• 전기전자학회논문지
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• 제27권4호
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• pp.464-471
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• 2023

본 논문에서는 StyleGAN Encoder를 활용한 표정 이미지 생성에서의 연령 왜곡을 감소시키는 방법을 제안한다. 표정 이미지 생성 과정은 StyleGAN Encoder를 사용하여 얼굴 이미지를 생성하고, SVM을 이용하여 학습된 boundary를 잠재 벡터에 적용하여 표정을 변화시킨다. 그러나 웃는 표정의 boundary를 학습할 때 표정 변화에 따른 연령 왜곡이 발생한다. 웃는 표정에 대한 SVM 학습에서 생성된 smile boundary는 표정 변화로 인해 생긴 주름이 학습 요소로 포함되어 있으며 연령에 대한 특성도 함께 학습된 것으로 판단한다. 이를 해결하기 위해, 제안된 방법에서는 smile boundary와 age boundary의 상관계수를 계산하고, 이를 이용하여 smile boundary에서 age boundary를 상관계수에 비례하여 조절하는 방식을 도입한다. 제안된 방법의 효과를 확인하기 위해 공개된 표준 얼굴 데이터셋인 FFHQ 데이터셋을 사용하고 FID score를 측정하여 실험한 결과는 다음과 같다. Smile 이미지에서는 기존 방법에 비하여, Ground Truth와 제안된 방법으로 생성된 smile 이미지의 FID score가 약 0.46 향상되었다. 또한, Smile 이미지에서 기존 방법에 비하여, StyleGAN Encoder로 생성된 이미지와 제안된 방법으로 생성된 smile 이미지의 FID score가 약 1.031 향상되었다. Non-smile 이미지에서는 기존 방법에 비하여, Ground Truth와 본 논문에서 제안된 방법으로 생성된 non-smile 이미지의 FID score가 약 2.25 향상되었다. 또한, Non-smile 이미지에서 기존 방법에 비하여, StyleGAN Encoder로 생성된 이미지와 제안된 방법으로 생성된 non-smile 이미지의 FID score가 약 약 1.908 향상됨을 확인하였다. 한편, 각 생성된 표정 이미지의 연령을 추정하여 StyleGAN Encoder로 생성된 이미지의 추정된 연령과 MSE를 측정한 결과, 기존방법 대비 제안하는 방법이 smile 이미지에서 약 1.5, non-smile 이미지에서 약 1.63의 성능 향상되어 제안한 방법에 대한 성능의 효율성이 입증되었다.

• 한국조경학회지
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• 제51권6호
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• pp.1-11
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• 2023

본 연구는 우리나라 최초 국가 정원으로 지정된 '순천만정원'을 매체로 한 2013순천만국제정원박람회와 2023순천만국제정원박람회의 개최 효과를 비교 분석함으로써 향후 순천만정원박람회의 운영 방향성과 지속가능 전략 설정을 위한 기초자료 제시를 목적으로 수행하였는바 다음과 같은 결과를 얻을 수 있었다. 첫째, 두 번의 박람회 모두 행사 전반에 걸친 만족도가 4.0 이상의 값으로 높게 나타났다. 특히 2023순천만국제정원박람회의 만족도가 2013순천만국제정원박람회보다 높은 값으로 나타났다. 코로나19 이후 열린 최장기 국제 행사로서 자연공간에서의 힐링과 충전에 대한 시민들의 수요충족이 반영된 것으로 판단된다. 둘째, 만족도에 영향을 주는 인식 유형 비교의 결과 경제, 환경·생태 유형이 2013, 2023 순천만국제정원박람회에서 공통적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 2013순천만국제정원박람회는 순천만이라는 생태 자원과 함께 도심 속 정원을 조성하여 '생태 도시'로의 브랜드가치를 확립하는데 무리가 없었다. 이와 더불어 2023순천만국제정원박람회는 정원의 범위를 도심 전체로 확대하였고, 기후변화 대응, 탄소중립 등의 가치를 실현하여 인간과 자연이 공존하는 도시를 만들고자 하였다. 즉, 2013순천만국제정원박람회 이후 또 한 번 지역의 잠재된 생태적 가치를 바탕으로 2023년 박람회를 추진함으로써, 기업의 투자와 관광객을 유치하고, 순천시의 차별화된 브랜드를 구축하는 것이 도시 경쟁력을 확보할 수 있는 방법 중 하나임을 설명한다. 따라서 순천만국제정원박람회는 사회의 변화와 발맞춰 환경·생태적 컨텐츠와 프로그램을 지속적으로 개발하고 해당 지자체와 주민들의 협력을 통해 시민들의 인식 속에 자리 매김할 수 있도록 노력한다면 향후 메가 이벤트로 써의 정체성 확립과 브랜드 파워를 가질 수 있을 것이라 사료된다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.697-714
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• 2023

