• 지적과 국토정보
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• 제44권2호
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• pp.103-112
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• 2014

본 연구의 목적은 토지와 물이 포함된 지역에서 초분광 영상을 이용한 토지피복 분류 가능성을 제시하는데 있다. CASI-1500 항공 초분광 영상을 통해 취득한 초분광 영상에 대해 전처리 작업으로서 대기보정을 수행한 후, 대기보정 전 후에서 몇 개의 토지피복 클래스에 대해 대기보정 효과가 비교 분석되었다. 항공사진과 수치지형도와 같은 참조자료로 활용하여 초분광 영상에 의한 토지피복 분류결과를 분석한 결과, 최대우도법에서는 약 67.0%의 전체정확도를 나타내었으며, 최소거리법은 52.4%의 전체정확도를 보였다. 또한 도로, 밭, 비닐하우스에서는 토지피복 분류의 생산자 정확도가 높게 나타났으나, 하천, 산지, 초지지역에서는 매우 복잡한 객체로 구성되어 있기 때문에 토지피복 분류의 생산자 정확도가 낮게 나타났다. 따라서 향후에는 특정객체 분류를 위한 최적의 밴드선별과 객체 고유의 분광특성을 고려한 분광 라이브러리를 구축하는 연구가 필요하다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제39권2호
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• pp.142-149
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• 2014

Purpose: A multispectral algorithm for detection and differentiation of defective (defects on apple skin) and normal Red Delicious apples was developed from analysis of a series of hyperspectral line-scan images. Methods: A fast line-scan hyperspectral imaging system mounted on a conventional apple sorting machine was used to capture hyperspectral images of apples moving approximately 4 apples per second on a conveyor belt. The detection algorithm included an apple segmentation method and a threshold function, and was developed using three wavebands at 676 nm, 714 nm and 779 nm. The algorithm was executed on line-by-line image analysis, simulating online real-time line-scan imaging inspection during fruit processing. Results: The rapid multispectral algorithm detected over 95% of defective apples and 91% of normal apples investigated. Conclusions: The multispectral defect detection algorithm can potentially be used in commercial apple processing lines.

• 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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• 대한원격탐사학회 2007년도 Proceedings of ISRS 2007
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• pp.397-400
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• 2007

For mapping the distribution of heavy metals in the mining area, field spectroscopy and hyperspectral remote sensing were used in this study. Although heavy metals are spectrally featureless from the visible to the short wave infrared range, possible variations in spectral signal due to heavy metals bound onto minerals can be explained with the metal binding reaction onto the mineral surface. Variations in the spectral absorption shapes of lattice OH and oxygen on the mineral surface due to the combination of heavy metals were surveyed over the range from 420 to 2400 nm. Spectral parameters such as peak ratio and peak area were derived and statistically linked to metal concentration levels in the streambed samples collected from the dry stream channels. The spatial relationships between spectral parameters and concentrations of heavy metals were yielded as well. Based on the observation at a ground level for the relationship between spectral signal and metal concentration levels, the spectral parameters were classified in a hyperspectral image and the spatial distribution patterns of classified pixels were compared with the product of analysis at the ground level. The degree of similarity between ground dataset and image dataset was statistically validated. These techniques are expected to support assessment of dispersion of heavy metal contamination and decision on optimal sampling point.

• The Plant Pathology Journal
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• 제32권4호
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• pp.300-310
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• 2016

