sensitivity.

축사 내 이상 개체를 조기에 파악하여 해당 개체를 조치하거나, 해당 개체를 다른 개체와 분리하여 전염병 등의 확산을 방지할 수 있다면 축산업에 투입되는 노동력을 크게 감소시킬 수 있으며, 나아가 축산업의 경쟁력 확보에도 큰 도움이 될 것으로 예상된다.If we can identify the abnormal individuals in the premises early and prevent the spread of infectious diseases by separating them from other individuals, we can greatly reduce the labor force for the livestock industry. Moreover, It is expected to be a big help.

최근 사물 인터넷의 발전을 통해 가축에 센서를 부착하고, 가축의 생체 정보를 모니터링하여 분석하는 스마트 축사 산업이 주목받고 있다. 그러나, 수집된 생체 정보를 어떻게 분석할지에 대한 기술은 크게 연구되지 않은 것으로 조사되고 있다.Recently, the smart housing industry has been attracting attention as it has attached sensor to livestock through the development of Internet of things, and monitoring and analyzing biometric information of livestock. However, there has been a great deal of research on how to analyze the collected biometric information.

생활 수준의 향상 등으로 인하여 육류 및 유제품의 소비가 증가하고 있다. 또한, 농촌의 일손 부족 및 향후 예상되는 인구 감도 등으로 인하여 축산업의 자동화, 무인화가 예상된다.The consumption of meat and dairy products is increasing due to the improvement of living standards. In addition, automation and unmanned livestock farming are expected due to shortage of farmers in rural areas and expected population sensitivity.

축사 내 이상 개체를 조기에 파악하여 해당 개체를 조치하거나, 해당 개체를 다른 개체와 분리하여 전염병 등의 확산을 방지할 수 있다면 축산업에 투입되는 노동력을 크게 감소시킬 수 있으며, 나아가 축산업의 경쟁력 확보에도 큰 도움이 될 것으로 예상된다.If we can identify the abnormal individuals in the premises early and prevent the spread of infectious diseases by separating them from other individuals, we can greatly reduce the labor force for the livestock industry. Moreover, It is expected to be a big help.

최근 사물 인터넷의 발전을 통해 가축에 센서를 부착하고, 가축의 생체 정보를 모니터링하여 분석하는 스마트 축사 산업이 주목받고 있다. 그러나, 수집된 생체 정보를 어떻게 분석할지에 대한 기술은 크게 연구되지 않은 것으로 조사되고 있다.Recently, the smart housing industry has been attracting attention as it has attached sensor to livestock through the development of Internet of things, and monitoring and analyzing biometric information of livestock. However, there has been a great deal of research on how to analyze the collected biometric information.

예시적 실시예에 따르면, 가축들로부터 생체 정보를 모니터링하는 모니터링부, 상기 모니터링된 생체 정보들을 원소로 포함하고 상기 각 가축들에 대응되는 벡터를 생성하는 벡터 생성부, 상기 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류하는 분류부 및 상기 그룹들의 크기 변화에 따라서 상기 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단하는 판단부를 포함하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치가 제공된다.According to an exemplary embodiment of the present invention, there is provided a monitoring apparatus comprising: a monitoring unit for monitoring biometric information from livestock; a vector generating unit that includes the monitored biometric information as an element and generates a vector corresponding to each animal; And a judging unit for judging whether or not the disease has occurred in the animals according to the size change of the groups.

여기서, 상기 판단부는 상기 각 그룹의 크기 변화가 제1 임계값 이상인 경우에는 상기 가축들에게 전염병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Here, if the change in size of each group is equal to or greater than the first threshold value, the determination unit may determine that an infectious disease has occurred in the animals.

그리고, 상기 판단부는 상기 각 그룹 중에서, 가장 작은 그룹의 크기가 제2 임계값 이하인 경우에는 상기 가축들 중 적어도 하나의 가축에 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.If the size of the smallest group among the groups is less than or equal to a second threshold value, the determination unit may determine that a disease has occurred in at least one of the animals.

또한, 상기 분류부는 기댓값 최대화 알고리즘(Expectation Maximization)을 이용하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류할 수 있다.In addition, the classifier may classify the vectors into a plurality of groups using Expectation Maximization.

여기서, 상기 분류부는 하기의 E 단계와 M 단계를 번갈아 반복하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류할 수 있다.Here, the classifying unit may classify the vectors into a plurality of groups by alternately repeating the following E and M steps.

[E 단계][Step E]

여기서,

Figure pat00001
는 t번째 계산에서, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수이다.
Figure pat00002
은 i번째로 모니터링된 생체 정보가 j번째 그룹에 포함되는지 여부를 나타내는 사건이고,
Figure pat00003
는 두 그룹의 평균, 분산, 크기 등 통계적 특성을 나타낸다.
Figure pat00004
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.
Figure pat00005
는 평균이
Figure pat00006
이고, 분산이
Figure pat00007
인 가우시안 분포를 나타낸다.here,
Figure pat00001
Is the number of vectors included in the jth group in the tth calculation.
Figure pat00002
Is an event indicating whether i-th monitored biometric information is included in the j-th group,
Figure pat00003
Shows statistical characteristics such as mean, variance, and size of two groups.
Figure pat00004
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.
Figure pat00005
Average
Figure pat00006
, And dispersion
Figure pat00007
In Gaussian distribution.

[M 단계][Step M]

Figure pat00008
Figure pat00008

여기서,

Figure pat00009
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.here,
Figure pat00009
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.

Figure pat00010
Figure pat00010

Figure pat00011
Figure pat00011

여기서,

Figure pat00012
는 첫 번째 그룹의 평균값이고,
Figure pat00013
는 두 번째 그룹의 평균값이다.here,
Figure pat00012
Is the mean value of the first group,
Figure pat00013
Is the mean value of the second group.

그리고, 상기 생체 정보는 상기 각 가축들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The biometric information may include at least one of body temperature, momentum, utterance, and water supply of each of the livestock.