2017년 말 뿌리일반산업단지 조성과정에서 발견된 진주 정촌면 백악기 공룡·익룡발자국 화석산지는 다양한 종류의 공룡과 익룡, 동물의 흔적화석이 높은 밀집도로 보존되어 고생물학적 가치가 높은 자연유산이다. 이 연구에서는 화석산지의 현장조사를 통해 절리, 균열, 박리, 박락, 세편화 등 물리적 풍화가 발생하여 있음을 확인하고, 손상을 저감하기 위한 보존과학적 기초 연구를 수행하였다. 이를 위해 발굴 후 확인된 8개의 층준 중 수각류 발자국 화석이 다량 산출된 Level 3 층준과 익룡 발자국 화석이 산출된 Level 4 층준의 암석을 수습하여 재질분석 및 강화제와 접착제의 효과 검증 평가를 수행하였다. 이 결과, Level 3 층준의 암석은 암회색 실트암, Level 4의 암석은 암회색 셰일로 구성되어 있었으며 이들은 방해석을 다량 함유한 가운데 석영, 사장석, 운모, 알칼리장석, 기타 점토광물로 이루어져 외부 환경 하에서 강우에 따른 손상 가능성이 높을 것으로 판단된다. 수습시료를 공시체로 제작하여 미처리, 강화제 처리, 팽윤저지제 처리, 접착제 처리의 네 그룹으로 나누어 인공풍화 실험을 수행한 결과, 강화제와 팽윤저지제는 처리 직후에는 효과를 보였으나 동결-융해 환경 하에서는 저지효과를 보이지 못하는 것으로 해석되었다. 접착제는 동결-융해 조건 하에서도 접착 효과가 유지되는 모습을 보였다. 향후 정촌면 화석산지의 보존을 위해서는 수분의 유입 차단을 위한 임시 방책외에도 기 손상 화석의 응급 보존처리 및 보호시설 건립 등 실질적인 대처방안이 마련되어야 할 것이다.

• Journal of Nutrition and Health
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• 제56권6호
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• pp.602-614
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• 2023

본 연구는 근생성 및 근위축 완화효능을 가진 유효소재 발굴의 필요성에 의해 polygalacin D가 근원세포 분화 및 미토콘드리아에 미치는 영향과 항암제 유도 근위축에 대한 완화효과를 각각 세포 및 동물실험을 통해 확인하고자 하였다. 그 결과, polygalacin D는 다핵을 지닌 근관세포의 수와 분화 종결인자인 MHC isoforms의 발현량을 증가시켰고 근육 내 단백질 분해 인자인 MuRF1, Smad2/3의 발현량은 유의적으로 감소시켰다. 또한 미토콘드리아 생합성 조절인자인 Pgc1α의 발현은 증가시키고 미토콘드리아 분열인자인 Drp1과 Fis1의 발현은 감소시켰다. 한편 zebrafish 동물모델을 통해 항암제 유도 근위축에 대한 개선효과를 확인한 결과, polygalacin D는 항암제에 의해 유도된 근위축과 미토콘드리아 손상을 완화시켰다. 이상의 결과들은 polygalacin D가 미토콘드리아 기능 증진을 매개로 근원세포 분화 촉진 및 근육 단백질 분해 저하 효과를 지닐 뿐만 아니라, 미토콘드리아 손상을 개선하여 항암제로 유도된 근위축에 대한 완화 효과를 나타냄을 시사한다. 따라서 본 연구를 통해 polygalacin D가 근생성 및 근위축 예방과 치료를 위한 잠재적인 유효소재로서의 가능성을 제시하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_3호
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• pp.1031-1042
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• 2023

