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KR102720965B1 - System and method for degradation detection of polymer component based on deep learning - Google Patents

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KR102720965B1
KR102720965B1 KR1020210105566A KR20210105566A KR102720965B1 KR 102720965 B1 KR102720965 B1 KR 102720965B1 KR 1020210105566 A KR1020210105566 A KR 1020210105566A KR 20210105566 A KR20210105566 A KR 20210105566A KR 102720965 B1 KR102720965 B1 KR 102720965B1
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Abstract

딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템 및 방법이 개시된다. 본 발명은 고분자 부품의 열화 특성을 감지하는 시스템에 있어서, 상기 고분자 부품으로부터 추출된 시료에 대한 스펙트럼 데이터를 생성하는 분광기 및 상기 분광기로부터 상기 스펙트럼 데이터를 수신하고, 상기 스펙트럼 데이터를 기초로 상기 시료의 열화 상태를 감지하며, 상기 열화 상태 및 상기 열화 상태에 따른 대처 방안을 사용자에게 안내하는 사용자 단말을 포함하되, 상기 사용자 단말은 상기 시료와 관련하여 미리 입력된 정상 상태 데이터 및 비정상 상태 데이터를 학습하고, 학습된 결과값 및 상기 측정 데이터를 기초로 상기 열화 상태를 감지할 수 있다. A system and method for detecting degradation characteristics of polymer components based on deep learning are disclosed. The present invention relates to a system for detecting degradation characteristics of polymer components, comprising: a spectrometer which generates spectrum data for a sample extracted from the polymer component; and a user terminal which receives the spectrum data from the spectrometer, detects a degradation state of the sample based on the spectrum data, and guides a user about the degradation state and a countermeasure according to the degradation state, wherein the user terminal learns normal state data and abnormal state data input in advance related to the sample, and can detect the degradation state based on the learned result value and the measurement data.

Description

딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR DEGRADATION DETECTION OF POLYMER COMPONENT BASED ON DEEP LEARNING}{SYSTEM AND METHOD FOR DEGRADATION DETECTION OF POLYMER COMPONENT BASED ON DEEP LEARNING}

본 발명은 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템 및 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 고분자 부품의 시료에 대한 스펙트럼을 학습하고, 이를 기초로 고분자 부품의 열화 특성을 감지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a system and method for detecting degradation characteristics of polymer components based on deep learning. More specifically, the present invention relates to a system and method for learning a spectrum of a sample of a polymer component and detecting degradation characteristics of the polymer component based on the spectrum.

열화란, 재료가 열이나 광에 의하여 그 화학적 구조에 유해한 변화가 생기는 것 및 특히 물리적 성질에 영구변화가 새겨서 성질이 저하하는 것을 의미한다. 고분자 부품의 열화 요인은 온도, 전압, 전류, 압력, 진동, 습기, 화학작용, 방사선 등이 있으며, 특히 열적 열화와 방사선 열화가 가장 큰 영향을 미친다.Deterioration means that the chemical structure of a material is changed harmfully by heat or light, and especially the physical properties are permanently changed, resulting in a decrease in properties. The deterioration factors of polymer components include temperature, voltage, current, pressure, vibration, moisture, chemical action, and radiation, and in particular, thermal deterioration and radiation deterioration have the greatest impact.

열적 열화는 온도가 증가하면서 산화 분해 반응속도가 빨라짐에 의해 생기는 현상을 말한다. 방사선 열화는 유기 고분자재료에 방사선을 쪼이면 분자 간에 가교나 분해를 일으켜 열화 되는 현상을 말하며 내부 산소원자의 확산이 원인인 것으로 알려지고 있다.Thermal degradation refers to a phenomenon that occurs when the rate of oxidation and decomposition reactions increases as temperature increases. Radiation degradation refers to a phenomenon in which organic polymer materials deteriorate by causing cross-linking or decomposition between molecules when exposed to radiation. It is known that this is caused by diffusion of internal oxygen atoms.

열화를 촉진하는 스트레스 요인은 다음과 같다.Stressors that promote deterioration include:

첫째, 열 스트레스에 의한 열화가 있다. 화학반응을 촉진하는 온도상승은 열화의 속도를 증대하며 소재의 수명을 단축하는 가장 일반적인 열화 요인이 된다. 기기의 온도 상승 한계도 소재의 열적 열화의 관점에서 결정되는 경우가 많다.First, there is deterioration due to thermal stress. Temperature rise that promotes chemical reaction increases the rate of deterioration and is the most common deterioration factor that shortens the life of the material. The temperature rise limit of the device is also often determined from the perspective of thermal deterioration of the material.

둘째, 전기 스트레스에 의한 열화가 있다. 이는 기기 소재에 인가되는 전계에 기인하는 것으로서 전도전류, 유전체손, 전자력 및 정전력 또는 부분방전과 같은 각종 원인으로 발생하게 된다. 상기 전도전류는 줄(Joule) 열로서 열적 효과를 나타내는 이외에 이온전도에 있어서는 전기 화학효과를 일으켜 재료를 열화시키며, 상기 유전체손은 교류 전계하에서 발생하며 열적 열화를 일으킨다. 또한, 전자력 및 정전력은 단락대전류 등의 고전압에 의하여 발생하는 힘으로 기계적 효과를 나타내며, 고전계에서 기체, 액체의 부분방전이 일어나면 열적 작용, 입자 충격 작용, 여기 분자 또는 이온에 의한 화학작용이 일어나면서 열화를 일으킨다.Second, there is deterioration due to electric stress. This is caused by the electric field applied to the material of the device, and is caused by various causes such as conduction current, dielectric loss, electromagnetic force, electrostatic force, or partial discharge. The conduction current, in addition to exhibiting a thermal effect as Joule heat, causes an electrochemical effect in ion conduction, thereby deteriorating the material, and the dielectric loss occurs under an alternating electric field and causes thermal deterioration. In addition, electromagnetic force and electrostatic force are forces generated by high voltages such as short-circuit currents, and exhibit a mechanical effect, and when a partial discharge of gas or liquid occurs in a high field, thermal action, particle impact action, and chemical action by excited molecules or ions occur, causing deterioration.

셋째, 기계 스트레스에 의한 열화가 있다. 이는 기계적 응력, 진동 등이 중심이 되며, 이들의 외래적인 기계력 이외에 열팽창 계수의 차이에 의한 열 왜곡력, 단락대전류에 의한 전자 응력 등으로부터 유발된다.Third, there is deterioration due to mechanical stress. This is mainly caused by mechanical stress, vibration, etc., and in addition to these external mechanical forces, it is caused by thermal distortion due to differences in thermal expansion coefficients, and electromagnetic stress due to short-circuit current.

넷째, 환경 스트레스에 의한 열화가 있다. 원자로내, 방사성 원소 또는 입자 가속기에 의한 중성자선, 감마선, x-선, 전자선 등과 같은 고에너지 방사선 환경하에서는 물리적, 화학적 열화가 촉진된다. 또한 반응성 물질, 흡습에 의한 가수분해 및 미생물에 의한 침식도 주목되고 있다. 더욱이 자연 환경하에서도 강한 자외선의 조사에 의한 열화가 촉진된다.Fourth, there is deterioration due to environmental stress. Physical and chemical deterioration is accelerated in high-energy radiation environments such as neutron rays, gamma rays, x-rays, electron rays, etc., from nuclear reactors, radioactive elements, or particle accelerators. In addition, hydrolysis due to reactive substances, moisture absorption, and erosion by microorganisms are also noted. Furthermore, deterioration is accelerated by strong ultraviolet irradiation in the natural environment.

그러나 일반적으로 상술한 각 요인이 단독으로 작용하는 열화에 비하여 이것들이 복합되어 작용하는 경우가 많다. 이때의 열화는 근사적으로 단독일 때 열화를 중첩시켜서 되는 경우와 단독일 때 단순한 중첩에 의해서 큰 열화가 촉진되는 경우가 있다. 특히, 보다 큰 열화가 촉진되는 경우에는 복합 열화로서 취급한다.However, in general, the above-mentioned factors often act in combination, compared to the deterioration in which each factor acts alone. In this case, the deterioration is approximately caused by overlapping deterioration when alone, and in cases where a large deterioration is promoted by simple overlapping when alone. In particular, in cases where a large deterioration is promoted, it is treated as a complex deterioration.

또한, 인공지능(Artificial Intelligence, AI) 시스템은 인간 수준의 지능을 구현하는 컴퓨터 시스템이며, 기존 규칙 기반 스마트 시스템과 달리 기계가 스스로 학습하고 판단하며 똑똑해지는 시스템이다. 인공지능 시스템은 사용할수록 인식률이 향상되고 사용자 취향을 보다 정확하게 이해할 수 있게 되어, 기존 규칙 기반 스마트 시스템은 점차 딥러닝 기반 인공지능 시스템으로 대체되고 있다.In addition, the artificial intelligence (AI) system is a computer system that implements human-level intelligence, and unlike existing rule-based smart systems, it is a system in which machines learn, judge, and become smarter on their own. The more an AI system is used, the more its recognition rate improves and it can understand user preferences more accurately, so existing rule-based smart systems are gradually being replaced by deep learning-based AI systems.

인공지능 기술은 기계학습(딥러닝) 및 기계학습을 활용한 요소 기술들로 구성된다. 기계학습은 입력 데이터들의 특징을 스스로 분류/학습하는 알고리즘 기술이며, 요소기술은 딥러닝 등의 기계학습 알고리즘을 활용하는 기술로서, 언어적 이해, 시각적 이해, 추론/예측, 지식 표현, 동작 제어 등의 기술 분야로 구성된다.Artificial intelligence technology consists of machine learning (deep learning) and element technologies utilizing machine learning. Machine learning is an algorithm technology that classifies/learns the characteristics of input data on its own, and element technologies are technologies that utilize machine learning algorithms such as deep learning, and consist of technology fields such as linguistic understanding, visual understanding, inference/prediction, knowledge expression, and motion control.

이처럼, 인공지능 기술의 발달에 따라 고분자 부품의 열화 상태를 인공지능 기술을 통하여 감지하고자 하는 수요가 점점 증가하고 있다. In this way, with the development of artificial intelligence technology, the demand for detecting the deterioration status of polymer components through artificial intelligence technology is increasing.

대한민국 공개특허공보 제10-2014-0085425호 (발명의 명칭: 열화 해석 방법)Republic of Korea Patent Publication No. 10-2014-0085425 (Title of invention: Deterioration analysis method)

본 발명의 목적은 신발 밑창에 가해지는 압력을 감지하고, 이를 학습하여 신발 밑창의 마모 상태를 자동으로 감지하기 하기 위한 것이다. The purpose of the present invention is to detect pressure applied to the sole of a shoe, learn the pressure, and automatically detect the wear condition of the sole of the shoe.