또 다른 예시적 실시예에 따르면, 가축들로부터 생체 정보를 모니터링하는 단계, 상기 모니터링된 생체 정보들을 원소로 포함하고 상기 각 가축들에 대응되는 벡터를 생성하는 단계, 상기 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류하는 단계 및 상기 그룹들의 크기 변화에 따라서 상기 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계를 포함하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법이 제공된다.According to yet another exemplary embodiment, there is provided a method for monitoring bio-information, comprising the steps of: monitoring biometric information from livestock; generating a vector corresponding to each of the livestock including the monitored biometric information as an element; Classifying the animals into groups, and determining whether disease has occurred in the animals according to the size change of the groups.

여기서, 상기 판단하는 단계는 상기 각 그룹의 크기 변화가 제1 임계값 이상인 경우에는 상기 가축들에게 전염병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Here, the determining step may determine that a communicable disease has occurred in the animals if the size change of each group is equal to or greater than a first threshold value.

그리고, 상기 판단하는 단계는 상기 각 그룹 중에서, 가장 작은 그룹의 크기가 제2 임계값 이하인 경우에는 상기 가축들 중 적어도 하나의 가축에 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.If the size of the smallest group among the groups is less than or equal to a second threshold value, it may be determined that the disease has occurred in at least one of the animals.

또한, 상기 분류하는 단계는 기댓값 최대화 알고리즘(Expectation Maximization)을 이용하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류할 수 있다.Also, the classifying step may classify the vectors into a plurality of groups using Expectation Maximization.

여기서, 상기 분류하는 단계는 하기의 E 단계와 M 단계를 번갈아 반복하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류할 수 있다.Here, the classifying step may alternately repeat the following E and M steps to classify the vectors into a plurality of groups.

[E 단계][Step E]

여기서,

Figure pat00014
는 t번째 계산에서, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수이다.
Figure pat00015
은 i번째로 모니터링된 생체 정보가 j번째 그룹에 포함되는지 여부를 나타내는 사건이고,
Figure pat00016
는 두 그룹의 평균, 분산, 크기 등 통계적 특성을 나타낸다.
Figure pat00017
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.
Figure pat00018
는 평균이
Figure pat00019
이고, 분산이
Figure pat00020
인 가우시안 분포를 나타낸다.here,
Figure pat00014
Is the number of vectors included in the jth group in the tth calculation.
Figure pat00015
Is an event indicating whether i-th monitored biometric information is included in the j-th group,
Figure pat00016
Shows statistical characteristics such as mean, variance, and size of two groups.
Figure pat00017
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.
Figure pat00018
Average
Figure pat00019
, And dispersion
Figure pat00020
In Gaussian distribution.

[M 단계][Step M]

Figure pat00021
Figure pat00021

여기서,

Figure pat00022
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.here,
Figure pat00022
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.

Figure pat00023
Figure pat00023

Figure pat00024
Figure pat00024

여기서,

Figure pat00025
는 첫 번째 그룹의 평균값이고,
Figure pat00026
는 두 번째 그룹의 평균값이다.here,
Figure pat00025
Is the mean value of the first group,
Figure pat00026
Is the mean value of the second group.

그리고, 상기 생체 정보는 상기 각 가축들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.The biometric information may include at least one of body temperature, momentum, utterance, and water supply of each of the livestock.

하기의 실시예들에 따르면, 가축의 생체 정보에 기반하여 가축 개체의 질병 발생 여부를 신속하게 판단할 수 있다.According to the embodiments described below, it is possible to quickly judge whether or not a disease occurrence in a livestock based on livestock biometric information.

하기의 실시예들에 따르면, 집단으로 사육되는 가축 개체들에게 전염병이 발생하였는지, 또는 개별 개체에만 질병이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.According to the following examples, it can be judged whether an infectious disease has occurred in a group of livestock or only an individual has a disease.

도 1은 예시적 실시예에 따른 가축의 질병 발생 여부 판단 방법의 도시한 도면이다.
도 2는 예시적 실시예에 따른 가축의 질병 발생 여부 판단 장치의 구조를 도시한 블록도이다.
도 3은 예시적 실시예에 따라서 가축의 생체 정보들을 포함하는 벡터들을 벡터 공간상에서 분류하는 개념을 도시한 도면이다.
도 4는 기댓값 최대화 알고리즘을 이용하여 가축의 생체 정보들을 포함하는 벡터들을 벡터 공간상에서 분류하는 개념을 도시한 도면이다.
도 5는 일부 개체에 이상이 있거나, 모든 개체가 정상인 경우를 도시한 도면이다.
도 6 내지 도 8은 그룹들의 크기 변화에 따라서 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단하는 개념을 도시한 도면이다.
도 9는 또 다른 예시적 실시예에 따른 가축의 질병 발생 여부 판단 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.
1 is a view showing a method for judging whether or not a disease of a domestic animal has occurred according to an exemplary embodiment.
2 is a block diagram showing the structure of an apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock according to an exemplary embodiment.
3 is a diagram showing a concept of classifying vectors including biometric information of a livestock in a vector space according to an exemplary embodiment.
4 is a diagram illustrating a concept of classifying vectors including livestock biometric information on a vector space using an expectation value maximization algorithm.
FIG. 5 is a diagram showing a case where an abnormality occurs in some of the objects or all objects are normal.
6 to 8 are diagrams illustrating a concept of determining whether disease has occurred in livestock according to changes in size of groups.
FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of determining whether a disease has occurred in a livestock according to another exemplary embodiment.

이하, 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

식생활양식의 개선, 국민소득과 인구의 증가, 교육수준의 향상 등에 따른 문화와 경제가 발전함으로써 축산물의 수요가 점차 증가하고 있다. 증가하는 축산물의 수요를 충당하기 위하여 소, 돼지 등의 가축을 축사에서 집단 사육하는 경우가 증가하고 있다.Demand for livestock products is gradually increasing due to the development of culture and economy due to improvement of diet, national income, population increase, and improvement of education level. In order to cover the demand for increasing livestock products, cattle, pigs and other livestock are increasingly being raised in the farms.

가축을 축사에서 집단적으로 사육하는 경우, 전염병이 발병하여 축사내의 가축들에게 감염이 확산될 수 있다. 따라서, 축사내의 가축들에 대하여 질병이 발생하였는지, 또는 발명한 질병이 전염병인지 여부를 판단하는 것은 매우 중요하다.If the livestock are raised collectively in the housing, the infectious disease may develop and the infection may spread to the livestock within the housing. Therefore, it is very important to determine whether the disease has occurred to the animals in the house or whether the invented disease is an epidemic.