Pathogen infection in plants induces complex responses ranging from gene expression to metabolic processes in infected plants. In spite of many studies on biotic stress-related changes in host plants, little is known about the metabolic and phenotypic responses of the host plants to Pseudomonas cichorii infection based on image-based analysis. To investigate alterations in tomato plants according to disease severity, we inoculated plants with different cell densities of P. cichorii using dipping and syringe infiltration methods. High-dose inocula (${\geq}10^6cfu/ml$) induced evident necrotic lesions within one day that corresponded to bacterial growth in the infected tissues. Among the chlorophyll fluorescence parameters analyzed, changes in quantum yield of PSII (${\Phi}PSII$) and non-photochemical quenching (NPQ) preceded the appearance of visible symptoms, but maximum quantum efficiency of PSII ($F_v/F_m$) was altered well after symptom development. Visible/near infrared and chlorophyll fluorescence hyperspectral images detected changes before symptom appearance at low-density inoculation. The results of this study indicate that the P. cichorii infection severity can be detected by chlorophyll fluorescence assay and hyperspectral images prior to the onset of visible symptoms, indicating the feasibility of early detection of diseases. However, to detect disease development by hyperspectral imaging, more detailed protocols and analyses are necessary. Taken together, change in chlorophyll fluorescence is a good parameter for early detection of P. cichorii infection in tomato plants. In addition, image-based visualization of infection severity before visual damage appearance will contribute to effective management of plant diseases.

• 대한원격탐사학회지
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• 제32권5호
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• pp.403-412
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• 2016

Compact Reconnaissance Imaging Spectrometer for Mars(CRISM)은 489개의 밴드를 가지는 화성정찰궤도선의 초분광 카메라로써 이를 이용한 화성 지표의 광물 분포에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 USGS의 스펙트럼 라이브러리를 기반으로 화성 Gusev Crater의 Spirit(Mars Exploration Rover A) 로버 착륙지에 대한 CRISM 영상에 Matched Filter와 Adaptive Cosine Estimator(ACE) 표적 탐지 알고리즘을 적용하여 광물 분포를 확인하고자 하였다. 연구 결과 감람석, 휘석, 자철석 등의 광물들이 Gusev 크레이터의 Columbia Hills에서 탐지되어 Spirit 로버의 지상 탐사 결과와 일치하고 있음을 확인하였다. 본 연구는 그간 CRISM의 광물 분포 연구가 일부 몇 개 밴드의 반사도만을 통해 계산된 광물 지수에 의존하던 것에서 관측 파장 대역 전체를 활용하는 초분광 표적 탐지 알고리즘을 이용한 새로운 적용방법을 제시한 것에 의의가 있다고 할 수 있다.

• 응용통계연구
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• 제29권5호
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• pp.859-872
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• 2016

초분광 영상 데이터는 픽셀마다 수백 개의 스펙트럼 밴드에 대한 정보가 주어지는 고차원 데이터로, 농업, 식품처리, 광물학, 물리학, 환경학, 지리학 등 광범위한 분야에 활용되고 있다. 그 중 하나는 토지 피복의 분류 문제인데, 이는 자연 재해 예방, 자연 자원 감시, 환경에 대한 정보 수집에 있어서 중요한 문제이다. 하지만 차원의 저주, 시공간적 변동성, 레이블된 데이터의 부족 때문에 토지 피복의 정확한 분류에는 어려움이 따른다. 이 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 컨볼루션 신경망에 기반한 새로운 심층 학습 구조를 제안한다. 제안된 구조는 원하는 지점 주변 픽셀의 정보를 컨볼루션 신경망을 통해 처리하고, 그 지점의 스펙트럼 정보를 강조하기 위해 컨볼루션 층의 출력과 스펙트럼 정보를 함께 소프트맥스 분류기의 입력으로 사용한다. 이 구조는 추가적인 특징 추출 과정을 필요로 하지 않고, 그래픽 처리 장치 등을 이용한 병렬화가 간편하다는 점에서 기존 방법들보다 유리하다. 실험 결과, 제안된 구조는 기존에 가장 좋은 성능을 보인 분류기와 비슷하거나 더 좋은 분류 정확도를 보여 좋은 일반화 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국측량학회지
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• 제32권spc4_2호
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• pp.421-430
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• 2014