또한, 본 발명의 목적은 신발 밑창이 마모 상태로 감지된 경우, 측정 데이터를 자동으로 분류하여 이에 따른 대처 방안을 사용자에게 안내하기 위한 것이다. In addition, an object of the present invention is to automatically classify measurement data when a shoe sole is detected to be in a worn state and to provide the user with a corresponding countermeasure.

상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 고분자 부품의 열화 특성을 감지하는 시스템에 있어서, 상기 고분자 부품으로부터 추출된 시료에 대한 제1 스펙트럼 이미지를 생성하는 분광기 및 심층 신경망을 통하여 상기 제1 스펙트럼 이미지를 학습하고, 상기 제1 스펙트럼 이미지에 대한 특징점을 추출하며, 상기 특징점을 기초로 상기 시료의 열화 상태를 감지하는 사용자 단말을 포함하되, 상기 사용자 단말은 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습하고, 학습된 결과값 및 상기 제1 스펙트럼 이미지를 기초로 상기 열화 상태를 감지하되, 상기 제2 스펙트럼 이미지는 상기 고분자 부품에 포함된 것으로 미리 알려진 작용기를 기초로 생성된 것일 수 있다. In order to solve the above-described problem, the present invention provides a system for detecting a degradation characteristic of a polymer component, comprising: a spectrometer for generating a first spectrum image for a sample extracted from the polymer component; and a user terminal for learning the first spectrum image through a deep neural network, extracting feature points for the first spectrum image, and detecting a degradation state of the sample based on the feature points, wherein the user terminal learns a pre-labeled second spectrum image, and detects the degradation state based on the learned result value and the first spectrum image, wherein the second spectrum image may be generated based on a functional group known in advance to be included in the polymer component.

또한, 상기 사용자 단말은 상기 심층 신경망을 통하여 상기 제1 스펙트럼 이미지 및 상기 제2 스펙트럼 이미지에 포함된 복수의 피크(peak)에 대한 복수의 좌표 정보를 획득하고, 상기 복수의 좌표 정보에 대하여 K-중심 군집화 과정을 수행하며, 상기 K-중심 군집화 과정을 기초로 최종적으로 2개의 클러스터를 생성하며, 상기 2개의 클러스터 사이의 유클리드 거리를 기초로 유사도를 도출하는 것일 수 있다. In addition, the user terminal may obtain a plurality of coordinate information for a plurality of peaks included in the first spectrum image and the second spectrum image through the deep neural network, perform a K-center clustering process on the plurality of coordinate information, ultimately generate two clusters based on the K-center clustering process, and derive a similarity based on the Euclidean distance between the two clusters.

또한, 상기 사용자 단말은 상기 2개의 클러스터 각각의 평균값을 추출하고, 상기 각각의 평균값 간의 최종 거리값을 추출하며, 상기 최종 거리값을 기초로 상기 열화 상태를 감지하는 것일 수 있다. Additionally, the user terminal may extract an average value of each of the two clusters, extract a final distance value between each average value, and detect the deterioration state based on the final distance value.

또한, 상기 심층 신경망은 CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터를 포함하는 것일 수 있다. Additionally, the deep neural network may include an image filter using a CNN algorithm.

또한, 상기 사용자 단말은 상기 제1 스펙트럼 이미지를 촬영하기 위한 카메라 모듈을 포함하고, 상기 카메라 모듈은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징 및 상기 관통홀에 설치된 렌즈를 포함하는 것일 수 있다. Additionally, the user terminal may include a camera module for capturing the first spectrum image, and the camera module may include a housing including a through hole in a side wall and a lens installed in the through hole.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 정상 상태의 고분자 부품에 포함된 작용기에 대하여 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습하는 단계, 대상 시료에 대한 제1 스펙트럼 이미지를 학습하는 단계, 학습된 결과값 및 상기 제1 스펙트럼 이미지를 기초로 상기 대상 시료의 열화 상태를 감지하는 단계 및 상기 열화 상태를 표시하는 단계를 포함할 수 있다. In addition, in order to solve the above-described problem, the present invention may include a step of learning a second spectrum image that is pre-labeled for a functional group included in a polymer component in a normal state, a step of learning a first spectrum image for a target sample, a step of detecting a deterioration state of the target sample based on the learned result value and the first spectrum image, and a step of displaying the deterioration state.

또한, 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서, 상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 상술한 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체일 수 있다. In addition, in order to solve the above-described problem, the present invention may be a non-transitory computer-readable medium storing instructions, which, when executed by a processor, cause the processor to perform the above-described method.

본 발명은 인공지능을 통하여 고분자 부품의 열화 상태를 감지함으로써, 고분자 부품의 열화에 대한 정량적 분석이 가능하다는 효과를 가진다. The present invention has the effect of enabling quantitative analysis of deterioration of polymer components by detecting the deterioration status of polymer components through artificial intelligence.

또한, 본 발명은 타이어, 플라스틱 부품이 들어간 자동차 부품 등 금속과 플라스틱이 결합된 이종 접합 부품에 대한 열화 상태에 따른 고장이나 수리 주기 등을 예측할 수 있는 근거를 제공한다는 효과를 가진다. In addition, the present invention has the effect of providing a basis for predicting failure or repair cycle according to the deterioration state of heterogeneous joint parts in which metal and plastic are combined, such as tires and automobile parts containing plastic parts.

또한, 본 발명은 특유의 코팅층을 포함하는 카메라를 통하여 스펙트럼 이미지를 촬영하는 사용자 단말을 사용함으로써 외부 오염물질로부터 렌즈를 보호하여, 정확한 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있는 효과를 가진다. In addition, the present invention has the effect of generating an accurate spectrum image by protecting a lens from external contaminants by using a user terminal that captures a spectrum image through a camera including a unique coating layer.

또한, 본 발명은 특유의 보정 상수를 활용한 열화 상태 감지 알고리즘을 제안함으로써, 보다 정확한 열화 상태의 감지가 가능한 효과를 가진다. In addition, the present invention has the effect of enabling more accurate detection of the deterioration state by proposing a deterioration state detection algorithm utilizing a unique correction constant.

본 발명에 따라 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 보호부의 외부면으로부터 본 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects obtainable according to the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by a person having ordinary skill in the art to which this specification pertains from the outer surface of the protective member below.

도 1은 본 발명에 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 사용자 단말을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 메모리의 기능적 구성을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈을 적용한 그래프를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 모드별 유클리드 거리값을 비교한 예시이다.
도 6은 회절 격자형 분광기를 도시한 도면이다.
도 7은 필터형 분광기를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 분광 스펙트럼의 일 예시를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 방법을 나타낸 것이다.
본 명세서에 관한 이해를 돕기 위해 상세한 설명의 일부로 포함되는, 첨부 도면은 본 명세서에 대한 실시예를 제공하고, 상세한 설명과 함께 본 명세서의 기술적 특징을 설명한다.
FIG. 1 is a diagram illustrating a system for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention.
Figure 2 schematically illustrates a user terminal according to the present invention.
Figure 3 illustrates the functional configuration of a memory according to the present invention.
Figure 4 illustrates a graph that applies a K-centered clustering process execution module according to the present invention.
Figure 5 is an example comparing Euclidean distance values for each mode according to the present invention.
Figure 6 is a diagram illustrating a diffraction grating spectrometer.
Figure 7 is a diagram illustrating a filter type spectrometer.
Figure 8 shows an example of a spectral spectrum according to the present invention.
Figure 9 illustrates a camera module according to the present invention.
FIG. 10 is a drawing showing an example of an image correction filter according to the present invention.
Figure 11 illustrates a method for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention.
The accompanying drawings, which are incorporated in and are intended to aid in the understanding of the present specification and are a part of the detailed description, illustrate embodiments of the present specification and, together with the detailed description, serve to explain the technical features of the present specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the attached drawings. Regardless of the drawing symbols, identical or similar components will be given the same reference numerals and redundant descriptions thereof will be omitted.

또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. In addition, when describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description is omitted.

또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. In addition, the attached drawings are only intended to facilitate easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical ideas disclosed in this specification are not limited by the attached drawings, and should be understood to include all modifications, equivalents, or substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first, second, etc., may be used to describe various components, but the components are not limited by the terms. The terms are used only to distinguish one component from another.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 보호부의 외부면된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, it should be understood that the terms “comprises” or “has” and the like are intended to specify the presence of a feature, number, step, operation, component, part or combination thereof that is external to the protection portion in the specification, but do not exclude in advance the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof.

이하, 상술한 내용들을 바탕으로 본 명세서의 바람직한 일 실시예에 따른, 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, based on the above-described contents, a deep learning-based polymer component degradation characteristic detection system according to a preferred embodiment of the present specification will be described in detail as follows.

도 1은 본 발명에 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템을 나타낸 도면이다. FIG. 1 is a diagram illustrating a system for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention.

도 1에 따르면, 본 발명에 따른 시스템은 사용자 단말(100) 및 분광기(200)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 스마트폰, 휴대폰, PDA, 노트북, 컴퓨터 등 사용자가 휴대하거나 사용자가 사용할 수 있는 모든 컴퓨팅 장치를 의미할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 분광기(200)는 적외선(IR) 분광기 또는 푸리에 변환 분광기일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 분광기(200)는 빛의 스펙트럼을 통한 고분자의 구성 성분을 파악할 수 있는 모든 장치를 의미할 수 있다. According to FIG. 1, the system according to the present invention may include a user terminal (100) and a spectrometer (200). The user terminal (100) according to the present invention may refer to any computing device that a user may carry or use, such as a smart phone, a mobile phone, a PDA, a laptop, a computer, etc. In addition, the spectrometer (200) according to the present invention may be an infrared (IR) spectrometer or a Fourier transform spectrometer. In addition, the spectrometer (200) according to the present invention may refer to any device that can identify the components of a polymer through a spectrum of light.

본 발명에 따른 분광기(200)는 고분자 부품으로부터 추출된 시료에 대한 제1 스펙트럼 이미지를 생성할 수 있다. 본 발명에 따른 제1 스펙트럼 이미지는 특정 성분의 빛(레이너 등)을 대상 시료를 향하여 발사함에 따라 생성된 스펙트럼에 대한 데이터 또는 그 이미지를 의미할 수 있다. The spectrometer (200) according to the present invention can generate a first spectrum image for a sample extracted from a polymer component. The first spectrum image according to the present invention can mean data or an image of a spectrum generated by emitting light (such as a laser) of a specific component toward a target sample.

본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 심층 신경망을 통하여 제1 스펙트럼 이미지를 학습하고, 제1 스펙트럼 이미지에 대한 특징점을 추출하며, 특징점을 기초로 시료의 열화 상태를 감지할 수 있다. The user terminal (100) according to the present invention can learn a first spectrum image through a deep neural network, extract feature points for the first spectrum image, and detect the deterioration state of a sample based on the feature points.