도 1은 예시적 실시예에 따른 가축의 질병 발생 여부 판단 방법의 도시한 도면이다. 예시적 실시예에 따르면, 축사 내에 센서를 설치하고, 설치된 센서를 이용하여 축사 내의 가축(110, 120, 130)들로부터 생체 신호를 모니터링 할 수 있다.1 is a view showing a method for judging whether or not a disease of a domestic animal has occurred according to an exemplary embodiment. According to an exemplary embodiment, a sensor may be installed in the housing and the installed sensors may be used to monitor the vital signs from the livestock 110, 120, 130 in the housing.

여기서, 생체 신호는 각 가축(110, 120, 130)들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.Here, the living body signal may include at least one of body temperature, momentum, utterance sound, and water supply amount of each of the livestock 110, 120, and 130.

일측에 따르면, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치(140)는 모니터링된 생체 신호를 분석하여 축사 내의 가축들에게 질병이 발생하였는지, 또는 발생한 질병이 전염병인지 여부를 판단할 수 있다.According to one aspect, the disease occurrence occurrence determination device 140 may analyze the monitored bio-signals to determine whether disease has occurred in the domestic animals or whether the disease is a communicable disease.

도 2는 예시적 실시예에 따른 가축의 질병 발생 여부 판단 장치의 구조를 도시한 블록도이다. 예시적 실시예에 따르면, 가축의 질병 발명 여부 판단 장치(200)는 모니터링부(210), 벡터 생성부(220), 분류부(230) 및 판단부(240)를 포함한다.2 is a block diagram showing the structure of an apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock according to an exemplary embodiment. According to an exemplary embodiment, the apparatus 200 for determining whether or not a disease exists in a domestic animal includes a monitoring unit 210, a vector generating unit 220, a classifying unit 230, and a determining unit 240.

모니터링부(210)는 가축들로부터 센싱된 생체 정보를 모니터링한다.The monitoring unit 210 monitors biometric information sensed from cattle.

벡터 생성부(220)는 모니터링된 생체 정보들을 이용하여 각 가축들에게 대응되는 벡터를 생성한다. 예를 들어, 벡터 생성부(220)는 특정 개체로부터 모니터링된 생체 정보를 원소로 포함하도록 특정 개체에 대응되는 벡터를 생성할 수 있다.The vector generation unit 220 generates a vector corresponding to each animal using the monitored biometric information. For example, the vector generation unit 220 may generate a vector corresponding to a specific entity so as to include biometric information monitored from a specific entity as an element.

분류부(230)는 생성된 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류한다.The classifying unit 230 classifies the generated vectors into a plurality of groups on a vector space.

이하 도 3을 참조하여 생성된 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류하는 개념을 구체적으로 설명한다.The concept of classifying the generated vectors into a plurality of groups on the vector space will be described in detail with reference to FIG.

도 3은 예시적 실시예에 따라서 가축의 생체 정보들을 포함하는 벡터들을 벡터 공간상에서 분류하는 개념을 도시한 도면이다. 도 3에 도시된 그래프의 가로축은 가축의 생체 정보 중에서 체온이고, 그래프의 세로축은 가축의 생체 정보 중에서 운동량이다. 도 3에서는 설명의 편의를 위하여 2차원 벡터 공간을 예로 들었으나, 모니터링된 생체 정보의 종류의 따라서 벡터 공간은 N차원으로 확대될 수 있다.3 is a diagram showing a concept of classifying vectors including biometric information of a livestock in a vector space according to an exemplary embodiment. The abscissa of the graph shown in Fig. 3 is the body temperature in the biometric information of the livestock, and the ordinate of the graph is the momentum in the biometric information of the livestock. In FIG. 3, for convenience of description, a two-dimensional vector space is taken as an example. However, the vector space of the type of the monitored biometric information can be enlarged to N dimensions.

도 3에서는 벡터(311, 312, 313)들이 하나의 그룹(310)으로 분류되고, 벡터(321, 322)들이 다른 그룹(320)으로 분류될 수 있다. 질병에 감염되지 않은 정상적인 개체들의 운동량 및 체온은 일정한 범위 내에 포함되는 경우가 많으므로, 정상 개체들은 특정 그룹으로 분류될 가능성이 높다. 또한, 질병에 감염된 개체들의 운동량 및 체온은 일정한 범위에서 벗어난 경우가 많으므로, 질병에 감염된 이상 개체들은 다른 그룹으로 분류될 가능성이 높다.In FIG. 3, the vectors 311, 312, and 313 may be classified into one group 310, and the vectors 321 and 322 may be classified into another group 320. Since the momentum and body temperature of normal individuals not infected with the disease are often within a certain range, normal individuals are highly likely to be classified into specific groups. Also, since the momentum and body temperature of diseased individuals often deviate from a certain range, individuals who are infected with the disease are more likely to be classified into different groups.

도 3에서 벡터(311, 312, 313)들은 정상 개체에 대응되는 벡터들이고, 벡터(321, 322)는 이상 개체에 대응되는 벡터들이다. In FIG. 3, vectors 311, 312, and 313 are vectors corresponding to normal individuals, and vectors 321 and 322 are vectors corresponding to an abnormal entity.

도 4는 기댓값 최대화 알고리즘을 이용하여 가축의 생체 정보들을 포함하는 벡터들을 벡터 공간상에서 분류하는 개념을 도시한 도면이다.4 is a diagram illustrating a concept of classifying vectors including livestock biometric information on a vector space using an expectation value maximization algorithm.

도 2에 도시된 분류부(230)는 기댓값 최대화 알고리즘(Expectation Maximization)을 이용하여 벡터들을 복수의 그룹으로 분류할 수 있다. 여기서, 기댓값 최대화 알고리즘은 분류하고자하는 벡터들의 통계적인 특징을 알지 못하는 경우에도 사용할 수 있는 분류 방법이다. 기댓값 최대화 알고리즘은 최대 우도(Maximum Likelihood)를 최대화하는 파라미터를 반복적으로(iterative) 계산함으로써 벡터들을 복수의 그룹으로 분류할 수 있다.The classifier 230 shown in FIG. 2 can classify the vectors into a plurality of groups using an expectation maximization algorithm (Expectation Maximization). Here, the expected value maximization algorithm is a classification method that can be used even when the statistical characteristics of the vectors to be classified are unknown. The expectation maximization algorithm can classify the vectors into a plurality of groups by iteratively calculating the parameters maximizing the maximum likelihood.

