• 제목/요약/키워드: Detection and Classification

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16S rRNA를 이용한 다금바리, 자바리, 능성어 판별법 개발 (Development of Detection Method for Niphon spinosus, Epinephelus bruneus, and Epinephelus septemfasciatus using 16S rRNA Gene)

  • 박용춘;정용현;김미라;신준호;김규헌;이재황;조태용;이화정;이상재;한상배
    • 한국식품과학회지
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    • 제45권1호
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    • pp.1-7
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    • 2013
  • 다금바리, 자바리 및 능성어는 농어목(Perciformes Order) 바리과(Serranidae Family)에 속하며, 고급횟감으로 인기가 높은 어종이다. 자바리 및 능성어의 경우 몸통부분에 줄무늬가 선명하게 있으나 성어가 되면서 점차 불분명해지는 특징이 있어 무늬의 유무로 인하여 다금바리와 구별하기는 쉽지 않다. 또한 자바리는 제주도에서 다금바리라는 명칭으로 불리고 있으며, 일부 유통업자들이 자바리 및 능성어를 다금바리로 유통시키는 사례가 있어 종 특이 프라이머를 이용한 판별법을 마련하게 되었다. 종 특이 프라이머를 설계하기 위하여 유전자은행(www.ncbi.nlm.nih.gov)에 등록되어있는 다금바리(Accession No. AY947575), 자바리(Accession No. JN603832), 능성어(Accession No. AY947559), 우럭(Accession No. DQ678295) 등의 16S DNA부위의 염기서열을 대상으로 하였으며 비교 및 분석에는 소프트웨어인 BioEdit ver. 7.0.9.0 프로그램을 사용하였다. 그 결과 다금바리, 자바리, 능성어를 판별할 수 있는 각각의 NS-003-F/NS-005-R(136 bp), EB-001-F/EB-002-R(181 bp), ES-001-F/ES-001-R(123 bp) 프라이머를 개발하였으며, PCR 조건을 확립하였다. 또한 적용성 검토를 위하여 우럭, 참돔을 대상으로 실시한 결과 비 특이적 밴드가 형성되지 않는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구에서 개발된 다금바리 등에 대한 판별법은 시중에 불법적으로 유통 가능성이 있는 제품을 신속하고 과학적으로 판별할 수 있어 식품안전관리에 활용도가 매우 클 것으로 기대된다.

다각형 용기의 품질 향상을 위한 딥러닝 구조 개발 (Development of Deep Learning Structure to Improve Quality of Polygonal Containers)

  • 윤석문;이승호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.493-500
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    • 2021
  • 본 논문에서는 다각형 용기의 품질 향상을 위한 딥러닝 구조 개발을 제안한다. 딥러닝 구조는 convolution 층, bottleneck 층, fully connect 층, softmax 층 등으로 구성된다. Convolution 층은 입력 이미지 또는 이전 층의 특징 이미지를 여러 특징 필터와 convolution 3x3 연산하여 특징 이미지를 얻어 내는 층이다. Bottleneck 층은 convolution 층을 통해 추출된 특징 이미지상의 특징들 중에서 최적의 특징들만 선별하여 convolution 1x1 ReLU로 채널을 감소시키고convolution 3x3 ReLU를 실시한다. Bottleneck 층을 거친 후에 수행되는 global average pooling 연산과정은 convolution 층을 통해 추출된 특징 이미지의 특징들 중에서 최적의 특징들만 선별하여 특징 이미지의 크기를 감소시킨다. Fully connect 층은 6개의 fully connect layer를 거쳐 출력 데이터가 산출된다. Softmax 층은 입력층 노드의 값과 연산을 진행하려는 목표 노드 사이의 가중치와 곱을 하여 합하고 활성화 함수를 통해 0~1 사이의 값으로 변환한다. 학습이 완료된 후에 인식 과정에서는 학습 과정과 마찬가지로 카메라를 이용한 이미지 획득, 측정 위치 검출, 딥러닝을 활용한 비원형 유리병 분류 등을 수행하여 비원형 유리병을 분류한다. 제안된 다각형 용기의 품질 향상을 위한 딥러닝 구조의 성능을 평가하기 위하여 공인시험기관에서 실험한 결과, 양품/불량 판별 정확도 99%로 세계최고 수준과 동일한 수준으로 산출되었다. 검사 소요 시간은 평균 1.7초로 비원형 머신비전 시스템을 사용하는 생산 공정의 가동 시간 기준 내로 산출되었다. 따라서 본 본문에서 제안한 다각형 용기의 품질 향상을 위한 딥러닝 구조의 성능의 그 효용성이 입증되었다.