항공영상, 위성영상 및 초분광영상은 농업, 산림, 수계 해안, 지질, 토지피복 지도 작성 등에 널리 이용되고 있지만, 지적분야에서 이들의 활용은 거의 나타나지 않고 있다. 한편 해외에서는 항공 위성영상의 지적도와 중첩이나 지목의 등록 및 갱신과 관련된 연구 사례들이 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 초분광영상을 지적 분야 적용성 검토결과, 기존 지목 오류 조사를 위한 현장 공간정보 취득 수단으로 활용될 수 있을 것으로 판단되며 향후 다목적 지적 구현 시 지적정보와 융합할 수 있는 농업, 토양, 그리고 식생 등의 속성정보 취득에 기여할 것으로 사료된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제40권2호
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• pp.153-158
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• 2015

Purpose: The research presented in this paper applied the chemometric analysis to the near-infrared spectral data from line-scanned hyperspectral images of beef and fish meals in animal feeds. The chemometric statistical models were developed to distinguish beef meals from fish ones. Methods: The meal samples of 40 fish meals and 15 beef meals were line-scanned to obtain hyperspectral images. The spectral data were retrieved from each of 3600 pixels in the Region of Interest (ROI) of every sample image. The wavebands spanning 969 nm to 1551 nm (across 176 spectral bands) were selected for chemometric analysis. The partial least squares regression (PLSR) and the principal component analysis (PCA) methods of the chemometric analysis were applied to the model development. The purpose of the models was to correctly classify as many beef pixels as possible while misclassified fish pixels in an acceptable amount. Results: The results showed that the success classification rates were 97.9% for beef samples and 99.4% for fish samples by the PLSR model, and 85.1% for beef samples and 88.2% for fish samples by the PCA model. Conclusion: The chemometric analysis-based PLSR and PCA models for the hyperspectral image analysis could differentiate beef meals from fish ones in animal feeds.

• 한국지리정보학회지
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• 제19권2호
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• pp.107-116
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• 2016

연안 해저 재질 조사에 있어 위성 및 항공 원격탐사 자료를 이용하면 기존 현장조사 방법에 비해 효율성을 높일 수 있으나, 물에 의한 빛의 흡수 특성으로 인해 동일한 조건이더라도 수심에 따라 영상에서 다른 반사도를 보이게 된다. 따라서 본 연구에서는 초분광영상을 연안 해저 재질 분석 자료로 사용하기 위한 보정 방법을 제시하고자 한다. 연구지역은 강원도 사천진항에서 경포해수욕장 일대이고, 사용한 초분광영상은 CASI-1500 영상이다. 수체 반사율과 수심 간의 회귀모델을 통해 밴드별 산란흡수계수를 추정하여 영상에 적용하였다. 그 결과 수심보정 전 영상에서 매우 얕은 수심에 한정하여 판독이 가능하였지만 수심보정 후 상대적으로 깊은 수심까지 판독이 가능해지고, 수심에 따른 해저면의 반사율 변이가 크게 감소한 것을 알 수 있었다.

• 항공우주기술
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• 제1권1호
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• pp.177-187
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• 2002

본 논문에서는 위성탑재용 고해상도 카메라 광학부의 예비설계 내용을 소개하고 차기 위성탑재체 개발에 필요한 기술적 제안사항을 수록하였다. 위성탑재용 고해상도 전자광학카메라 개발을 위한 광학 설계로서, 685㎞ 고도에서 지상 해상도 5m 성능을 가진 카세그레인 응용 Catadioptric 설계와 Unobscured Reflective Triplet 설계를 각각 수행, 그 spot diagram 및 MTF 등을 분석하였으며 이를 제작하는데 필요한 재질과 궤도상 운용조건까지 고려하여 실제 개발에 충분한 성능을 가진 광학설계 임을 입증하였다. 또한 차세대 위성탑재용 분광영상카메라(Hyperspectral Imager) 개발을 위하여 HSI Development Model을 설계하고 제작하였는데 그 설계 내용을 본 논문에 수록하였다. Off-axis 2-mirror 체계인 Telescope 부분과 Collimator-Grating-Reimaging lens cell로 이루어진 항우연 HSI DM의 광학 설계를 소개하고, 약 25%에 이르는 MTF성능을 포함한 설계부터 성능특성까지 주요기술사항을 기록하였다.