본 발명의 심층 신경망(Deep Neural Network)은, 하나 이상의 컴퓨터 내에 하나 이상의 레이어(Layer)를 구축하여 복수의 데이터를 바탕으로 판단을 수행하는 시스템 또는 네트워크를 의미한다. 예를 들어, 심층 신경망은 컨볼루션 풀링 층(Convolutional Pooling Layer), 로컬 접속 층(a locallyconnectedlayer) 및 완전 연결 층(fully-connected layer)을 포함하는 층들의 세트로 구현될 수 있다. 일 예로, 심층 신경망의 전체적인 구조는 컨볼루션 풀링 층에 로컬 접속 층이 이어지고, 로컬 접속 층에 완전 연결 층이 이러지는 형태인 나선형 신경망(즉, Convolutional Neural Network; CNN) 구조로 이루어질 수 있다. 또한 심층 신경망은, 예를 들어, 각 레이어의 노드들에 자신을 가르키는 엣지(edge)가 포함됨에 따라 재귀적으로 연결되는 순환형 신경망(Recurrent Neural Network; RNN) 구조로 형성될 수도 있다. 심층 신경망은 다양한 판단기준을 포함할 수 있고, 입력되는 영상 분석을 통해 새로운 판단기준을 추가할 수 있다. 다만, 본 발명의 실시예에 따른 심층 신경망의 구조는 이에 한정되지 아니하고, 다양한 구조의 신경망으로 형성될 수 있다.The deep neural network of the present invention refers to a system or network that constructs one or more layers in one or more computers to perform judgment based on multiple data. For example, the deep neural network can be implemented as a set of layers including a convolutional pooling layer, a locally connected layer, and a fully-connected layer. For example, the overall structure of the deep neural network can be formed as a convolutional neural network (i.e., CNN) structure in which a convolutional pooling layer is followed by a locally connected layer, and a fully-connected layer is followed by a locally connected layer. In addition, the deep neural network can be formed as a recurrent neural network (RNN) structure that is recursively connected as edges pointing to themselves are included in nodes of each layer, for example. The deep neural network can include various judgment criteria and can add new judgment criteria through analysis of input images. However, the structure of the deep neural network according to the embodiment of the present invention is not limited thereto, and may be formed as a neural network of various structures.

본 발명에 따른 열화 상태는 고분자 부품의 비정상 상태를 의미하는 것으로서, 구체적으로는 발열, 화학 반응 등에 의하여 성능이 떨어진 상태를 의미할 수 있다. 일 예로, 고분자 부품에 대하여 과도한 마찰력이 발생하는 등 임계값 이상의 온도가 발생하는 경우, 고분자 부품은 공기 중의 다른 성분과 화학반응을 일으킬 수 있다. 이처럼, 고분자 부품에 대한 화학반응에 의하여, 해당 고분자 부품의 성분에 변화가 생길 수 있고, 이러한 성분의 변화에 따라 성능이 저하된 상태를 열화 상태라고 할 수 있다. The deterioration state according to the present invention refers to an abnormal state of a polymer component, and specifically, may refer to a state in which performance is reduced due to heat generation, chemical reaction, etc. For example, when excessive friction occurs on a polymer component, or a temperature exceeding a threshold occurs, the polymer component may undergo a chemical reaction with other components in the air. In this way, a chemical reaction on the polymer component may cause a change in the components of the polymer component, and a state in which performance is reduced due to such a change in the components may be referred to as a deterioration state.

또한, 본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습하고, 학습된 결과값 및 제1 스펙트럼 이미지를 기초로 상기 열화 상태를 감지할 수 있다. In addition, the user terminal (100) according to the present invention can learn a pre-labeled second spectrum image and detect the deterioration state based on the learned result value and the first spectrum image.

본 발명에 따른 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지는 하기의 2가지의 스펙트럼 이미지를 의미할 수 있다. The pre-labeled second spectrum image according to the present invention may mean the following two spectrum images.

제2 스펙트럼 이미지는 본 발명에 따른 고분자 부품과 동일한 종류의 고분자 부품에 대하여 미리 수집된 빅데이터일 수 있다. 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지는 열화되지 않았다고 라벨링된 고분자 부품의 시료에 대한 정상 상태의 스펙트럼을 포함하는 이미지를 포함할 수 있다. 또한, 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지는 열화되었다고 라벨링된 고분자 부품의 시료에 대한 비정상 상태의 스펙트럼을 포함하는 이미지를 포함할 수 있다. 이때, 라벨링은 해당 고분자 부품에 대한 전문가에 의하여 검증된 것을 의미할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 미리 라벨링된 빅데이터, 즉, 제2 스펙트럼 이미지를 학습한 심층 신경망을 포함할 수 있다. The second spectrum image may be big data collected in advance for the same type of polymer component as the polymer component according to the present invention. The pre-labeled second spectrum image may include an image including a normal state spectrum for a sample of the polymer component labeled as not deteriorated. In addition, the pre-labeled second spectrum image may include an image including an abnormal state spectrum for a sample of the polymer component labeled as deteriorated. In this case, the labeling may mean that it has been verified by an expert for the corresponding polymer component. That is, the user terminal (100) according to the present invention may include a deep neural network that has learned the pre-labeled big data, that is, the second spectrum image.

본 발명에 따른 제1 및 제2 스펙트럼 이미지는 그래프를 포함하는 이미지로서, 해당 그래프에 있어서 x축의 단위는 파수(wave numbers)일 수 있고, y축의 단위는 파장의 투과도(transmission)일 수 있으며, 자세한 내용은 도 8에서 후술한다. The first and second spectrum images according to the present invention are images including a graph, in which the unit of the x-axis may be wave numbers and the unit of the y-axis may be transmission of wavelengths, and details are described later in FIG. 8.

도 2는 본 발명에 따른 사용자 단말을 개략적으로 나타낸 것이다. Figure 2 schematically illustrates a user terminal according to the present invention.

도 2에 따르면, 본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 프로세서, 메모리, 통신 모듈, 디스플레이부 및 카메라 모듈을 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 카메라 모듈은 이하 도 9에서 후술한다. According to FIG. 2, the user terminal (100) according to the present invention may include a processor, a memory, a communication module, a display unit, and a camera module. The camera module according to the present invention is described below in FIG. 9.

프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 명령어를 실행하여 다른 구성들을 제어할 수 있다. 프로세서(110)는 메모리(120)에 저장된 명령어를 수행할 수 있다. The processor (110) can control other components by executing instructions stored in the memory (120). The processor (110) can perform instructions stored in the memory (120).

프로세서(110)는, 연산을 수행하고 다른 장치를 제어할 수 있는 구성이다. 주로, 중앙 연산 장치(CPU), 어플리케이션 프로세서(AP), 그래픽스 처리 장치(GPU) 등을 의미할 수 있다. 또한, CPU, AP 또는 GPU는 그 내부에 하나 또는 그 이상의 코어들을 포함할 수 있으며, CPU, AP 또는 GPU는 작동 전압과 클락 신호를 이용하여 작동할 수 있다. 다만, CPU 또는 AP는 직렬 처리에 최적화된 몇 개의 코어로 구성된 반면, GPU는 병렬 처리용으로 설계된 수 천 개의 보다 소형이고 효율적인 코어로 구성될 수 있다.The processor (110) is a configuration that can perform calculations and control other devices. Mainly, it can mean a central processing unit (CPU), an application processor (AP), a graphics processing unit (GPU), etc. In addition, the CPU, AP, or GPU can include one or more cores therein, and the CPU, AP, or GPU can operate using an operating voltage and a clock signal. However, while the CPU or AP is composed of several cores optimized for serial processing, the GPU can be composed of thousands of smaller and more efficient cores designed for parallel processing.

프로세서(110)는 위에서 살펴본 구성요소들을 통해 입력 또는 출력되는 신호, 데이터, 정보 등을 처리하거나 메모리(120)에 저장된 응용 프로그램을 구동함으로써, 사용자에게 적절한 정보 또는 기능을 제공 또는 처리할 수 있다.The processor (110) can process signals, data, information, etc. input or output through the components discussed above, or can operate an application program stored in the memory (120) to provide or process appropriate information or functions to the user.

메모리(120)는 사용자 단말(100)의 다양한 기능을 지원하는 데이터를 저장한다. 메모리(120)는 사용자 단말(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application)), 사용자 단말(100)의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 사용자 단말(100)로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 응용 프로그램은, 메모리(120)에 저장되고, 사용자 단말(100)에 설치되어, 프로세서(110)에 의하여 상기 사용자 단말(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.The memory (120) stores data that supports various functions of the user terminal (100). The memory (120) can store a plurality of application programs (or applications) that are run on the user terminal (100), data for the operation of the user terminal (100), and commands. At least some of these application programs can be downloaded from an external user terminal (100) via wireless communication. In addition, the application programs can be stored in the memory (120), installed on the user terminal (100), and driven by the processor (110) to perform the operation (or function) of the user terminal (100).

메모리(120)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), SSD 타입(Solid State Disk type), SDD 타입(Silicon Disk Drive type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 또한, 메모리(120)는 인터넷(internet)상에서 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)를 포함할 수도 있다.The memory (120) may include at least one type of storage medium among a flash memory type, a hard disk type, an SSD (Solid State Disk type), an SDD (Silicon Disk Drive type), a multimedia card micro type, a card type memory (for example, an SD or XD memory, etc.), a random access memory (RAM), a static random access memory (SRAM), a read-only memory (ROM), an electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), a programmable read-only memory (PROM), a magnetic memory, a magnetic disk, and an optical disk. In addition, the memory (120) may also include a web storage that performs a storage function on the Internet.

통신 모듈(130)은 안테나를 통해 기지국 또는 통신 기능을 포함하는 카메라와 정보의 송수신을 실행한다. 통신 모듈(130)은 변조부, 복조부, 신호 처리부 등을 포함할 수 있다.The communication module (130) transmits and receives information to and from a base station or a camera including a communication function via an antenna. The communication module (130) may include a modulation unit, a demodulation unit, a signal processing unit, etc.

무선 통신은, 통신사들이 기존에 설치해둔 통신 시설과 그 통신 시설의 주파수를 사용하는 무선 통신망을 사용한 통신을 말할 수 있다. 이때, 통신 모듈(130)은 CDMA(code division multiple access), FDMA(frequency division multiple access), TDMA(time division multiple access), OFDMA(orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA(single carrier frequency division multiple access) 등과 같은 다양한 무선 통신 시스템에 사용될 수 있으며, 뿐만 아니라, 통신 모듈(130)은 3GPP(3rd generation partnership project) LTE(long term evolution) 등에도 사용될 수 있다. 또한, 최근 상용화 중인 5G 통신뿐만 아니라, 추후 상용화가 예정되어 있는 6G 등도 사용될 수 있다. 다만, 본 명세서는 이와 같은 무선 통신 방식에 구애됨이 없이 기설치된 통신망을 활용할 수 있다.Wireless communication can refer to communication using communication facilities that communication companies have previously installed and a wireless communication network that uses the frequencies of the communication facilities. At this time, the communication module (130) can be used in various wireless communication systems such as CDMA (code division multiple access), FDMA (frequency division multiple access), TDMA (time division multiple access), OFDMA (orthogonal frequency division multiple access), SC-FDMA (single carrier frequency division multiple access), and moreover, the communication module (130) can also be used in 3GPP (3rd generation partnership project) LTE (long term evolution), etc. In addition, not only 5G communication that is currently being commercialized but also 6G that is scheduled to be commercialized in the future can be used. However, this specification can utilize an existing communication network without being restricted by such wireless communication methods.