한국인 자폐스펙트럼장애에서 Glutamate Receptor, Ionotropic, N-methyl-D-Aspartate 2B(GRIN2B) 유전자 다형성-가족기반연구 (Polymorphisms in Glutamate Receptor, Ionotropic, N-methyl-D-aspartate 2B(GRIN2B) Genes of Autism Spectrum Disorders in Korean Population : Family-based Association Study)

  • 유희정;조인희;박미라;유한익;김진희;김순애
    • 생물정신의학
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    • 제13권4호
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    • pp.289-298
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    • 2006
  • 목 적: 본 연구의 목적은 자폐스펙트럼장애를 가진 아동들과 그 부모로 이루어진 trio를 대상으로 이 장애와 NMDA 수용체 유전자, 그 가운데 GRIN2B 유전자와의 관련성을 규명하고자 하는 것이다. 방 법: 발달지연을 주소로 가천의대 길병원과 경상대학교병원 소아정신과 외래를 내원한 아동을 선별 대상으로 하였다. DSM-IV 진단체계를 이용하여 2명의 소아정신과 의사가 자폐 스펙트럼 장애로 진단한 아동이 일차적인 연구 대상으로 선별되었다. 선별된 아동과 부모들에게는 한국판 자폐증 진단 관찰 스케줄(Autism Diagnostic Observation Schedule, 이하 ADOS) 및 자폐증 진단 면담-개정판(Autism Diagnostic Interview-Revised, 이하 ADI-R)를 실시하였다. PCR-RFLP법을 이용, GRIN2B 유전자에서 모두 4개의 단일 염기 다형성을 분석하였다(rs7301328, rs1806201, rs1805247, rs1805502). 각각의 SNPs에 대한 allelic association 을 평가하기 위하여 TDT 방법이 시행되었으며, 이를 통해 자폐장애 아동이 부모로부터 후보유전자의 특정 alleles들을 유의하게 더 많이 전달받았는지의 여부를 관찰한 뒤 McNemar chi-square test(df=1)에 의거하여 분석하였다. 결 과: 1) 연구 대상군의 특성 : 총 126명의 자폐 스펙트럼장애 아동과 그들의 생물학적 부모가 최종 분석 대상에 포함되었다. 전체 대상자 중 109명(86.5%)이 남아였으며 여아는 17명(13.5%)으로, 남아 대 여아의 비율은 6.41:1이었다. 대상군의 진단 분포는 자폐장애 107명(85.1%), 달리 분류되지 않는 전반적 발달장애(PDD, NOS) 17명(13.5%), 아스퍼거 씨 장애(Asperger's disorder) 2명(1.6%)이었다. 대상군 아동의 평균 연령은 $71.9{\pm}31.6$개월(range : 26~185개월)이었으며 한국판 사회성숙도 검사로 측정된 평균 사회지수(Social Quotient)는 $61.2{\pm}20.6$(range : 23.1~126), 측정 가능한 아동들의 평균 지능은 $65.0{\pm}27.7$(range : 25~126)이었다. K-CARS 점수는 $31.5{\pm}5.4$(range 18.5~46)로 나타났다. 2) 유전자 분석 : 분석한 GRIN2B 유전자의 4개 SNPs 가운데 하나의 SNP(rs1805247)에서 의미 있는 allelic transmission의 차이를 보였다. 이 SNP에서 transmission ratio(transmitted alleles/non-transmitted alleles)는 A allele과 G allele에서 각각 2.03과 .49로, A allele이 G allele에 비해 부모로부터 환자군에게 더 빈번하게 전달(preferential transmission) 되었음이 확인되었다(TDT ${\chi}^2$=12.89, p=.0003). 이는 Bonferroni correction 후에도 여전히 유의미한 수준을 유지하였다(p=.0009). 기타 3개의 SNP(rs7301328, rs1806201, rs1805502) 들에서는 의미 있는 transmission의 차이가 나타나지 않았다(p<.05). 결 론: 본 연구에서 GRIN2B 유전자의 단일유전자 다형성과 자폐스펙트럼장애 사이에 유의한 연관성을 보였다. 이는 glutamate NMDA 2B수용체 유전자가 이 질환의 발생에 관여할 가능성을 시사하는 것이라 생각된다.