기댓값 최대화 알고리즘은 조건부 확률(conditional probability)를 예측하는 E 단계(E-step)과 조건부 확률을 이용하여 두 가우시안(Gaussian) 분포의 파라미터를 예측하는 M 단계(M-step)를 반복적으로 수행한다.The expectation maximization algorithm iteratively performs the E-step (E-step) to predict the conditional probability and the M-step to predict the parameters of the Gaussian distribution using the conditional probability.

여기서, E 단계는 하기 수학식 1과 같이 수행될 수 있다.Here, the step E may be performed according to the following equation (1).

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00027
Figure pat00027

여기서,

Figure pat00028
는 i번째로 모니터링된 생체 정보가 j번째 그룹에 포함된 조건부 확률이다. 상단의 첨자 t는 계산 횟수를 나타낸다.
Figure pat00029
은 i번째로 모니터링된 생체 정보가 j번째 그룹에 포함되는지 여부를 나타내는 사건이고,
Figure pat00030
는 두 그룹의 평균, 분산, 크기 등 통계적 특성을 나타낸다.
Figure pat00031
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.
Figure pat00032
는 평균이
Figure pat00033
이고, 분산이
Figure pat00034
인 가우시안 PDF(Probability Density Function)에서
Figure pat00035
가 나올 확률을 나타낸다.here,
Figure pat00028
Is the conditional probability that the i-th monitored biometric information is included in the j-th group. The suffix t at the top indicates the number of calculations.
Figure pat00029
Is an event indicating whether i-th monitored biometric information is included in the j-th group,
Figure pat00030
Shows statistical characteristics such as mean, variance, and size of two groups.
Figure pat00031
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.
Figure pat00032
Average
Figure pat00033
, And dispersion
Figure pat00034
In Gaussian PDF (Probability Density Function)
Figure pat00035
Is the probability that the

또한, M 단계는 하기 수학식 2 내지 수학식 4와 같이 수행될 수 있다.Also, step M may be performed as shown in the following equations (2) to (4).

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00036
Figure pat00036

여기서,

Figure pat00037
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.here,
Figure pat00037
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00038
Figure pat00038

여기서,

Figure pat00039
는 첫 번째 그룹의 평균값이다.here,
Figure pat00039
Is the mean value of the first group.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00040
Figure pat00040

여기서,

Figure pat00041
는 두 번째 그룹의 평균값이다.here,
Figure pat00041
Is the mean value of the second group.

따라서, 처음 수행되는 단계에서는 일부 파라미터를 초기화하여 사용하며, 초기화된 파라미터로 인하여 초기 분류에는 다소 오류가 발생할 수 있다.Therefore, some parameters are initialized and used in the first step, and some errors may occur in the initial classification due to the initialized parameters.

도 4의 (a)는 정상 개체에 대응되는 벡터들(410)과 이상 개체에 대응되는 벡터들(420)이 벡터 공간상에 배치된 것을 도시한 것이다.4 (a) shows vectors 410 corresponding to a normal entity and vectors 420 corresponding to an ideal entity are arranged on a vector space.

도 4의 (b)는 기댓값 최대화 알고리즘의 초기값을 잘못 설정함에 따라서 정상 개체에 대응되는 벡터들의 일부와 이상 개체에 대응되는 벡터들의 일부가 동일한 그룹(430, 440)으로 분류된 것을 도시한 것이다.4B shows that a part of the vectors corresponding to the normal entity and a part of the vectors corresponding to the ideal entity are classified into the same group 430 and 440 according to the erroneous setting of the initial value of the expected value maximization algorithm .

기댓값 최대화 알고리즘은 초기화된 파라미터에 다소 이상이 있는 경우에도, E 단계와 M 단계를 반복함에 따라서 벡터들을 정상적으로 분류할 수 있다.The expectation maximization algorithm can classify the vectors normally by repeating steps E and M, even if there are some errors in the initialized parameters.

도 4의 (c)는 기댓값 최대화 알고리즘이 반복적으로 수행됨에 따라서, 정상 개체에 대응되는 벡터들(450)과 이상 개체에 대응되는 벡터들(460)이 정상적으로 분류된 것을 도시한 것이다.4C shows that the vectors 450 corresponding to the normal entity and the vectors 460 corresponding to the ideal entity are normally classified as the expected value maximization algorithm is repeatedly performed.

판단부(240)는 도 3에서 도시된 바와 같이 벡터들이 분류된 결과에 따라서 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.The determination unit 240 may determine whether disease has occurred in the animals according to the results of classification of the vectors as shown in FIG.

이하 도 5 내지 8을 참고하여 판단부가 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단하는 구성을 설명한다.5 to 8, a description will be given of a configuration in which the judging unit judges whether disease has occurred in the animals.

도 5는 일부 개체에 이상이 있거나, 모든 개체가 정상인 경우를 도시한 도면이다.FIG. 5 is a diagram showing a case where an abnormality occurs in some of the objects or all objects are normal.

기댓값 최대화 알고리즘을 이용하는 경우에도, 모든 경우에 이상 개체와 정상 개체를 성공적으로 분류하지는 못한다.Even in the case of using the maximum likelihood algorithm, it is impossible to successfully classify the abnormal entity and the normal entity in all cases.

도 5의 (a)는 이상 개체들(520)이 벡터 공간상에서 서로 이격된 공간에 위치하는 경우를 나타낸 것이다. 이상 개체들(520)을 동일한 그룹으로 분류하기 위해서는 정상 개체들(510) 중에서 일부 개체들도 이상 개체들(520)과 동일한 그룹으로 포함된다. 다라서, 일부 개체들은 정상 개체들(510)의 그룹과 이상 개체들(520)의 그룹에 동시에 포함되어 질병 발생 여부의 판단이 곤란하다.5 (a) shows a case where the abnormal entities 520 are located in a space separated from one another in the vector space. In order to classify the abnormal entities 520 into the same group, some of the normal entities 510 are included in the same group as the abnormal entities 520. Therefore, it is difficult to judge whether or not a disease has occurred, because some individuals are simultaneously included in a group of normal individuals 510 and a group of abnormal individuals 520.