또한, 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), BLE(Bluetooth Low Energy), 비콘(Beacon), RFID(Radio Frequency Identification), NFC(Near Field Communication), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA), UWB(Ultra Wideband), ZigBee 등이 이용될 수 있다.Additionally, short range communication technologies such as Bluetooth, BLE (Bluetooth Low Energy), Beacon, RFID (Radio Frequency Identification), NFC (Near Field Communication), Infrared Data Association (IrDA), UWB (Ultra Wideband), and ZigBee can be used.

본 발명에 따른 디스플레이부(140)는 프로세서(110)로부터 화면 데이터를 수신하여 사용자가 감각을 통하여 이를 확인할 수 있도록 표시하는 장치를 의미할 수 있다. 디스플레이부(140)는 자발광 디스플레이 패널 또는 비자발광 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 자발광 디스플레이 패널로는 예를 들어 백라이트가 필요하지 않은 OLED 패널 등이 예시될 수 있고, 비자발광 디스플레이 패널로는 예를 들어 백라이트가 필요한 LCD 패널 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The display unit (140) according to the present invention may refer to a device that receives screen data from the processor (110) and displays it so that the user can confirm it through the senses. The display unit (140) may include a self-luminous display panel or a non-luminous display panel. As a self-luminous display panel, an OLED panel that does not require a backlight may be exemplified, and as a non-luminous display panel, an LCD panel that requires a backlight may be exemplified, but is not limited thereto.

본 발명에 따른 카메라 모듈(150)은 사용자 단말(100)에 포함된 구성으로서 광학 모듈을 통한 이미지 데이터를 생성할 수 있는 구성일 수 있다. 이에 대한 구체적인 내용은 후술한다. The camera module (150) according to the present invention may be a configuration included in a user terminal (100) that can generate image data through an optical module. Specific details thereof will be described later.

도 3은 본 발명에 따른 메모리의 기능적 구성을 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈을 적용한 그래프를 나타낸 것이다.FIG. 3 illustrates the functional configuration of a memory according to the present invention, and FIG. 4 illustrates a graph to which a K-centered clustering process execution module according to the present invention is applied.

도 3에 따르면, 본 발명에 따른 메모리(120)에 포함된 기능적 구성은 CNN 학습 모듈(121), K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122) 및 데이터 저장 모듈(123)을 포함할 수 있다. According to FIG. 3, the functional configuration included in the memory (120) according to the present invention may include a CNN learning module (121), a K-center clustering process execution module (122), and a data storage module (123).

본 발명에 따른 데이터 저장 모듈(123)은 본 발명에 따른 학습 대상이 되는 모든 빅데이터를 저장하는 모듈일 수 있다. 본 발명에 따른 메모리(120)에 포함되는 다른 기능적 구성들은 데이터 저장 모듈(123)로부터 빅데이터를 전달받을 수 있다. 본 발명에 따른 데이터 저장 모듈(123)은 사용자에 의하여 라벨링된 빅데이터를 저장하는 모듈일 수 있다. The data storage module (123) according to the present invention may be a module that stores all big data that is a learning target according to the present invention. Other functional components included in the memory (120) according to the present invention may receive big data from the data storage module (123). The data storage module (123) according to the present invention may be a module that stores big data labeled by a user.

본 발명에 따른 CNN 학습 모듈(121)은 데이터 저장 모듈에 학습된 빅데이터를 학습하는 모듈일 수 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 CNN 학습 모듈(121)은 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습할 수 있다. 이때, CNN 학습 모듈(121)은 제1 스펙트럼 이미지도 학습할 수 있으며, 제2 스펙트럼 이미지와 같이 제1 스펙트럼 이미지에 대한 특징점 역시 추출될 수 있다. 본 발명에 따른 CNN 학습 모듈(121)은 이하 도 9에서 후술할 이미지 필터를 활용한 CNN 알고리즘을 포함할 수 있다. The CNN learning module (121) according to the present invention may be a module that learns big data learned in a data storage module. Specifically, the CNN learning module (121) according to the present invention may learn a pre-labeled second spectrum image. At this time, the CNN learning module (121) may also learn the first spectrum image, and like the second spectrum image, feature points for the first spectrum image may also be extracted. The CNN learning module (121) according to the present invention may include a CNN algorithm utilizing an image filter, which will be described later in FIG. 9.

본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122)은 상술한 제1 스펙트럼 이미지와 상술한 제2 스펙트럼 이미지의 유사도를 측정하여 분류하는 모듈일 수 있다. 구체적으로, K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122)은 K개의 클러스터를 생성하고, 생성된 클러스터의 거리값을 기초로 유사도를 판단하여 데이터를 분류할 수 있다. The K-centered clustering process execution module (122) according to the present invention may be a module that measures and classifies the similarity between the first spectrum image described above and the second spectrum image described above. Specifically, the K-centered clustering process execution module (122) may generate K clusters and classify data by judging the similarity based on the distance values of the generated clusters.

K-중심 군집화 과정은 주어진 데이터를 K개의 군집으로 군집화하는 것을 말한다. 이러한 K-중심 군집화 과정은, 주어진 데이터 표본에서 임의로 샘플값 하나를 고른 후 해당 샘플값에서 다른 샘플 데이터까지의 거리를 측정한다. 이때, 각 데이터 샘플에서 가장 가까운 중심을 선택하여, 다시 해당 샘플을 중심으로 다른 데이터 샘플값까지의 거리를 계산한다. 이러한 과정을 반복하여, 군집화를 이룬다. 즉, 복수의 클러스터(cluster)를 생성한다. 이러한 클러스터링 기법은 주로 파이썬(Python)으로 구현될 수 있다. 클러스터링은 신호 분석에서 사용될 수 있는 알고리즘 중 하나로서 이용되고 있다. The K-center clustering process refers to clustering given data into K clusters. This K-center clustering process randomly selects a sample value from a given data sample and measures the distance from that sample value to other sample data. At this time, the closest center is selected from each data sample, and the distance from that sample to other data sample values is calculated again. This process is repeated to achieve clustering. In other words, multiple clusters are created. This clustering technique can be mainly implemented in Python. Clustering is used as one of the algorithms that can be used in signal analysis.

도 4에 따르면, K-중심 군집화 과정을 수행한 결과, 최종적으로 2개의 클러스터가 생성된다. 본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정을 수행한 결과, 클러스터링 1과 클러스터링 2로 측정값들이 분류될 수 있다. According to Fig. 4, as a result of performing the K-center clustering process, two clusters are ultimately created. As a result of performing the K-center clustering process according to the present invention, the measurement values can be classified into clustering 1 and clustering 2.

이때, 클러스터링의 대상이 되는 데이터들은 스펙트럼 이미지에 포함된 스펙트럼 이미지에 포함된 복수의 피크(peak)에 대한 복수의 좌표 정보일 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 복수의 피크에 대한 복수의 좌표 정보에 대하여 K-중심 군집화 과정을 수행할 수 있다. At this time, the data to be clustered may be multiple coordinate information for multiple peaks included in the spectrum image. That is, the user terminal (100) according to the present invention may perform a K-centered clustering process for multiple coordinate information for multiple peaks.

본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 K-중심 군집화 과정을 기초로 최종적으로 2개의 클러스터를 생성하며, 2개의 클러스터 사이의 유클리드 거리를 기초로 유사도를 도출할 수 있다. The user terminal (100) according to the present invention ultimately creates two clusters based on the K-centered clustering process, and can derive the similarity based on the Euclidean distance between the two clusters.

또한, 본 발명에 따른 사용자 단말(100)은 2개의 클러스터 각각의 평균값을 추출하고, 각각의 평균값 간의 최종 거리값을 추출하며, 최종 거리값을 기초로 상기 열화 상태를 감지할 수 있다. 열화 상태를 감지하는 구체적인 방법은 후술한다. In addition, the user terminal (100) according to the present invention can extract the average value of each of the two clusters, extract the final distance value between each average value, and detect the deterioration state based on the final distance value. A specific method of detecting the deterioration state will be described later.

본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122)은 클러스터링 1(제1 차이값에 대한 클러스터링)의 제1 중심값을 평균 계산법을 통하여 산출하고, 클러스터링 2(제2 차이값에 대한 클러스터링)의 제2 중심값을 평균 계산법을 통하여 산출할 수 있다. 본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈은 제1 중심값과 제2 중심값의 최종 거리값을 산출하고, 최종 거리값의 크기가 미리 정해진 값보다 큰 경우, 각각의 클러스터의 유사도가 미리 정해진 값보다 낮은 것으로 판단할 수 있다. The K-center clustering process execution module (122) according to the present invention can calculate the first center value of clustering 1 (clustering for the first difference value) through the average calculation method, and can calculate the second center value of clustering 2 (clustering for the second difference value) through the average calculation method. The K-center clustering process execution module according to the present invention can calculate the final distance value between the first center value and the second center value, and if the size of the final distance value is greater than a predetermined value, it can be determined that the similarity of each cluster is lower than the predetermined value.

즉, 본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122)은 제1 중심값과 제2 중심값의 최종 거리값을 산출하고, 최종 거리값의 크기가 미리 정해진 값보다 큰 경우, 해당 시료의 출처가 되는 고분자 부품에 열화 상태가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 또한, 열화 상태가 발생하는 기준이 되는 최종 거리값의 종류에 따라, 본 발명에 따른 고분자 부품은 열화 상태에 따른 모드(mode) 별로 분류될 수 있다. That is, the K-center clustering process execution module (122) according to the present invention calculates the final distance value between the first center value and the second center value, and if the size of the final distance value is greater than a predetermined value, it can be determined that a deterioration state has occurred in the polymer component that is the source of the corresponding sample. In addition, depending on the type of the final distance value that serves as the criterion for the occurrence of the deterioration state, the polymer component according to the present invention can be classified by mode according to the deterioration state.

본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122)은 특징 1을 x축 좌표로, 특징 2를 y축 좌표로 하여 K-중심 군집화 과정을 수행할 수 있다. 본 발명에 따른 K-중심 군집화 과정 수행 모듈(122)은 클러스터 1의 제1 중심값과 클러스터 2의 제2 중심값을 산출하고, 제1 중심값과 제2 중심값 사이의 유클리드 거리를 산출할 수 있다. 유클리드 거리는 하기 수학식 1에 의하여 정의될 수 있다. The K-center clustering process execution module (122) according to the present invention can perform the K-center clustering process using feature 1 as the x-axis coordinate and feature 2 as the y-axis coordinate. The K-center clustering process execution module (122) according to the present invention can calculate the first center value of cluster 1 and the second center value of cluster 2, and calculate the Euclidean distance between the first center value and the second center value. The Euclidean distance can be defined by the following mathematical expression 1.