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주성분분석을 이용한 토끼 망막 신경절세포의 활동전위 파형 분류 (PCA­based Waveform Classification of Rabbit Retinal Ganglion Cell Activity)

  • 진계환;조현숙;이태수;구용숙
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제14권4호
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    • pp.211-217
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    • 2003
  • 주성분분석은 잘 알려진 데이터 분석 방법으로써 높은 차원의 데이터를 낮은 차원의 데이터로 표현하는데 효과적이어서 얼굴인식, 데이터 압축 등에 이용되고 있다. 주성분분석을 하게 되면 원 데이터의 공분산 행렬로부터 정규직교한 고유벡터와 해당하는 고유치를 얻게 되고 그 중 큰 값을 가지는 고유벡터 들을 선택하여 선형 변환함으로써 데이터의 차원을 줄일 수 있게 된다. 망막에 빛 자극이 인가되면 시세포 층에서 전기신호로 변환된 후 복잡한 신경회로를 거쳐 최종적으로 신경절세포 층에서 활동전위의 형태로 출력되게 된다. 본 연구에서는 다채널전극을 사용하여 여러 개 망막 신경절세포로부터 유래되는 활동전위를 기록한 후 개개의 신호를 구분하는 과정을 거치고, 이어서 그 신호를 만들어 내는 각 뉴론들끼리의 시간적, 공간적 흥분발사 패턴을 이해함으로써 궁극적으로 시각정보 인코딩 기전을 밝히려는 연구 목표하에 그 첫 단계로서 망막 신경절세포의 활동전위를 기록한 후 분류하는 과정을 성공적으로 수행하였기에 그 내용을 서술하고자 한다. 망막에서 기록되는 신경절세포 활동전위는 불규칙하고 확률적이기 때문에 주성분분석을 통하여 그 유형을 분류할 수 있었다. 토끼 눈으로부터 망막을 박리하여 망막조각을 얻은 후 신경절세포 층이 전극표면을 향하도록 전극에 부착하였다. 8${\times}$8의 microelectrode array (MEA)를 전극으로 사용하였고, 증폭기는 MEA 60 system을 사용하여 신경절세포 활동전위를 기록하였다. 활동전위 기록 후 파형 분류를 하였다. 잡음이 섞여있는 기록으로부터 신호를 검출하기 위하여, 잡음역치($\pm$3$\sigma$)를 설정하였다. 역치를 넘는 파형 만을 획득한 후 주성분분석을 통해 각 파형의 첫 번째 주성분, 두 번째 주성분을 계산하여 2차원 평면에 투사함으로써 몇 개의 의미있는 클러스터를 얻었다. 이 클러스터는 곧 각 신경절세포에서 유래되는 파형을 반영하므로 주성분분석을 통하여 망막 신경절세포의 활동전위를 각 세포별로 분류할 수 있음을 확인하였다.