도 5의(b)는 모든 개체가 정상인 경우를 도시한 도면이다. 기댓값 최대화 알고리즘은 벡터 공간상의 벡터들을 기계적으로 복수의 그룹으로 분류하기 때문에, 정상인 개체들이 서로 다른 그룹(530, 540)으로 분류되었다.FIG. 5 (b) is a diagram showing a case where all the entities are normal. Since the expectation maximization algorithm classifies the vectors in the vector space mechanically into a plurality of groups, normal individuals are classified into different groups (530, 540).

따라서, 기댓값 최대화 알고리즘만으로는 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 정확히 판단할 수 없다. Therefore, it is not possible to accurately determine whether or not a disease has occurred in livestock with only the expectation value maximization algorithm.

예시적 실시예에 따르면, 도 2의 판단부(240)는 벡터들이 분류된 그룹들의 크기 변화에 따라서 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.According to the exemplary embodiment, the determination unit 240 of FIG. 2 may determine whether the disease has occurred to the animals according to the size change of the groups in which the vectors are classified.

도 6의 (a)는 가축들에게 질병이 발생하지 않은 경우에 벡터들의 분포를 도시한 도면이다.FIG. 6 (a) is a diagram showing the distribution of vectors when no disease has occurred in the animals.

가축들에게 질병이 발생하지 않은 경우에, 모든 개체들의 통계적인 특성은 동일한 것으로 가정할 수 있다. 따라서 개체들은 서로 비슷한 크기의 그룹으로 양분될 수 있다.If the disease does not occur in the animals, the statistical properties of all individuals can be assumed to be the same. Thus, entities can be divided into groups of similar size.

도 6의 (b)는 분류된 그룹들의 크기 변화를 도시한 것으로, 가로축은 시간이고, 세로축은 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율이다. 가축에게 질병이 발생하지 않았다면, 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율은 0.5 부근의 값에서 수렴한다.FIG. 6B shows the size change of the classified groups, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the ratio of the number of individuals included in a specific group among the total population. If the disease does not occur in the livestock, the ratio of the number of individuals in a particular group among the total population converges at a value of around 0.5.

분류된 그룹들의 크기가 시간에 따라서 변경되지 않고, 일정하게 유지되며, 그 크기가 서로 유사한 경우에는 판단부(240)는 모든 개체가 질병이 발생하지 않은, 정상 개체인 것으로 판단할 수 있다. 일측에 따르면, 분류된 모든 그룹의 크기의 변화량이 제2 임계치 이하이고, 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율이 0.5 부근인 경우에, 판단부(240)는 모든 개체가 질병이 발생하지 않은 정상 개체인 것으로 판단할 수 있다.If the sizes of the classified groups are not changed according to time, they are kept constant, and when the sizes are similar to each other, the determination unit 240 can determine that all the individuals are normal individuals in which no disease has occurred. According to one aspect, when the variation of the size of all the classified groups is below the second threshold and the ratio of the number of the individuals included in the specific group among the entire population is about 0.5, the determination unit 240 determines It can be judged that it is a normal individual that has not occurred.

도 7의 (a)는 일부 가축에게 전염병이 아닌 질병이 발생한 경우에 벡터들의 분포를 도시한 도면이다. 일부 가축에게 전염병이 아닌 질병이 발생한 경우, 정상 개체와 이상 개체가 서로 다른 그룹으로 구분될 수 있다.FIG. 7 (a) is a diagram showing the distribution of vectors in a case where diseases that are not infectious diseases occur in some livestock. If some livestock are not infectious diseases, normal and abnormal individuals may be divided into different groups.

도 7의 (b)는 분류된 그룹들의 크기 변화를 도시한 것으로, 가로축은 시간이고, 세로축은 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율이다. 이상 개체에 발병한 질병이 전염병이 아니라면, 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율은 시간에 따라 크게 변경되지 않는다. 또한, 이상 개체의 수는 정상 개체의 수보다는 적은 것이 일반적이므로, 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율은 0.5 보다는 훨씬 작고, 0 보다는 큰 값에서 수렴한다.FIG. 7B shows the size change of the classified groups, where the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the ratio of the number of individuals included in a specific group among the total population. Unless the outbreak is an infectious disease, the ratio of the number of individuals in a particular group among the total population does not change significantly over time. In addition, since the number of abnormal individuals is generally smaller than the number of normal individuals, the ratio of the number of individuals included in a specific group is much smaller than 0.5 and converges at a value larger than 0.

분류된 그룹들의 크기가 시간에 따라서 변경되지 않고, 일정하게 유지되나, 그 크기가 서로 상이한 경우에는 판단부(240)는 일부 개체에 전염병이 아닌 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 일측에 따르면, 분류된 모든 그룹의 크기의 변화량이 제2 임계치 이하이고, 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율이 0 부근이거나, 1 부근인 경우에, 판단부(240)는 일부 개체에 전염병이 아닌 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.If the sizes of the classified groups are not changed according to the time but remain constant but they are different from each other, the judging unit 240 can judge that some diseases have occurred in some of the objects rather than infectious diseases. According to one aspect, when the change amount of the size of all the classified groups is equal to or less than the second threshold value and the ratio of the number of the individuals included in the specific group among the whole population numbers is around 0 or 1, the determination unit 240 determines It can be judged that an individual has a disease other than an infectious disease.

도 8의 (a)는 전염병이 발생한 초기의 벡터들의 분포를 도시한 도면이다. 일부 가축에게 전염병이 아닌 질병이 발생한 경우, 정상 개체와 이상 개체가 서로 다른 그룹으로 구분될 수 있다.8 (a) is a diagram showing the distribution of the initial vectors in which an infectious disease occurs. If some livestock are not infectious diseases, normal and abnormal individuals may be divided into different groups.