[수학식 1][Mathematical Formula 1]

(단, d는 거리값, (x, y)는 좌표값으로서, x는 파수(wave number)에 대응되고, y는 측정된 통과정도(trasmission)에 대응하고, 통과정도는 0~1까지 값임).(where d is a distance value, (x, y) is a coordinate value, x corresponds to the wave number, and y corresponds to the measured transmission, and the transmission is a value from 0 to 1).

본 발명에 따른 시스템은 클러스터 1과 클러스터 2의 최종 거리값을 추출하고, 최종 거리값을 기초로 해당 고분자 부품의 열화 상태를 감지할 수 있다. The system according to the present invention can extract the final distance values of cluster 1 and cluster 2, and detect the deterioration state of the corresponding polymer component based on the final distance values.

이때, 본 발명에 따른 최종 거리값은 다음과 같은 순서로 추출될 수 있다. At this time, the final distance value according to the present invention can be extracted in the following order.

(1) 클러스터 1의 제1 평균값(x1, y1) 및 클러스터 2의 제2 평균값(x2, y2)을 추출(1) Extract the first mean (x1, y1) of cluster 1 and the second mean (x2, y2) of cluster 2.

(2) 제1 평균값 및 제2 평균값은 각각 좌표값이고, 제1 평균값 및 제2 평균값 사이의 최종 거리값(L)을 하기 수학식 2를 기초로 추출(2) The first average value and the second average value are each coordinate values, and the final distance value (L) between the first average value and the second average value is extracted based on the following mathematical formula 2.

[수학식 2][Mathematical formula 2]

(단, (x1, y1)은 클러스터 1의 평균값(=제1 중심값)을 기초로 생성된 좌표값이고, (x2, y2)은 클러스터 2의 평균값(=제2 중심값)을 기초로 생성된 좌표값임)(However, (x1, y1) is a coordinate value generated based on the average value of cluster 1 (= first center value), and (x2, y2) is a coordinate value generated based on the average value of cluster 2 (= second center value))

본 발명은 추출된 최종 거리값(L)이 미리 설정된 거리값보다 큰 경우, 고분자 부품의 열화 상태가 감지된 것으로 정의할 수 있다. The present invention can define that the deterioration state of a polymer component is detected when the extracted final distance value (L) is greater than a preset distance value.

일반적으로, 고분자 부품의 열화 상태가 발생하는 경우 최종 거리값(L)에 보정 계수를 곱하고, 이를 기초로 미리 설정된 거리값과 비교하는 것이 보다 효율적이다. 이를 보정된 최종 거리값(L')이라고 하고 하기 수학식 3 및 수학식 4를 기초로 추출될 수 있다. In general, when a deterioration state of a polymer component occurs, it is more efficient to multiply the final distance value (L) by a correction factor and compare it with a preset distance value based on this. This is called a corrected final distance value (L') and can be extracted based on the following mathematical expressions 3 and 4.

[수학식 3][Mathematical Formula 3]

(단, (x1, y1)은 클러스터 1의 평균값을 기초로 생성된 좌표값이고, (x2, y2)은 클러스터 2의 평균값을 기초로 생성된 좌표값임)(However, (x1, y1) is a coordinate value generated based on the average value of cluster 1, and (x2, y2) is a coordinate value generated based on the average value of cluster 2)

[수학식 4][Mathematical Formula 4]

이때, α는 보다 정확한 이상 상태의 판별을 위한 보정 상수로서, α의 단위는 무시될 수 있다. At this time, α is a correction constant for more accurate determination of the ideal state, and the unit of α can be ignored.

이처럼, 수학식 3 및 수학식 4를 이용한 보정된 최종 거리값(L')을 기초로 열화 상태를 판단하는 경우, 고분자 부품의 열화 상태가 보다 정확하게 도출될 수 있는 효과가 있다. In this way, when the deterioration state is judged based on the corrected final distance value (L') using mathematical expressions 3 and 4, there is an effect in which the deterioration state of the polymer component can be derived more accurately.

[실험 예][Experimental example]

본 발명에 따른 보정 상수를 사용하여 생성된 유클리드 거리를 기초로 고분자 부품의 열화 상태를 감지하는 시스템과, 보정 상수를 사용하지 않은 유클리드 거리를 기초로 고분자 부품의 열화 상태를 감지하는 시스템의 정확도를 비교한 결과는 하기 표 1과 같다. The results of comparing the accuracy of a system for detecting the deterioration state of a polymer component based on a Euclidean distance generated using a correction constant according to the present invention and a system for detecting the deterioration state of a polymer component based on a Euclidean distance without using a correction constant are as shown in Table 1 below.

이때, 정확도는 해당 분야의 전문가 10인을 대상으로 산정된 것으로서, 총 100개의 케이스를 동일한 환경에서 각각의 전문가 10인을 대상으로 설문 및 실험하여 산정된 수치일 수 있다. 정확도는 본 발명에 따른 시스템에 의하여 감지된 열화 상태와 실제 열화 상태를 비교한 것일 수 있다. At this time, the accuracy is calculated based on a survey of 10 experts in the relevant field, and may be a value calculated by surveying and experimenting 10 experts in a total of 100 cases in the same environment. The accuracy may be a comparison of the deterioration state detected by the system according to the present invention and the actual deterioration state.

보정 계수 α 미사용Correction factor α not used 보정 계수 α 사용Using correction factor α 정확도Accuracy 8383 9898

(단위: %)(unit: %)

표 1은 본 발명에 따른 케이스들의 정확도를 나타낸 것이다. 실험 결과, 보정 계수 α를 사용한 경우가, 보정 계수 α를 사용하지 않은 경우보다 현저히 높은 정확도를 가진다. Table 1 shows the accuracy of cases according to the present invention. As a result of the experiment, the case where the correction factor α is used has significantly higher accuracy than the case where the correction factor α is not used.

도 5는 본 발명에 따른 모드별 유클리드 거리값을 비교한 예시이다. Figure 5 is an example comparing Euclidean distance values for each mode according to the present invention.

도 5에 따르면, 본 발명에 따른 고분자 부품의 열화 상태의 정도에 따른 모드(mode) 별로 분류될 수 있다. 본 발명에 따른 모드는 열화 상태의 정도를 상술한 최종 거리값을 기초로 분류한 것일 수 있다. According to Fig. 5, the polymer component according to the present invention can be classified by mode according to the degree of deterioration. The mode according to the present invention can be classified based on the final distance value described above regarding the degree of deterioration.

구체적으로, 제1 모드는 열화 상태가 약간 발생한 단계를 의미할 수 있고, 제2 모드는 열화 상태가 진행되어 일정 기간 이내에 교체가 필요한 단계를 의미할 수 있고, 제3 모드는 열화 상태가 상당히 진행되었으므로 고분자 부품을 사용하는 동작을 중지하고 당장 교체가 필요한 단계를 의미할 수 있다. Specifically, the first mode may mean a stage where a slight deterioration has occurred, the second mode may mean a stage where the deterioration has progressed and replacement is required within a certain period of time, and the third mode may mean a stage where operation using the polymer component has been stopped and replacement is required immediately because the deterioration has progressed significantly.

즉, 본 발명에 따른 제1 모드 내지 제3 모드는 열화 상태에 따른 대처 방법에 따라 분류된 것으로서, 각각의 모드에 따른 대처 방법은 서로 다르다. That is, the first to third modes according to the present invention are classified according to the coping method according to the deterioration state, and the coping method according to each mode is different.

도 5에 따르면, 본 발명에 따른 열화 상태는 제1 모드 내지 제3 모드로 나누어질 수 있다. 제1 모드에서의 최종 거리값은 12 이상 ~ 25 미만의 유클리드 거리값을 가지고, 제2 모드에서의 최종 거리값은 25 이상 ~ 39 미만의 유클리드 거리값을 가지며, 제3 모드에서의 최종 거리값은 39 이상의 유클리드 거리값을 가질 수 있다. 이때 열화 상태가 발생한 것으로 감지하기 위한 기준이 되는 상술한 미리 설정된 유클리드 거리값은 12일 수 있다. According to FIG. 5, the deterioration state according to the present invention can be divided into the first mode to the third mode. The final distance value in the first mode has a Euclidean distance value of 12 or more and less than 25, the final distance value in the second mode has a Euclidean distance value of 25 or more and less than 39, and the final distance value in the third mode can have a Euclidean distance value of 39 or more. In this case, the above-described preset Euclidean distance value, which is a criterion for detecting that the deterioration state has occurred, can be 12.

즉, 제1 모드 내지 제3 모드는 고분자 부품이 열화 상태로 감지된 것을 전제로 나누어진 것으로서 대처 방법에 따라 분류되는 것을 특징으로 할 수 있다. 도 5에 따른 거리값은 하나의 예시로서 이해될 수 있다. That is, the first to third modes can be characterized as being divided based on the premise that the polymer component is detected as being in a deteriorated state and classified according to the coping method. The distance value according to Fig. 5 can be understood as an example.

도 6은 회절 격자형 분광기를 도시한 도면이고, 도 7은 필터형 분광기를 도시한 도면이다.Figure 6 is a drawing illustrating a diffraction grating type spectrometer, and Figure 7 is a drawing illustrating a filter type spectrometer.

분광기(spectrometer)는 좁은 의미로는 전자기파를 파장의 차이에 따라 분해하여 그 세기 분포를 측정하는 장치를 뜻하나, 넓은 의미로는 전자기파뿐만 아니라 전자선 등 입자선의 에너지 분석 장치를 포함하는 용어이다.In a narrow sense, a spectrometer is a device that measures the intensity distribution of electromagnetic waves by breaking them down into differences in wavelength, but in a broad sense, it is a term that includes energy analysis devices for particle beams such as electron beams as well as electromagnetic waves.

도 6에 따르면, 일반적으로 분광기는 분석 대상체가 자체적으로 방출하는 빛, 또는 외부 광원에서 조사되는 빛을 반사하거나 투과하는 빛을 파장 별로 분해하여 그 세기를 측정하는 장치를 말한다. 통상 도 6과 같이 회절격자에 의한 분광기가 주로 상용되고 있으며 이 경우 분해능이 0.1nm이하까지도 가능하여 매우 우수한 반면 부피가 크고 가격이 비싸다. 분광기가 파장 정보를 정확하고 세밀하게 나타내는 정도를 분해능(resolution)이라고 하며, 이러한 분해능은 분광기의 성능을 평가하는 중요한 요소로서 평가된다.According to Fig. 6, a spectrometer generally refers to a device that measures the intensity of light emitted by an analysis target by wavelength, or light reflected or transmitted by an external light source. As shown in Fig. 6, a spectrometer using a diffraction grating is mainly used, and in this case, the resolution is very excellent, down to 0.1 nm or less, but it is bulky and expensive. The degree to which a spectrometer accurately and precisely displays wavelength information is called resolution, and this resolution is evaluated as an important factor in evaluating the performance of a spectrometer.