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북반구 해빙 지역에서 세 종류 위성관측 표면온도에 대한 오차분석 (Error Analysis of Three Types of Satellite-observed Surface Skin Temperatures in the Sea Ice Region of the Northern Hemisphere)

  • 강희정;유정문
    • 한국지구과학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.139-157
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    • 2015
  • 본 연구에서는 위성관측 표면온도 및 해당 온도경향의 불확실성을 조사하기 위하여 북반구($30-90^{\circ}N$) 해양 지역에서 2003-2014년 4월 16-24일 기간에 세 종류의 위성관측 자료(MODIS IST, AIRS/AMSU SST, AIRS only SST)를 상호 비교하였다. AIRS/AMSU 표면온도값에 비하여 MODIS는 해빙과 해수의 경계지역에서 계통적으로 최대 1.6 K 높은 반면에, 해빙 지역에서는 2 K 낮았다. 이러한 주요 원인은 표면온도 산출알고리즘의 해표 정보(e.g., 해빙 탐지)를 위하여 MODIS는 적외 채널만을 사용하는 반면에, AIRS/AMSU는 마이크로파 및 적외 채널을 함께 사용하는 데에 있다. 미국 항공우주국(NASA's Goddard Space Flight Center; NASA/GSFC)은 AMSU-A의 노후화를 대비하기 위하여 AIRS/AMSU 알고리즘을 일부 수정하여 AIRS only 알고리즘을 개발하였다. AIRS/AMSU와 AIRS only 표면온도 사이에 평균 제곱근 오차(RMSE)값은 $30-90^{\circ}N$ 해양 지역에서 0.55 K이며, 편차(bias)는 0.13 K이었으며, 해빙/해수 경계 지역에서는 이들 차이가 더 크게 나타났다. 해빙 경계지역에서 AIRS/AMSU와 AIRS only 간의 차이가 다른 지역에 비하여 큰 이유는 AIRS only 알고리즘이 AMSU 마이크로파 자료 대신에 GCM (NOAA Global Forecast System) 온도 산출물을 사용하는 데에 있다. 세 종류의 위성관측 표면온도 자료는 $70-80^{\circ}N$ 위도대에서 유의적인 온도증가($0.23-0.28Kyr^{-1}$)를 보였다. 위성관측 표면온도들 간에 계통적인 불일치는 같은 방향(온도증가 또는 온도감소)으로 해당 온도경향 값들 간의 차이에 영향을 줄 수 있다.

온라인 쇼핑몰에서 상품 설명 이미지 내의 키워드 인식을 위한 딥러닝 훈련 데이터 자동 생성 방안 (The way to make training data for deep learning model to recognize keywords in product catalog image at E-commerce)

  • 김기태;오원석;임근원;차은우;신민영;김종우
    • 지능정보연구
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    • 제24권1호
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    • pp.1-23
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    • 2018
  • E-commerce 환경의 발전으로 소비자들은 다양한 상품들을 한 자리에서 폭 넓게 비교할 수 있게 되었다. 하지만 온라인 쇼핑몰에 올라와있는 상당량의 주요 상품 정보들이 이미지 형태이기 때문에 컴퓨터가 인지할 수 있는 텍스트 기반 검색 시스템에 반영될 수 없다는 한계가 존재한다. 이러한 한계점은 일반적으로 기존 기계학습 기술 및 OCR(Optical Character Recognition) 기술을 활용해, 이미지 형태로 된 키워드를 인식함으로써 개선할 수 있다. 그러나 기존 OCR 기술은 이미지 안에 글자가 아닌 그림이 많고 글자 크기가 작으면 낮은 인식률을 보인다는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 기존 기술들의 한계점을 해결하기 위하여, 딥러닝 기반 사물인식 모형 중 하나인 SSD(Single Shot MultiBox Detector)를 개조하여 이미지 형태의 상품 카탈로그 내의 텍스트 인식모형을 설계하였다. 하지만 이를 학습시키기 위한 데이터를 구축하는 데 상당한 시간과 비용이 필요했는데, 이는 지도학습의 방법론을 따르는 SSD 모형은 훈련 데이터마다 직접 정답 라벨링을 해줘야 하기 때문이다. 본 연구는 이러한 문제점을 해결하기 위해 '훈련 데이터 자동 생성 프로그램'을 함께 개발하였다. 훈련 데이터 자동 생성 프로그램을 통해 수작업으로 데이터를 만드는 것에 비하여 시간과 비용을 대폭 절감할 수 있었으며, 생성된 훈련용 데이터를 통해 모형의 인식 성능을 높일 수 있었다. 더 나아가 실험연구를 통해 자동으로 생성된 훈련 데이터의 특징별로 인식기 모형의 성능에 얼마나 큰 영향을 끼치는지 알아보고, 성능 향상에 효과적인 데이터의 특징을 분석하였다. 본 연구를 통해서 개발된 상품 카탈로그 내 텍스트 인식모형과 훈련 데이터 자동 생성 프로그램은 온라인 쇼핑몰 판매자들의 상품 정보 등록 수고를 줄여줄 수 있으며, 구매자들의 상품 검색 시 결과의 정확성을 향상시키는 데 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