도 8의 (b)는 전염병이 발생한 후기의 벡터들의 분포를 도시한 도면이다. 시간이 지남에 따라서 정상이었던 개체들에게도 질병이 확산된 것을 알 수 있다.FIG. 8 (b) is a diagram showing the distribution of vectors after the infectious disease occurs. Over time, the disease was spread to individuals who were normal.

도 8의 (c)는 분류된 그룹들의 크기 변화를 도시한 것으로, 가로축은 시간이고, 세로축은 전체 개체수 중에서 특정 그룹에 포함된 개체의 수의 비율이다. 전염병이 발명한 경우에는 시간이 지남에 따라서 이상 개체들의 비율이 크게 증가한다.FIG. 8 (c) shows the size change of the classified groups, with the horizontal axis representing time and the vertical axis representing the ratio of the number of individuals included in a particular group among the total population. In the case of an epidemic, the proportion of abnormal individuals increases over time.

분류된 그룹들의 크기가 시간에 따라서 변경된다면, 판단부(240)는 일부 개체에 전염병이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 일측에 따르면, 분류된 그룹들 중에서, 어느 한 그룹의 크기의 변화량이 제1 임계치 이상이라면, 판단부(240)는 일부 개체에 전염병이 아닌 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.If the sizes of the classified groups change with time, the determination unit 240 may determine that a communicable disease has occurred in some of the objects. According to one aspect, if the amount of change in the size of any one of the grouped groups is equal to or greater than the first threshold, the determination unit 240 can determine that a disease other than a contagious disease has occurred in some of the individuals.

도 2 내지 도 8에서 설명된 가축의 질병 발생 여부 판단 장치의 동작은 하기 알고리즘으로 요약하여 설명할 수 있다.The operation of the apparatus for determining whether a disease has occurred in the animals described in Figs. 2 to 8 can be summarized by the following algorithm.

스텝 1:

Figure pat00042
을 초기화Step 1:
Figure pat00042
Initialize

여기서,

Figure pat00043
는 분류될 각 그룹의 평균값이고,
Figure pat00044
는 분류될 각 그룹의 분산이다. 또한,
Figure pat00045
는 분류될 각 그룹의 크기(그룹에 포함된 벡터의 개수)를 나타낸다.here,
Figure pat00043
Is an average value of each group to be classified,
Figure pat00044
Is the variance of each group to be classified. Also,
Figure pat00045
(The number of vectors included in the group) of each group to be classified.

스텝 2:

Figure pat00046
,
Figure pat00047
를 초기화Step 2:
Figure pat00046
,
Figure pat00047
Initialize

여기서,

Figure pat00048
은 전염병 카운터,
Figure pat00049
는 비전염병 카운터이다. 일측에 따르면,
Figure pat00050
,
Figure pat00051
는 '0'으로 초기화될 수 있다.here,
Figure pat00048
An epidemic counter,
Figure pat00049
Is a non-communicable counter. According to one side,
Figure pat00050
,
Figure pat00051
Can be initialized to '0'.

스텝 3:

Figure pat00052
,
Figure pat00053
를 카운터 임계값과 비교Step 3:
Figure pat00052
,
Figure pat00053
With counter threshold

Figure pat00054
Figure pat00055
를 카운터 임계값
Figure pat00056
와 비교한다. 만약
Figure pat00057
Figure pat00058
모두가 카운터 임계값
Figure pat00059
와 같거나 작은 값인 경우에는 스텝 4 이하의 단계를 수행한다.
Figure pat00054
Wow
Figure pat00055
To the counter threshold
Figure pat00056
. if
Figure pat00057
Wow
Figure pat00058
Everyone has a counter threshold
Figure pat00059
The step 4 and the following steps are performed.

스텝 4: 가축들로부터 생체 정보를 모니터링한다.Step 4: Monitor biometric information from livestock.

스텝 5: 이전에 계산되었던 각 그룹의 평균값

Figure pat00060
Figure pat00061
로 저장하고, 이전에 계산되었던 각 그룹의 분산
Figure pat00062
Figure pat00063
로 저장하고, 이전에 계산되었던 각 그룹의 크기
Figure pat00064
Figure pat00065
로 저장한다.Step 5: Average value of each group previously calculated
Figure pat00060
To
Figure pat00061
, And the variance of each group previously calculated
Figure pat00062
To
Figure pat00063
And the size of each group previously calculated
Figure pat00064
To
Figure pat00065
.

스텝 6: 모니터링된 생체 정보들을 원소로 포함하고 상기 각 가축들에 대응되는 벡터를 생성하고, 기댓값 최대화 알고리즘을 이용하여 생성된 벡터들을 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류한다.Step 6: The monitored biometric information is included as an element, a vector corresponding to each animal is generated, and the generated vectors are classified into a plurality of groups in a vector space using an expectation value maximization algorithm.

새롭게 분류된 그룹에 따라서,

Figure pat00066
를 업데이트 한다.Depending on the newly categorized group,
Figure pat00066
Lt; / RTI >

스텝 7: 각 그룹에 대하여, 그룹의 크기 변화량이 제1 임계값으로부터 제2 임계값 사이인지를 판단한다. 수학식으로 표현하면 하기 수학식 5와 같다.Step 7: For each group, it is determined whether the size change amount of the group is between the first threshold value and the second threshold value. (5) " (5) "

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00067
Figure pat00067

여기서,

Figure pat00068
는 제1 임계값이고,
Figure pat00069
는 제2 임계값이다. 만약 그룹의 크기 변화량이 제1 임계값으로부터 제2 임계값 사이인 경우에는 해당 그룹의 카운터를 '1'만큼 증가시킨다.here,
Figure pat00068
Is a first threshold value,
Figure pat00069
Is a second threshold value. If the size change amount of the group is between the first threshold value and the second threshold value, the counter of the group is incremented by '1'.

스텝 8: 각 그룹의 크기 중에서 가장 작은 값을 제3 임계값과 비교한다. 이를 수학식으로 표현하면 하기 수학식 6과 같다.Step 8: The smallest value among the sizes of the groups is compared with the third threshold value. This can be expressed by the following equation (6).