인공위성은 시공간적으로 연속적인 지구환경 데이터를 제공하므로 위성영상을 이용하여 효율인 작물 수확량 예측이 가능하며, 딥러닝(deep learning)을 활용함으로써 더 높은 수준의 특징과 추상적인 개념 파악을 기대할 수 있다. 본 연구에서는 Landsat 8 위성 영상을 활용하여 다시기 영상 데이터를 이용하여 5대 수급 관리 채소인 배추와 무의 수확량을 예측하기 위한 딥러닝 모델을 개발하였다. 2015년부터 2020년까지 배추와 무의 생장시기인 6~9월 위성영상을 이용하여 강원도를 대상으로 배추와 무의 수확량 예측을 수행하였다. 본 연구에서는 수확량 모델의 입력자료로 Landsat 8 지표면 반사도 자료와 normalized difference vegetation index, enhanced vegetation index, lead area index, land surface temperature를 입력자료로 사용하였다. 본 연구에서는 기존 연구에서 개발된 모델을 기반으로 우리나라 작물과 입력데이터에 맞게 튜닝한 모델을 제안하였다. 위성영상 시계열 데이터를 이용하여 딥러닝 모델인 convolutional neural network (CNN)을 학습하여 수확량 예측을 진행하였다. Landsat 8은 16일 주기로 영상이 제공되지만 구름 등 기상의 영향으로 인해 특히 여름철에는 영상 취득에 어려움이 많다. 따라서 본 연구에서는 6~7월을 1구간, 8~9월을 2구간으로 나누어 수확량 예측을 수행하였다. 기존 머신러닝 모델과 참조 모델을 이용하여 수확량 예측을 수행하였으며, 모델링 성능을 비교했다. 제안한 모델의 경우 다른 모델과 비교했을 때, 높은 수확량 예측 성능을 나타내었다. Random forest (RF)의 경우 배추에서는 제안한 모델보다 좋은 예측 성능을 나타내었다. 이는 기존 연구 결과처럼 RF가 입력데이터의 물리적인 특성을 잘 반영하여 모델링 되었기 때문인 것으로 사료된다. 연도별 교차 검증 및 조기 예측을 통해 모델의 성능과 조기 예측 가능성을 평가하였다. Leave-one-out cross validation을 통해 분석한 결과 참고 모델을 제외하고는 두 모델에서는 유사한 예측 성능을 보여주었다. 2018년 데이터의 경우 모든 모델에서 가장 낮은 성능이 나타났는데, 2018년의 경우 폭염으로 인해 이는 다른 년도 데이터에서 학습되지 못해 수확량 예측에 영향을 준 것으로 생각되었다. 또한, 조기 예측 가능성을 확인한 결과, 무 수확량은 어느 정도 경향성을 나타냈지만 배추의 경우 조기 예측 가능성을 확인하지 못했다. 향후 연구에서는 데이터 형태에 따라 CNN의 구조를 조정해서 조기 예측 모델을 개발한다면 더 개선된 성능을 보일 것으로 생각된다. 본 연구 결과는 우리나라 밭 작물 수확량 예측을 위한 기초 연구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 생명과학회지
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• 제33권10호
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• pp.783-790
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• 2023

현대인들의 식습관 변화로 인해 대사성 질환의 발생률이 증가하고 있으며, 특히 당뇨병이 가장 큰 문제로 꼽힌다. 하지만 기존의 당뇨병 치료제는 부작용을 동반하고 있어서 예로부터 쓰이던 천연물을 통해 부작용이 적은 항당뇨 활성 물질을 찾고자 하였다. 따라서 본 실험에서는 항당뇨 및 항산화 활성이 있는 천연물을 탐색하기 위하여, DPPH free radical scavenging assay와 α-glucosidase 및 PTP1B inhibition assay를 이용하였다. 항당뇨 효능이 예상되는 12가지의 시료를 메탄올로 추출하고 항당뇨 활성 및 항산화 활성을 측정하였다. 그 중 항당뇨 활성이 우수한 느릅나무, 벌나무 가지, 연 씨앗, 홍화 씨앗 등의 4가지 시료를 대상으로 에틸아세테이트, 부탄올을 이용하여 활성물질을 용매추출하여 항당뇨 활성을 측정하였다. 그 결과, α-glucosidase와 PTP1B 저해활성이 우수한 홍화 씨앗의 에틸아세테이트 분획물(MG-11-E)을 선정하였다. MG-11-E를 대상으로 preparative thin layer chromatography를 수행한 결과, 분획물 #6에서 α-glucosidase 및 PTP1B에 대한 우수한 저해활성을 보였다. 50% 메탄올을 이동상으로 하여 TLC 분획물 #6을 high performance liquid chromatography하여 각각을 분획하고 항당뇨 활성을 측정한 결과, 단일 peak를 보인 RT 4분에서 항당뇨 활성이 확인되었다. 따라서 홍화 씨앗의 추출물의 항당뇨 효능을 나타내는 항당뇨 활성 성분은 PTP1B 보다 α-glucosidase에 대한 저해 활성이 더욱 강하게 나타나 PTP1B를 저해하는 천연물과 조합하여 사용함으로써 당뇨병에 대한 효과를 높일 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국작물학회지
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• 제68권3호
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• pp.167-174
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• 2023