도 7에 따르면, 이에 반해 투과 필터 어레이를 이용하는 필터형 분광기는 초소형화가 가능하지만 분해능이 3~10 nm범위로 실용화에 한계가 있고 이차원 어레이 광검출기를 사용해야 하므로 특히 적외선 영역에서는 가격이 비싸진다. 필터형 분광기(200)는 소정의 서로 다른 투과 특성을 구비하여 분석 대상체로부터 방출, 반사 또는 투과되는 빛을 통과시키는 광필터 어레이(210), 복수의 필터를 통과한 신호를 검출하는 광검출기 어레이(220), 그리고, 검출된 신호를 분석 및 처리하는 제어부(230)로 구성된다.According to Fig. 7, in contrast, a filter-type spectrometer using a transmission filter array can be miniaturized, but has a resolution of 3 to 10 nm, which limits its practical application, and requires the use of a two-dimensional array photodetector, making it expensive, especially in the infrared region. A filter-type spectrometer (200) is composed of an optical filter array (210) having predetermined different transmission characteristics to transmit light emitted, reflected, or transmitted from an analysis target, a photodetector array (220) that detects signals passing through a plurality of filters, and a control unit (230) that analyzes and processes the detected signals.

도 7에 따르면, 이러한 필터형 분광기의 해상도는 필터간의 광학적 상관도가 작고 필터의 개수가 많을수록 좋아지므로 해상도 향상을 위해서는 서로 특성이 다른 다수의 광필터를 구비하는 것이 필요하다. 그리고 분광기를 구성하는 필터 어레이(210)를 투과하는 신호를 검출하기 위해서는 필터 어레이(210)에 대응되는 광검출기 어레이(220)가 필요하다. 예를 들면 도 2와 같이 2차원 광필터 어레이(210)를 구비한 필터형 분광기(200)는 2차원 어레이 형태의 광검출기(220)를 구비해야 하며 이는 필터형 분광기의 원가에서 가장 큰 비중을 차지한다.According to Fig. 7, the resolution of such a filter-type spectrometer improves as the optical correlation between filters is small and the number of filters increases, so it is necessary to have a plurality of optical filters with different characteristics in order to improve the resolution. In addition, in order to detect a signal passing through the filter array (210) constituting the spectrometer, a photodetector array (220) corresponding to the filter array (210) is required. For example, as shown in Fig. 2, a filter-type spectrometer (200) equipped with a two-dimensional optical filter array (210) must be equipped with a two-dimensional array-type photodetector (220), which accounts for the largest proportion of the cost of the filter-type spectrometer.

도 8은 본 발명에 따른 분광 스펙트럼의 일 예시를 나타낸 것이다. Figure 8 shows an example of a spectral spectrum according to the present invention.

도 8에 따르면, 분광 스펙트럼은 스펙트럼의 형태에 따라 해당 피크가 나타내는 성분의 특성을 표시할 수 있다. 이는 종래에 알려진 것으로서, 본 발명에 따른 제2 스펙트럼 이미지는 도 8과 같이 각각의 피크별로 어떤 성분을 의미하는지가 라벨링된 이미지를 의미할 수 있다. 이때, 도 8의 스펙트럼 이미지는 IR 분광기에서 작용기별 투과도를 도시한 하나의 예시이다. According to Fig. 8, the spectral spectrum can display the characteristics of the component indicated by the corresponding peak according to the form of the spectrum. This is known in the prior art, and the second spectrum image according to the present invention can mean an image in which each peak is labeled with which component it means, as in Fig. 8. At this time, the spectrum image of Fig. 8 is an example showing the transmittance by functional group in an IR spectrometer.

반대로, 본 발명은 투과도가 아니라 흡광도를 기준으로한 스펙트럼 이미지를 사용할 수도 있으며, 투과도 및 흡광도는 서로 구별되므로 하나에 대한 스펙트럼 이미지만 사용하여야 한다. 또한, 본 발명에 따른 스펙트럼 이미지를 생성하기 위한 분광기는 적외선 분광기 등 다양한 종류가 있으나, 그 중 하나의 종류로서 사용되어야 한다. Conversely, the present invention may use a spectrum image based on absorbance rather than transmittance, and since transmittance and absorbance are distinct from each other, only a spectrum image for one should be used. In addition, although there are various types of spectrometers for generating a spectrum image according to the present invention, such as an infrared spectrometer, one type should be used.

도 9는 본 발명에 따른 카메라 모듈을 나타낸 것이다. Figure 9 illustrates a camera module according to the present invention.

도 9에 따르면, 본 카메라 모듈(150)은 광 이미지로부터 이미지 데이터를 생성할 수 있다. 카메라 모듈(150)은 측벽에 관통홀을 포함하는 하우징(1324), 관통홀에 설치된 렌즈(1321) 및 렌즈(1321)를 구동하는 구동부(1323)를 포함할 수 있다. 관통홀은 렌즈(1321)의 직경에 대응되는 크기로 형성될 수 있다. 렌즈(1321)는 관통홀에 삽입될 수 있다. According to FIG. 9, the camera module (150) can generate image data from an optical image. The camera module (150) can include a housing (1324) including a through hole in a side wall, a lens (1321) installed in the through hole, and a driving unit (1323) that drives the lens (1321). The through hole can be formed to a size corresponding to the diameter of the lens (1321). The lens (1321) can be inserted into the through hole.

렌즈 구동부(1323)는 렌즈(1321)를 전방 또는 후방으로 움직이도록 제어하는 구성일 수 있다. 렌즈(1321)와 렌즈 구동부(1323)는 종래 알려진 방식으로 연결되고 렌즈(1321)는 종래 알려진 방식으로 렌즈 구동부(1323)에 의하여 제어될 수 있다. The lens driving unit (1323) may be configured to control the lens (1321) to move forward or backward. The lens (1321) and the lens driving unit (1323) may be connected in a conventionally known manner, and the lens (1321) may be controlled by the lens driving unit (1323) in a conventionally known manner.

다양한 이미지를 수득하기 위해서는 렌즈(1321)가 카메라 모듈(150) 또는 하우징(1324)의 외부로 노출될 필요가 있다. To obtain various images, the lens (1321) needs to be exposed to the outside of the camera module (150) or housing (1324).

특히, 본 발명에 따른 렌즈(1321)는 하우징(1324)의 외부에 노출되도록 위치하여야 한다. 따라서, 내오염성이 강한 렌즈가 필요하다. 본 발명은 렌즈를 코팅하는 코팅층을 제안하여, 이러한 문제점을 해결하고자 하였다. In particular, the lens (1321) according to the present invention should be positioned so as to be exposed to the outside of the housing (1324). Therefore, a lens with strong contamination resistance is required. The present invention proposes a coating layer for coating the lens to solve this problem.

바람직하게 상기 렌즈(1321)는 그 표면에 하기의 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제가 포함되는 코팅조성물로 코팅된 것일 수 있다.Preferably, the lens (1321) may be coated on its surface with a coating composition including an acrylic compound represented by the following chemical formula 1; an organic solvent, inorganic particles, and a dispersant.

[화학식 1][Chemical Formula 1]

여기서, Here,

n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며, n and m are equal to or different from each other and are each independently an integer from 1 to 100,

L1은 바이페닐렌기이다.L 1 is a biphenylene group.

상기 코팅조성물로 렌즈(1321)가 코팅된 경우 우수한 발수성 및 내오염성을 나타낼 수 있기 때문에 차량의 외부에 설치된 렌즈(1321)가 오염 환경에 장기간 노출되더라도, 도로정보로 활용할 수 있는 이미지 또는 영상을 수집할 수 있다.Since the lens (1321) can exhibit excellent water-repellent and contamination-resistant properties when coated with the above coating composition, even if the lens (1321) installed on the exterior of the vehicle is exposed to a polluted environment for a long period of time, images or videos that can be used as road information can be collected.

상기 무기 입자는 실리카, 알루미나 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 상기 무기 입자의 평균 직경은 70 내지 100㎛이지만, 상기 예시에 국한되지 않는다. 상기 무기 입자는 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)으로 형성 후, 물리적인 강도를 향상시키고, 점도를 일정 범위로 유지시켜 성형성을 높일 수 있다. The above inorganic particles may be selected from the group consisting of silica, alumina, and mixtures thereof. The average diameter of the above inorganic particles is 70 to 100 μm, but is not limited to the above example. The above inorganic particles may be formed as a coating layer (1322) on the surface of the lens (1321), and may improve physical strength and maintain viscosity within a certain range to improve formability.

상기 유기 용매는 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 및 이들의 혼합으로 이루어진 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 메틸에틸케톤을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않는다. The above organic solvent is selected from the group consisting of methyl ethyl ketone (MEK), toluene, and mixtures thereof, and preferably methyl ethyl ketone can be used, but is not limited to the above examples.

상기 분산제로는 폴리에스테르 계열의 분산제를 사용할 수 있고, 구체적으로 2-메톡시프로필 아세테이트 및 1-메톡시-2-프로필 아세테이트의 공중합체로 이루어진 폴리에스테르 계열의 분산안정제로서 TEGO-Disperse 670 (제조사: EVONIK)을 사용할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 통상의 기술자에게 자명한 분산제는 제한 없이 모두 사용 가능하다.As the above dispersant, a polyester series dispersant can be used, and specifically, TEGO-Disperse 670 (manufacturer: EVONIK) can be used as a polyester series dispersion stabilizer composed of a copolymer of 2-methoxypropyl acetate and 1-methoxy-2-propyl acetate, but is not limited to the above examples, and any dispersant obvious to those skilled in the art can be used without limitation.

상기 코팅 조성물은 기타 첨가제로 안정화제를 추가로 포함할 수 있고, 상기 안정화제는 자외선 흡수제, 산화방지제 등을 포함할 수 있으나, 상기 예시에 국한되지 않고 제한 없이 사용 가능하다.The above coating composition may additionally contain a stabilizer as other additives, and the stabilizer may contain an ultraviolet absorber, an antioxidant, etc., but is not limited to the above examples and may be used without limitation.

상기 코팅층(1322)을 형성하기 위한, 코팅 조성물은 보다 구체적으로 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물; 유기 용매, 무기 입자 및 분산제를 포함할 수 있다.The coating composition for forming the above coating layer (1322) may more specifically include an acrylic compound represented by the above chemical formula 1; an organic solvent, inorganic particles, and a dispersant.

상기 코팅 조성물은 유기용매 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물 40 내지 60 중량부, 무기 입자 20 내지 40 중량부 및 분산제 5 내지 15 중량부를 포함할 수 있다. 상기 범위에 의하는 경우 각 구성 성분의 상호 작용에 의한 발수 효과가 임계적 의의가 있는 정도의 상승효과가 발현되며, 상기 범위를 벗어나는 경우 상승효과가 급격히 저하되거나 거의 없게 된다.The above coating composition may contain 40 to 60 parts by weight of an acrylic compound represented by the above chemical formula 1, 20 to 40 parts by weight of inorganic particles, and 5 to 15 parts by weight of a dispersant, per 100 parts by weight of an organic solvent. Within the above range, a synergistic effect is expressed to a critical degree due to the interaction of each component in terms of a water-repellent effect, and outside the above range, the synergistic effect is drastically reduced or becomes almost non-existent.

