Development of clothing contamination method and image processing for evaluating the performance of fine dust blocking clothing

Abstract

Since clothing covers the human skin, clothing with fine dust blocking performance has been recently developed to prevent the inflow of fine dust. There is, however, no method to evaluate the performance of clothing with the fine dust blocking function. A clothing contamination method to evaluate clothing with fine dust blocking performance and an image processing technique to measure the pollution degree were developed. To create a clothing contamination environment similar to the actual environment, clothing contamination was performed under the global average wind speed condition. In addition, clothing was contaminated using aerosol particles in a chamber that can simulate the fine dust concentration. Four types of particles were examined as fine dust simulants, and the most suitable particles for contamination and measurement were selected. The pollution degree of fabric was set to five steps by varying the contamination time. In a chamber constructed to block external light and minimize the reflection of internal lighting, the images of contaminated fabric required for image processing were captured. Lighting suitable for measuring the luminescence and images of particles was selected, and a camera and a lens with resolving power capable of observing the aerosol particles of contaminated fabric were selected. The pollution degree of contaminated fabric was analyzed based on the ratio of the number of pixels after the fluorescent part of the image was extracted and converted using the image analysis software provided by NI (Image assistant). The clothing contamination method and image processing technique developed in this study are expected to be highly useful in evaluating the pollution degree of clothing with fine dust blocking performance.|의류는 인간의 피부를 덮어 주는 역할을 하므로, 최근에는 미세먼지의 유입 을 막기 위한 목적에서 미세먼지 차단 성능을 가진 의류들이 속속 개발되고 있다. 하지만 미세먼지 차단 기능을 가진 의류의 성능을 평가하는 방법이 부 재한 실정이다. 미세먼지 차단 성능을 가진 의류를 평가하기 위한 의류 오염 법과 오염도 측정을 위한 이미지 프로세싱 기법을 개발하였다. 실제 환경과 유사한 의류 오염 환경 조성을 위해 전세계 평균 풍속 조건에서 의류 오염을 진행하였다. 또한, 미세먼지 농도를 모사할 수 있는 체임버 안에서 에어로졸 입자를 사용 하여 의류를 오염시켰다. 미세먼지 모사체로 총 4가지 종류의 입자를 검토하 였고 오염 및 측정에 가장 적합한 입자를 선정하였다. 원단의 오염도 단계 설 정을 위해 오염 시간에 차이를 줘서 총 5 단계로 설정하였다. 외부로부터의 빛을 차단하고 내부 조명의 반사를 최소화할 수 있도록 제작 한 촬영 체임버에서 이미지 프로세싱에 필요한 오염 원단의 사진 촬영을 진행 하였다. 입자의 발광성 및 이미지 측정에 적합한 조명을 선정하였고, 오염된 원단의 에어로졸 입자를 관찰할 수 있는 분해능을 가진 카메라 및 렌즈를 선 정하였다. 오염된 원단의 오염도는 NI사에서 제공하는 영상 분석 프로그램 (Image assistant)을 활용하여 이미지 내 형광 부분을 추출하여 변환 후 픽셀 수의 비로 분석하였다. 본 연구에서 개발된 의류 오염 법 및 이미지 프로세싱 기법은 미세먼지 차 단 성능이 있는 의류의 오염도를 평가하는 데 있어서 그 활용도가 매우 높을 것으로 기대된다.