유육종증 전국실태조사 (National Survey of Sarcoidosis in Korea)

  • 대한결핵 및 호흡기학회 학술위원회
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제39권6호
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    • pp.453-473
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    • 1992
  • 연구배경 : 전국 실태조사를 통하여 현재까지 확진된 전국의 유육종증 발생현황을 파악하고 이를 분석하고 외국의 보고와 비교하여 일반 개업의 및 내과 전문개업의 진료활동에 도움이 되도록 하고자 하였다. 방법 : 조사와 분석기간은 1991년 1월부터 1992년 12월까지 2년간으로 정하였으며 자료수집방법은 후향적 방법으로 입원실이 100병상 이상인 213개 종합병원의 내과, 안과, 피부과, 신경내과에 서신을 통한 경험증례를 수집 하였으며 확진예나 의심예가 있었던 경우에 유육종증 증례 기록지를 보내어 정확한 임상 및 검사정보를 수집하여 분석하였다. 결과 : 1) 제 1 차 설문엽서 발송은 입원실이 100병상 이상인 213개 종합병원의 내과, 안과, 피부과, 신경내과의 523개과 과장 및 호흡기 내과를 담당하는 전문의에게 발송하였다. 내과가 213개과로 41%, 피부과가 1087개과로 20%, 안과가 104개과로 20%, 신경과가 100개과로 19%를 차지하였다. 2) 제 1 차 설문조사에 대한 답신은 241개과에서 연락이 있었다(48% 회신율). 3) 확진예 및 의심예는 총 50개과 113예 및 10예가 있다고 보고되었으며 내과가 92예로 81%, 피부과 15예로 13%, 안과, 신경과가 각 3예로 3%를 차지하였다. 자료분석은 총 78예에서 시행되었고 내과 72예로 92%, 피부과 4예로 5%, 신경과 2예로 3%를 차지하였다. 4) 1980년 1에보고 이후 증례가 많은 수로 증가하여 1989년 13예, 19901건 17예, 1991년 18예가 보고되었다. 5) 진단 당시의 연령은 20대, 30대, 40대가 84.4%로 대부분을 차지하고 있었다. 6) 남녀비는 1 : 1.5의 비율로 여자 환자가 많았다. 7) 진단을 받게된 동기로 주소의 빈도로는 호흡기 증상이 48%로 가장 많았고, 피부의 병변, 전신증상, 시각장애, 관절통, 복통, 연하곤란의 순서이었고 무증상이 12예(16%)이었다. 8) 초증상에서 확진을 받을때까지 중앙치는 2개월이었다. 9) 증상의 반도로는 호흡기 증상, 전신증상, 피부증상, 눈 증상, 말초림프구 종창, 신경계증상, 심장증상의 순이었다. 10) 말초혈액검사 소견상 혈색소, 혈구용적치 및 혈소판수는 대부분 정상범위를 나타냈다. 58%의 증례에서 30%미만의 림프구 감소증을 나타냈으며, 임파구 아형으로 T4/T8비는 1.73{\pm}1.16$(0.43~4.62)였다. 43%에서 혈침속도가 상승하였다. 11) 혈청 생화학검사는 대부분 정상범위를 이었다. 혈청 ACE 농도의 평균치는 $66.8{\pm}58.6$(8.8~265) U/L로서 46.2%에서 증가되었다. 