보다 바람직하게, 상기 코팅 조성물의 점도는 1500 내지 1800cP이며, 상기 점도가 1500cP 미만인 경우에는 렌즈(1321) 표면에 도포하면, 흘러내려 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있고, 1800cP를 초과하는 경우에는 균일한 코팅층(1322)의 형성이 용이하지 않은 문제가 있다.More preferably, the viscosity of the coating composition is 1500 to 1800 cP. If the viscosity is less than 1500 cP, there is a problem that when applied to the surface of a lens (1321), it flows down and it is not easy to form a coating layer (1322). If the viscosity exceeds 1800 cP, there is a problem that it is not easy to form a uniform coating layer (1322).

[제조예 1: 코팅층의 제조][Manufacturing Example 1: Manufacturing of coating layer]

1. 코팅 조성물의 제조1. Preparation of coating composition

메틸에틸케톤에 하기 화학식 1로 표시되는 아크릴계 화합물, 무기입자 및 분산제를 혼합하여, 코팅 조성물을 제조하였다:A coating composition was prepared by mixing an acrylic compound represented by the following chemical formula 1, inorganic particles, and a dispersant into methyl ethyl ketone:

[화학식 1][Chemical Formula 1]

여기서, Here,

n 및 m은 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이며, n and m are equal to or different from each other and are each independently an integer from 1 to 100,

L1은 바이페닐렌기이다.L 1 is a biphenylene group.

상기 대전방지 조성물의 보다 구체적인 조성은 하기 표 2와 같다. A more specific composition of the above anti-static composition is as shown in Table 2 below.

TX1TX1 TX2TX2 TX3TX3 TX4TX4 TX5TX5 유기용매Organic solvent 100100 100100 100100 100100 100100 아크릴계 화합물Acrylic compounds 3030 4040 5050 6060 7070 무기입자Weapon particles 1010 2020 3030 4040 5050 분산제Dispersant 11 55 1010 1515 2020

(단위 중량부)(unit weight)

2. 코팅층의 제조2. Manufacturing of coating layer

렌즈(1321)의 일면에 상기 DX1 내지 DX5의 코팅 조성물을 도포 후, 경화시켜 코팅층(1322)을 형성하였다. After applying the coating composition of DX1 to DX5 to one surface of the lens (1321), it was cured to form a coating layer (1322).

[실험예][Experimental example]

1. 표면 외관에 대한 평가1. Evaluation of surface appearance

코팅 조성물의 점도 차이로 인해, 코팅층(1322)을 제조한 이후, 균일한 표면이 형성되었는지 여부에 대해 관능 평가를 진행하였다. 균일한 코팅층(1322)을 형성하였는지 여부에 대한 평가를 진행하였고, 하기와 같은 기준에 의해 평가를 진행하였다. Due to the difference in viscosity of the coating composition, a sensory evaluation was conducted to determine whether a uniform surface was formed after the coating layer (1322) was manufactured. An evaluation was conducted to determine whether a uniform coating layer (1322) was formed, and the evaluation was conducted based on the following criteria.

○: 균일한 코팅층 형성○: Formation of a uniform coating layer

×: 불균일한 코팅층의 형성×: Formation of an uneven coating layer

TX1TX1 TX2TX2 TX3TX3 TX4TX4 TX5TX5 관능 평가Sensory evaluation ХX ХX

코팅층(1322)을 형성할 때, 일정 점도 미만인 경우에는 렌즈(1321)의 표면에서 흐름이 발생하여, 경화 공정 이후, 균일한 코팅층(1322)의 형성이 어려운 경우가 다수 발생하였다. 이에 따라, 생산 수율이 낮아지는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점도가 너무 높은 경우에도, 조성물의 균일 도포가 어려워 균일한 코팅층(1322)의 형성이 불가하였다.When forming a coating layer (1322), if the viscosity is below a certain level, flow occurs on the surface of the lens (1321), and in many cases, it is difficult to form a uniform coating layer (1322) after the curing process. Accordingly, a problem of low production yield may occur. In addition, if the viscosity is too high, it is difficult to uniformly apply the composition, and thus it is impossible to form a uniform coating layer (1322).

2. 발수각의 측정2. Measurement of the water repellency angle

상기 렌즈(1321) 표면에 코팅층(1322)을 형성한 이후, 발수각을 측정한 결과는 하기 표 4와 같다. After forming a coating layer (1322) on the surface of the lens (1321), the results of measuring the water repellency angle are as shown in Table 4 below.

전진 접촉각 (")Advancing contact angle (") 정지 접촉각 (")Stationary contact angle (") 후진 접촉각 (")Backward contact angle (") TX1TX1 117.1±2.9117.1±2.9 112.1±4.1112.1±4.1 < 10< 10 TX2TX2 132.4±1.5132.4±1.5 131.5±2.7131.5±2.7 141.7±3.4141.7±3.4 TX3TX3 138.9±3.0138.9±3.0 138.9±2.7138.9±2.7 139.8±3.7139.8±3.7 TX4TX4 136.9±2.0136.9±2.0 135.6±2.6135.6±2.6 140.4±3.4140.4±3.4 TX5TX5 116.9±0.7116.9±0.7 115.4±3.0115.4±3.0 < 10< 10

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, TX1 내지 TX5의 코팅 조성물을 이용하여 코팅층(1322)을 형성한 이후, 접촉각을 측정한 결과를 확인하였다. TX1 및 TX5는 후진 접촉각이 10도 미만으로 측정되었다. 즉, 코팅 조성물을 제조하기 위한 최적의 범위를 벗어나게 되는 경우, 물방울이 피닝(Pinning)되는 현상이 발생하는 것을 확인하였다. 반면 TX2 내지 4에서는 피닝 현상이 발생하지 않음을 확인하여 우수한 방수 효과를 나타낼 수 있음을 확인하였다.As shown in Table 4 above, after forming a coating layer (1322) using the coating compositions of TX1 to TX5, the results of measuring the contact angle were confirmed. The receding contact angles of TX1 and TX5 were measured to be less than 10 degrees. That is, it was confirmed that when the optimal range for producing the coating composition was exceeded, a pinning phenomenon of water droplets occurred. On the other hand, it was confirmed that the pinning phenomenon did not occur in TX2 to 4, confirming that excellent waterproofing effects could be exhibited.

3. 내오염성 평가3. Evaluation of contamination resistance

외부 환경에 상기 실시예에 따른 코팅층(1322)을 형성한 렌즈(1321)를 모형카메라에 부착하고, 40일 간 외부 환경에 노출되도록 하였다. 비교예(Con)로는 코팅층(1322)이 형성되지 않은 동일한 렌즈(1321)를 사용하였으며, 각 실시예에 모형카메라는 동일한 외부 환경에 설치하였다.A lens (1321) having a coating layer (1322) formed according to the above embodiment in an external environment was attached to a model camera and exposed to an external environment for 40 days. As a comparative example (Con), an identical lens (1321) without a coating layer (1322) formed was used, and the model camera for each example was installed in the same external environment.

그 뒤 실험 전후의 렌즈(1321)의 오염 정도를 유관으로 평가하였고, 객관적인 비교를 위하여 코팅층(1322)이 형성되지 않은 비교예와 비교하여 그 결과를 1 내지 10의 지수로 평가하여 하기의 표 5에 나타내었다. 하기의 지수는 그 숫자가 낮을수록 내오염성이 우수한 것이다.Thereafter, the degree of contamination of the lens (1321) before and after the experiment was evaluated objectively, and the results were evaluated on an index of 1 to 10 compared to a comparative example in which a coating layer (1322) was not formed, and are shown in Table 5 below. The lower the number of the index below, the better the contamination resistance.

ConCon TX1TX1 TX2TX2 TX3TX3 TX4TX4 TX5TX5 내오염성My contamination resistance 1010 77 33 33 33 88

(단위: 지수)(Unit: Index)

상기 표 5를 참조하면, 렌즈(1321)에 코팅층(1322)을 형성하는 경우 외부 환경에 카메라 모듈을 설치하면서 렌즈(1321)가 외부로 노출되도록 하여도 높은 내오염성을 기초로 오랜 기간 분석하기 용이한 형태로 이미지 데이터를 수집할 수 있다는 점을 알 수 있다. 특히 TX2 내지 TX4에 의하는 경우 코팅층(1322)에 의한 내오염성이 매우 우수하다는 점을 확인할 수 있다.Referring to Table 5 above, it can be seen that when a coating layer (1322) is formed on a lens (1321), image data can be collected in a form that is easy to analyze for a long period of time based on high contamination resistance even when the lens (1321) is exposed to the outside while installing the camera module in an external environment. In particular, it can be confirmed that the contamination resistance by the coating layer (1322) is very excellent in the case of TX2 to TX4.

도 10은 본 발명에 따른 이미지 보정 필터의 예시를 나타낸 도면이다. FIG. 10 is a drawing showing an example of an image correction filter according to the present invention.

도 10에 따르면, 필터의 종류와 기능이 나타나 있다. 즉, CNN 알고리즘은 복수의 레이어를 사용하는 학습 알고리즘일 수 있다. 또한, CNN 알고리즘은 이미지 분류 정확도를 최대화하는 필터를 자동으로 학습할 수 있으며, 합성곱 계층과 폴링 계층이라고 하는 새로운 층을 풀리 커넥티드 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미지에 대해 분류 연산을 수행할 수 있다. CNN 알고리즘은 합성곱 계층 (convolutional layer)과 풀링 계층 (pooling layer)이라고 하는 새로운 층을 fully-connected 계층 이전에 추가함으로써 원본 이미지에 필터링 기법을 적용한 뒤에 필터링된 이미에 대해 분류 연산이 수행되도록 구성될 수 있다. According to Fig. 10, the types and functions of filters are shown. That is, the CNN algorithm can be a learning algorithm that uses multiple layers. In addition, the CNN algorithm can automatically learn a filter that maximizes image classification accuracy, and can perform a classification operation on the filtered image after applying a filtering technique to the original image by adding new layers called convolutional layers and pooling layers before the fully-connected layer. The CNN algorithm can be configured to perform a classification operation on the filtered image after applying a filtering technique to the original image by adding new layers called convolutional layers and pooling layers before the fully-connected layer.

이때, CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터에 대한 연산식은 아래의 수학식 5와 같다. At this time, the calculation formula for the image filter using the CNN algorithm is as shown in mathematical formula 5 below.

[수학식 5][Mathematical Formula 5]

(단, (step,

: 행렬로 표현된 필터링된 이미지의 i번째 행, j번째 열의 픽셀, : pixel of the i-th row and j-th column of the filtered image expressed as a matrix,

: 필터, : filter,

: 이미지, : image,

: 필터의 높이 (행의 수), : Height of the filter (number of rows),

: 필터의 너비 (열의 수)이다. ) : is the width of the filter (number of columns).