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00070
Figure pat00070

여기서,

Figure pat00071
는 제3 임계값이다. 만약 각 그룹의 크기 중에서 가장 작은 값이 제3 임계값 보다 작거나 같다면, 해당 그룹의 카운터를 '1'만큼 증가시킨다.here,
Figure pat00071
Is a third threshold value. If the smallest value among the sizes of the groups is smaller than or equal to the third threshold value, the counter of the group is incremented by '1'.

이후에는 스텝 4로 진행하여 증가된 카운터 값과 카운터 임계값을 비교하고, 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 전염병 카운터

Figure pat00072
가 카운터 임계값
Figure pat00073
보다 큰 값이라면, 가축들 사이에 전염병이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또는 비전염병 카운터
Figure pat00074
가 카운터 임계값
Figure pat00075
보다 큰 값이라면, 가축들 사이에 전염병이 아닌 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.Thereafter, the flow advances to step 4 to compare the incremented counter value with the counter threshold value, and judge whether the disease has occurred in the animals. For example, an epidemic counter
Figure pat00072
≪ / RTI >
Figure pat00073
If the value is larger, it can be judged that an infectious disease has occurred between the livestock. Or non-communicable counter
Figure pat00074
≪ / RTI >
Figure pat00075
If the value is larger, it can be judged that a disease other than an infectious disease has occurred among the livestock.

도 9는 또 다른 예시적 실시예에 따른 가축의 질병 발생 여부 판단 방법을 단계별로 도시한 순서도이다.FIG. 9 is a flowchart illustrating a method of determining whether a disease has occurred in a livestock according to another exemplary embodiment.

단계(910)에서, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 가축들로부터 생체 정보를 모니터링한다. 여기서, 생체 정보는 각 가축들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.In step 910, the device for determining whether a disease has occurred in the livestock monitors biological information from the livestock. Here, the biometric information may include at least one of body temperature, momentum, utterance sound, and water supply amount of each livestock.

단계(920)에서, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 모니터링된 생체 정보들을 원소로 포함하고, 각 가축들에게 대응되는 벡터를 생성한다. 예를 들어, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 특정 개체로부터 모니터링된 생체 정보를 원소로 포함하도록 특정 개체에 대응되는 벡터를 생성할 수 있다.In step 920, the apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock includes monitored biometric information as an element, and generates a vector corresponding to each livestock. For example, a device for determining whether a disease has occurred in a livestock may generate a vector corresponding to a specific entity so as to include biometric information monitored from a specific entity as an element.

단계(930)에서, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 생성된 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류한다. 일측에 따르면, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 기댓값 최대화 알고리즘을 이용하여 벡터들을 복수의 그룹으로 분류할 수 있다. 또 다른 측면에 따르면, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 수학식 1 내지 수학식 4에서 설명된 E 단계와 M 단계를 번갈아 반복하여 벡터를 복수의 그룹으로 분류할 수 있다.In step 930, the apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock classifies the generated vectors into a plurality of groups on a vector space. According to one aspect, the apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock can classify vectors into a plurality of groups using an expectation value maximization algorithm. According to another aspect, the apparatus for determining whether or not a disease has occurred in a livestock may be divided into a plurality of groups by alternately repeating the steps E and M described in Equations (1) to (4).

단계(940)에서, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 분류된 그룹들의 크기 변화에 따라서 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다. 예를 들어, 각 그룹의 크기 변화가 제1 임계값 이상인 경우에는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 가축들에게 전염병이 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 가축의 질병 발생 여부 판단 장치는 가장 작은 그룹의 크기가 제2 임계값 이하인 경우에는 가축들 중 적어도 하나의 가축에 질병이 발생한 것으로 판단할 수 있다.In step 940, the device for determining whether a disease has occurred in the livestock can determine whether the disease has occurred in the livestock according to the size change of the classified groups. For example, when the size change of each group is equal to or greater than the first threshold value, the device for determining whether a disease occurs in a livestock can determine that an infectious disease has occurred in the livestock. According to another embodiment, the apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock may determine that disease occurs in at least one of the livestock if the size of the smallest group is less than or equal to a second threshold value.

실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.

 

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

110, 120 : 정상 개체
130: 이상 개체
140: 가축의 질병 발생 여부 판단 장치
110, 120: Normal object
130: Object over
140: Apparatus for determining whether a disease has occurred in a livestock

Claims (13)

가축들로부터 생체 정보를 모니터링하는 모니터링부;
상기 모니터링된 생체 정보들을 원소로 포함하고 상기 각 가축들에 대응되는 벡터를 생성하는 벡터 생성부;
상기 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류하는 분류부;
상기 그룹들의 크기 변화에 따라서 상기 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단하는 판단부
를 포함하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치.
A monitoring unit for monitoring biometric information from the animals;
A vector generating unit that includes the monitored biometric information as an element and generates a vector corresponding to each animal;
A classifier for classifying the vectors into a plurality of groups in a vector space;
A judgment unit for judging whether disease has occurred in the animals according to the size change of the groups,
Wherein the animal is an animal.
제1항에 있어서,
상기 판단부는 상기 각 그룹의 크기 변화가 제1 임계값 이상인 경우에는 상기 가축들에게 전염병이 발생한 것으로 판단하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the determination unit determines that an infectious disease has occurred in the animals if the size change of each group is equal to or greater than a first threshold value.
제1항에 있어서,
상기 판단부는 상기 각 그룹 중에서, 가장 작은 그룹의 크기가 제2 임계값 이하인 경우에는 상기 가축들 중 적어도 하나의 가축에 질병이 발생한 것으로 판단하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the determination unit determines that a disease has occurred in at least one of the livestock if the size of the smallest group is less than a second threshold value among the groups.
제1항에 있어서,
상기 분류부는 기댓값 최대화 알고리즘(Expectation Maximization)을 이용하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the classifying unit classifies the vector into a plurality of groups using an expectation maximization algorithm.
제1항에 있어서,
상기 분류부는 하기의 E 단계와 M 단계를 번갈아 반복하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치.