42.9%에서 하루 150 mg 이상의 단백뇨 소견을 나타냈고, 36.8%가 하루 300 mg이상의 단백뇨 소견을 나타냈다. 12) 면역학적 검사상 혈청 IgG는 43.5%, IgA는 45.5%, lgM은 59.1%, IgE는 46.7%에서 상승되었고, C3 및 C4는 대부분 정상범위 였으며, ANA는 11%에서 양성을 보였다. Kveim test는 시행된 3예에서 모두 양성을 나타냈다. 13) 폐기능검사중 FVC는 80% 미만인 경우가 17.3%, FEV1은 70% 미만인 경우가 11.5% FEV1/FVC는 70% 미만인 경우가 10%, TLC는 80% 미만인 경우가 15.2%, DLCO는 100% 미만인 경우가 64.7%이었다. 14) 동맥혈가스 분석소견은 PaO2가 90mmHg 미만인 경우가 48.6%, PaCO2는 평균 45mmHg보다 증가된 경우보다 5.7%이었다. 15) 기관지 폐포세척액 검사상 대식세포의 평균 백분율은 $51.4{\pm}19.2%$였고, 임파구의 평균 백분율은 $44.4{\pm}21.1$이였다. 임파구아형은 T4/T8 ratio는 $3.41{\pm}2.07$이였다. 16) 전 검사항목에 대한 남녀 성별간의 유의한 차이는 없었다. 17) 흉부방사선의 분석에서 폐문 임파절 비대를 보인례는 87.9%였고, 78.8%에서는 양측성병변을 9.1%에 일측성 병변을 보였다. 18) Siltzbach의 분류에 의한 병기 구분시 stage 0 : 5%, stage 1 : 58.3%, stage 2 : 28.3%, stage 3 : 8.3%의 분포를 보였다. 19) 흉부 CT를 시행한 54예에서 폐문임파절비대는 50예(92.6%)에서 보였고 이들 중 47예는 양측성 비대였다. 20) 고해상도 CT는 16예에서 시행하였는데, 2예에서는 병변이 없었으며, 폐실질의 병변은 결정성 병변, 소엽간 중격비후, 반점상 국소 폐음영의 순으로 나타났다. 21) 부수적으로 시행한 방사선학적 검사에서 골병변은 1예에서 수근골의 병변을 보였고, 초음파검사에서 2에에서 비장비대의 소견을 보였다. 22) 갈륨스캔은 12에에서 시행하여 폐문 및 종격동 임파절의 흡수증가 소견이 8예에서 보였고, 폐장의 흡수증가는 2예에서 보였다. 23) 조직검사상 가장 많이 시행한 진단방법은 경기관지 폐생검 47.3%이었고, 피부와 종격동 임파절 생검은 각각 34.5%, 말초임파절생검 23.6%, 개흉 폐생검 18.2%, 기관지생검이 16.2%이었다. 2가지 이상의 부위에서 조직검사를 시행한 경우는 52.7%이었다. 한 부위에서만 조직검사를 시행한 26예중 종격동 임파절 생검은 10예, 피부생검 6예, 말초임파절 생검 5예, 개흉폐생검 3예 그리고 경기관지 폐생검 2예이었다. 24) 병리소견상 비건락성 육아종은 100% 모두에서 관찰되었며, 다핵거대 세포는 47.3%, 봉입체는 10.9%, 초자질 섬유화는 34.5%, 괴사 9.1%, reticulin fibrils network 20%, lymphangitic distribution of granuloma 1.8%에서 관찰되었다. 결론 : 유육종 전국 실태조사에 따른 영상소견, 검사실소견, 방사선소견, 병리소견을 분석해 본 결과, 우리나라 유육종 환자들도 다소 차이는 있었지만 외국의 보고들과 유사한 소견들을 나타냈으며, 향후로는 이들에 대한 결과들을 추가분석하여, 유육종 진단에 도움을 줄 수 있고, 임상적 지표로 이용될 수 있는 검사항목을 찾아내는 것이 과제라 할 수 있겠다. 유육종증에 대한 자료는 대한 결핵 맺 호흡기학회에 보관이 되어 있음을 알려드립니다.

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