도 11은 본 발명에 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 방법을 나타낸 것이다. Figure 11 illustrates a method for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention.

또한, 본 발명에 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 방법을 수행하는 주체는 상술한 사용자 단말(도 1의 100) 또는 사용자 단말(도 1의 100)에 포함된 프로세서일 수 있다. In addition, the subject performing the method for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention may be the user terminal (100 of FIG. 1) described above or a processor included in the user terminal (100 of FIG. 1).

도 11에 따르면, 본 발명에 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 방법은, 정상 상태의 고분자 부품에 포함된 작용기에 대하여 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습하는 단계(S1100), 대상 시료에 대한 제1 스펙트럼 이미지를 학습하는 단계(S1200), 학습된 결과값 및 제1 스펙트럼 이미지를 기초로 대상 시료의 열화 상태를 감지하는 단계(S1300), 및 열화 상태를 사용자에게 표시하는 단계(S1400)를 포함할 수 있다. According to FIG. 11, the method for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention may include a step (S1100) of learning a second spectrum image that is pre-labeled for a functional group included in a polymer component in a normal state, a step (S1200) of learning a first spectrum image for a target sample, a step (S1300) of detecting a degradation state of the target sample based on the learned result value and the first spectrum image, and a step (S1400) of displaying the degradation state to a user.

본 발명에 따른 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 방법에 따른 설명 중 상술한 따른 딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템에 대한 설명과 동일하거나 중복되는 내용은 생략될 수 있다. In the description of the method for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning according to the present invention, any content that is identical or overlapping with the description of the system for detecting degradation characteristics of a polymer component based on deep learning described above may be omitted.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 모델링하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽힐 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 모델링되는 것도 포함한다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 명세서의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 명세서의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 명세서의 범위에 포함된다.The above-described present invention can be modeled as a computer-readable code on a medium in which a program is recorded. The computer-readable medium includes all kinds of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of the computer-readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, an optical data storage device, and the like, and also includes those modeled in the form of a carrier wave (e.g., transmission via the Internet). Accordingly, the above detailed description should not be construed as limiting in all respects, but should be considered as illustrative. The scope of the present disclosure should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalency range of the present disclosure are intended to be included in the scope of the present disclosure.

앞에서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 서로 배타적이거나 구별되는 것은 아니다. 앞서 설명된 본 발명의 어떤 실시 예들 또는 다른 실시 예들은 각각의 구성 또는 기능이 병용되거나 조합될 수 있다.Any of the embodiments or other embodiments of the present invention described above are not mutually exclusive or distinct. Any of the embodiments or other embodiments of the present invention described above may have their respective configurations or functions combined or used together.

상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in all respects but should be considered as illustrative. The scope of the invention should be determined by a reasonable interpretation of the appended claims, and all changes coming within the equivalent scope of the invention are intended to be embraced within the scope of the invention.

100: 사용자 단말
200: 분광기
100: User terminal
200: Spectroscope

Claims (7)

고분자 부품의 열화 특성을 감지하는 시스템에 있어서,
상기 고분자 부품으로부터 추출된 시료에 대한 제1 스펙트럼 이미지를 생성하는 분광기; 및
심층 신경망을 통하여 상기 제1 스펙트럼 이미지를 학습하고, 상기 제1 스펙트럼 이미지에 대한 특징점을 추출하며, 상기 특징점을 기초로 상기 시료의 열화 상태를 감지하는 사용자 단말;을 포함하되,
상기 사용자 단말은,
미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습하고, 학습된 결과값 및 상기 제1 스펙트럼 이미지를 기초로 상기 열화 상태를 감지하되,
상기 제2 스펙트럼 이미지는 상기 고분자 부품에 포함된 것으로 미리 알려진 작용기를 기초로 생성된 것이며,
상기 사용자 단말은,
상기 심층 신경망을 통하여 상기 제1 스펙트럼 이미지 및 상기 제2 스펙트럼 이미지에 포함된 복수의 피크(peak)에 대한 복수의 좌표 정보를 획득하고, 상기 복수의 좌표 정보에 대하여 K-중심 군집화 과정을 수행하며, 상기 K-중심 군집화 과정을 기초로 최종적으로 2개의 클러스터를 생성하며, 상기 2개의 클러스터 사이의 유클리드 거리를 기초로 유사도를 도출하고, 상기 2개의 클러스터 각각의 평균값을 추출하며, 상기 2개의 클러스터 각각의 평균값을 추출하고, 상기 각각의 평균값 간의 거리값을 추출하며, 상기 거리값을 기초로 상기 열화 상태를 감지하되,
상기 제1 스펙트럼 이미지 및 상기 제2 스펙트럼 이미지에 포함된 (i) 스펙트럼의 파수를 x 좌표로 하고 (ii) 파장의 투과정도를 y 좌표로 하여 군집화 과정을 거쳐, (i) 군집화된 상기 스펙트럼의 파수 및 (ii) 군집화된 상기 파장의 투과정도 간의 상기 거리값을 산출하고,
상기 거리값에 보정 계수를 곱하여 보정된 거리값에 따라 상기 열화 상태를 감지하는,
딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템.
In a system for detecting the deterioration characteristics of polymer components,
A spectrometer for generating a first spectrum image of a sample extracted from said polymer component; and
A user terminal that learns the first spectrum image through a deep neural network, extracts feature points for the first spectrum image, and detects the deterioration state of the sample based on the feature points; including:
The above user terminal,
Learn the pre-labeled second spectrum image, and detect the deterioration state based on the learned result value and the first spectrum image.
The above second spectrum image is generated based on functional groups known in advance to be included in the polymer component,
The above user terminal,
Obtaining multiple coordinate information for multiple peaks included in the first spectrum image and the second spectrum image through the deep neural network, performing a K-centered clustering process on the multiple coordinate information, finally generating two clusters based on the K-centered clustering process, deriving a similarity based on the Euclidean distance between the two clusters, extracting an average value of each of the two clusters, extracting an average value of each of the two clusters, extracting a distance value between each average value, and detecting the deterioration state based on the distance value,
The distance value between (i) the wavenumber of the spectrum included in the first spectrum image and the second spectrum image is calculated by performing a clustering process using (i) the wavenumber of the spectrum as the x-coordinate and (ii) the transmittance of the wavelength as the y-coordinate, and (ii) the transmittance of the wavelength as the y-coordinate.
Multiplying the above distance value by a correction coefficient and detecting the deterioration state according to the corrected distance value.
A deep learning-based degradation characteristic detection system for polymer components.
삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 심층 신경망은,
CNN 알고리즘을 사용한 이미지 필터를 포함하는 것인,
딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템.
In the first paragraph,
The above deep neural network,
Contains an image filter using a CNN algorithm,
A deep learning-based degradation characteristic detection system for polymer components.
제1항에 있어서,
상기 사용자 단말은,
상기 제1 스펙트럼 이미지를 촬영하기 위한 카메라 모듈을 포함하고,
상기 카메라 모듈은,
측벽에 관통홀을 포함하는 하우징; 및
상기 관통홀에 설치된 렌즈;를 포함하는 것인,
딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 시스템.
In the first paragraph,
The above user terminal,
comprising a camera module for capturing the first spectrum image;
The above camera module,
a housing including a through hole in the side wall; and
A lens installed in the above through hole; including;
A deep learning-based degradation characteristic detection system for polymer components.
정상 상태의 고분자 부품에 포함된 작용기에 대하여 미리 라벨링된 제2 스펙트럼 이미지를 학습하는 단계;
대상 시료에 대한 제1 스펙트럼 이미지를 학습하는 단계;
학습된 결과값 및 상기 제1 스펙트럼 이미지를 기초로 상기 대상 시료의 열화 상태를 감지하는 단계; 및
상기 열화 상태를 표시하는 단계;를 포함하며,
상기 열화 상태를 감지하는 단계는,
심층 신경망을 통하여 상기 제1 스펙트럼 이미지 및 상기 제2 스펙트럼 이미지에 포함된 복수의 피크(peak)에 대한 복수의 좌표 정보를 획득하고, 상기 복수의 좌표 정보에 대하여 K-중심 군집화 과정을 수행하며, 상기 K-중심 군집화 과정을 기초로 최종적으로 2개의 클러스터를 생성하며, 상기 2개의 클러스터 사이의 유클리드 거리를 기초로 유사도를 도출하고, 상기 2개의 클러스터 각각의 평균값을 추출하며, 상기 2개의 클러스터 각각의 평균값을 추출하고, 상기 각각의 평균값 간의 거리값을 추출하며, 상기 거리값을 기초로 상기 열화 상태를 감지하되,
상기 제1 스펙트럼 이미지 및 상기 제2 스펙트럼 이미지에 포함된 (i) 스펙트럼의 파수를 x 좌표로 하고 (ii) 파장의 투과정도를 y 좌표로 하여 군집화 과정을 거쳐, (i) 군집화된 상기 스펙트럼의 파수 및 (ii) 군집화된 상기 파장의 투과정도 간의 상기 거리값을 산출하고,
상기 거리값에 보정 계수를 곱하여 보정된 거리값에 따라 상기 열화 상태를 감지하는,
딥러닝 기반 고분자 부품의 열화 특성 감지 방법.
A step of learning a pre-labeled second spectrum image for functional groups included in a polymer component in a normal state;
A step of learning a first spectrum image for a target sample;
A step of detecting the deterioration state of the target sample based on the learned result value and the first spectrum image; and
A step of displaying the above deterioration state; comprising:
The step of detecting the above deterioration condition is:
A method of obtaining multiple coordinate information for multiple peaks included in the first spectrum image and the second spectrum image through a deep neural network, performing a K-centered clustering process on the multiple coordinate information, finally generating two clusters based on the K-centered clustering process, deriving a similarity based on the Euclidean distance between the two clusters, extracting an average value of each of the two clusters, extracting an average value of each of the two clusters, extracting a distance value between each average value, and detecting the deterioration state based on the distance value,
The distance value between (i) the wavenumber of the spectrum included in the first spectrum image and the second spectrum image is calculated by performing a clustering process using (i) the wavenumber of the spectrum as the x-coordinate and (ii) the transmittance of the wavelength as the y-coordinate, and (ii) the transmittance of the wavelength as the y-coordinate.
Multiplying the above distance value by a correction coefficient and detecting the deterioration state according to the corrected distance value.
A method for detecting degradation characteristics of polymer components based on deep learning.
명령어들을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체로서,
상기 명령어들은 프로세서에 의해 실행될 때, 상기 프로세서로 하여금 제6항의 방법을 수행하게 하는, 비일시적 컴퓨터 판독가능 매체.
As a non-transitory computer-readable medium storing instructions,
A non-transitory computer-readable medium having instructions that, when executed by a processor, cause the processor to perform the method of claim 6.
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