[E 단계]

Figure pat00076


여기서,
Figure pat00077
는 t번째 계산에서, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수이다.
Figure pat00078
은 i번째로 모니터링된 생체 정보가 j번째 그룹에 포함되는지 여부를 나타내는 사건이고,
Figure pat00079
는 두 그룹의 평균, 분산, 크기 등 통계적 특성을 나타낸다.
Figure pat00080
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.
Figure pat00081
는 평균이
Figure pat00082
이고, 분산이
Figure pat00083
인 가우시안 분포를 나타낸다.

[M 단계]

Figure pat00084


여기서,
Figure pat00085
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.

Figure pat00086

Figure pat00087


여기서,
Figure pat00088
는 첫 번째 그룹의 평균값이고,
Figure pat00089
는 두 번째 그룹의 평균값이다.
The method according to claim 1,
Wherein the classifying unit repeatedly repeats the following steps E and M to classify the vector into a plurality of groups.

[Step E]

Figure pat00076


here,
Figure pat00077
Is the number of vectors included in the jth group in the tth calculation.
Figure pat00078
Is an event indicating whether i-th monitored biometric information is included in the j-th group,
Figure pat00079
Shows statistical characteristics such as mean, variance, and size of two groups.
Figure pat00080
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.
Figure pat00081
Average
Figure pat00082
, And dispersion
Figure pat00083
In Gaussian distribution.

[Step M]

Figure pat00084


here,
Figure pat00085
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.

Figure pat00086

Figure pat00087


here,
Figure pat00088
Is the mean value of the first group,
Figure pat00089
Is the mean value of the second group.
제1항에 있어서,
상기 생체 정보는 상기 각 가축들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 중에서 적어도 하나를 포함하는 가축의 질병 발생 여부 판단 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the biometric information includes at least one of a body temperature, a momentum, a voice, and a water supply amount of each of the livestock.
가축들로부터 생체 정보를 모니터링하는 단계;
상기 모니터링된 생체 정보들을 원소로 포함하고 상기 각 가축들에 대응되는 벡터를 생성하는 단계;
상기 벡터를 벡터 공간상에서 복수의 그룹으로 분류하는 단계;
상기 그룹들의 크기 변화에 따라서 상기 가축들에게 질병이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계
를 포함하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법.
Monitoring biometric information from the animals;
Generating a vector corresponding to each of the livestock by including the monitored biometric information as an element;
Classifying the vectors into a plurality of groups on a vector space;
Determining whether disease has occurred in the animals according to the size change of the groups
The method comprising the steps of:
제7항에 있어서,
상기 판단하는 단계는 상기 각 그룹의 크기 변화가 제1 임계값 이상인 경우에는 상기 가축들에게 전염병이 발생한 것으로 판단하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the determining step determines that the infectious disease occurs in the livestock if the size change of each group is equal to or greater than the first threshold value.
제7항에 있어서,
상기 판단하는 단계는 상기 각 그룹 중에서, 가장 작은 그룹의 크기가 제2 임계값 이하인 경우에는 상기 가축들 중 적어도 하나의 가축에 질병이 발생한 것으로 판단하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the determining step determines that a disease has occurred in at least one of the livestock if the size of the smallest group is less than a second threshold value among the groups.
제7항에 있어서,
상기 분류하는 단계는 기댓값 최대화 알고리즘(Expectation Maximization)을 이용하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the classifying step classifies the vectors into a plurality of groups using an expectation maximization algorithm.
제7항에 있어서,
상기 분류하는 단계는 하기의 E 단계와 M 단계를 번갈아 반복하여 상기 벡터를 복수의 그룹으로 분류하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법.

[E 단계]

Figure pat00090


여기서,
Figure pat00091
는 t번째 계산에서, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수이다.
Figure pat00092
은 i번째로 모니터링된 생체 정보가 j번째 그룹에 포함되는지 여부를 나타내는 사건이고,
Figure pat00093
는 두 그룹의 평균, 분산, 크기 등 통계적 특성을 나타낸다.
Figure pat00094
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.
Figure pat00095
는 평균이
Figure pat00096
이고, 분산이
Figure pat00097
인 가우시안 분포를 나타낸다.

[M 단계]

Figure pat00098


여기서,
Figure pat00099
는 분류에 사용된 전체 벡터의 수에 대한, j번째 그룹에 포함된 벡터의 개수의 비이다.

Figure pat00100

Figure pat00101


여기서,
Figure pat00102
는 첫 번째 그룹의 평균값이고,
Figure pat00103
는 두 번째 그룹의 평균값이다.
8. The method of claim 7,
Wherein the classifying step comprises alternately repeating steps E and M below to classify the vector into a plurality of groups.

[Step E]

Figure pat00090


here,
Figure pat00091
Is the number of vectors included in the jth group in the tth calculation.
Figure pat00092
Is an event indicating whether i-th monitored biometric information is included in the j-th group,
Figure pat00093
Shows statistical characteristics such as mean, variance, and size of two groups.
Figure pat00094
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.
Figure pat00095
Average
Figure pat00096
, And dispersion
Figure pat00097
In Gaussian distribution.

[Step M]

Figure pat00098


here,
Figure pat00099
Is the ratio of the number of vectors included in the jth group to the total number of vectors used in the classification.

Figure pat00100

Figure pat00101


here,
Figure pat00102
Is the mean value of the first group,
Figure pat00103
Is the mean value of the second group.
제7항에 있어서,
상기 생체 정보는 상기 각 가축들의 체온, 운동량, 발성음 및 급수량 중에서 적어도 하나를 포함하는 가축의 질병 발생 여부 판단 방법.
8. The method of claim 7,
Wherein the biometric information includes at least one of a body temperature, a momentum, a voice, and a water supply of each of the livestock.
제7항 내지 제12항 중에서 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위한 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체.A computer-readable recording medium having recorded thereon a program for executing the method according to any one of claims 7 to 12.
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KR20210151556A (en) * 2020-06-05 2021-12-14 한국전자기술연구원 Method for Detecting Livestock Abnormal Signs in a Farm by Monitoring Activity Energy based on the Sound of Livestock Behavior

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20190143518A (en) * 2018-06-07 2019-12-31 엘지이노텍 주식회사 Apparatus and method for determining abnormal object
KR20190143701A (en) * 2018-06-21 2019-12-31 엘지이노텍 주식회사 Apparatus and method for detecting abnormal object and imaging device comprising the same
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