팥 종실은 평형수분함량에 도달하는데 30시간 내외의 긴 시간이 소요되어 팥 이용 측면에서 주요 제한 인자로 작용한다. 따라서 수분흡수 특성 연구는 팥의 이용성 증진을 위한 중요한 분야이다. 본 연구는 국내산 팥의 가속화 저장에 따른 미세구조 및 수분흡수 특성을 분석하여 수침 시간 단축을 위한 기초자료를 제공하고자 수행되었다. 팥의 저장은 대조구(control)인 저온(4℃), 상온(25℃) 및 가속화 고온(45℃)의 세 조건에서 3개월 동안 수행하였다. 1. 발아율, 지방산가, 적색도(a^*) 및 황색도(b^*) 값은 저장전 대비 3개월 후, 대조구(control)인 저온(4℃) 저장 팥은 차이를 나타내지 않았으나, 가속화 고온(45℃)에서는 통계적인 유의차를 보였다. 특히 가속화 고온(45℃) 조건에서 3개월 동안 저장한 팥은 발아율이 0%까지 감소하고, 지방산가는 초기 10.43 mg KOH/100 g에서 33.63 mg KOH/100 g까지 증가하는 등 품질 저하가 유의적으로 일어났다. 2. 저장 3개월 후, 종실의 배꼽, 종피, 자엽의 미세구조를 전자현미경으로 관찰한 결과, 가속화 고온(45℃) 조건에서만 배꼽의 구멍과 찢어진 틈 등의 손상이 있었고, 종피와 자엽 사이의 틈이 벌어지는 변화가 있었으나 자엽자체의 변화는 관찰되지 않았다. 3. 저장 온도별 3개월 저장 시료를 대상으로 수분흡수 kinetic을 분석한 결과, 대조구(control)인 저온 조건(4℃) 대비 가속화 고온(45℃)에서는 팥 종실의 평형수분함량은 낮았으나, 평형수분함량의 50%에 도달하는 시간은 짧고, 수분흡수 속도는 빨랐다. 4. 팥의 수분흡수 특성은 종실의 미세구조 특성과 밀접한 관계가 있는 것으로 해석되며, 가속화 고온(45℃) 조건의 저장 팥에서 관찰되는 배꼽의 구멍 및 손상, 종피와 자엽 사이의 틈 등 미세구조의 변화가 수분흡수 시간과 속도를 단축시킨 것으로 생각된다. 다만, 미세구조의 변화와 평형수분함량과의 관계는 명확한 설명이 되지 않아 이와 관련된 추가 연구가 필요할 것으로 고찰되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.695-713
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• 2023

연안 해역에서 식물성플랑크톤, 부유입자, 용존유기물은 복합적이고 비선형적으로 해수반사도를 변화시킨다. 최근 빠르게 발전하는 신경망 기술은 복잡한 비선형 관계를 효과적으로 처리할 수 있는 장점이 있다. 기존 연구에서는 성분별 고유광특성을 도출하기 위하여 세 단계의 신경망을 구성하였으나 본 연구에서는 심층신경망을 직접 적용하는 알고리즘을 제안하였다. 본 연구에서 활용한 데이터세트는 국제해색조정그룹에서 제공하는 합성데이터를 활용하였으며, 입력데이터는 9개의 파장의 원격반사도를 입력하였다. 이를 통해 해수 고유광특성을 심층신경망을 기반으로 도출하였다. 성능을 평가하기 위해 준분석 알고리즘(quasi-analytical algorithm)과 비교하였으며, 데이터 분포에 따른 로그 변환 여부가 심층신경망 알고리즘의 성능에 영향을 미치는 정도를 비교 분석하였다. 그 결과, 준분석 알고리즘보다 심층신경망 알고리즘을 활용하면 부유입자에 대한 흡광계수를 제외한 고유광특성을 정확하게 추정할 수 있으며(R² 0.9 이상), 부유입자와 용존유기물의 흡광계수를 부유입자와 용존유기물 흡광계수로 각각 분리할 수 있었다. 그리고 심층신경망을 직접적으로 적용하는 알고리즘은 데이터의 로그 변환을 하지 않아도 성능 차이가 거의 없음을 파악할 수 있었다. 이 연구 결과를 해색 자료 처리에 실제 적용하기 위해서는 다양한 해역의 현장자료 및 추가적인 데이터 세트를 활용한 학습을 진행하여, 경험적 및 반분석적 방법과 비교 분석하고 알고리즘 간 장단점을 적절히 파악하는 연구가 필요하다.

• 한국자원식물학회지
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• 제36권5호
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• pp.435-445
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• 2023

메밀은 루틴과 콜린을 많이 함유한 기능성 작물로 항산화, 항염증, 항당뇨 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 일반메밀과 쓴메밀 식초추출물의 알코올대사와 숙취해소에 대한 효능을 비교 평가하기 위해 혈중 알코올 분해능, 혈액과 간조직의 Alcohol dehydrogenase (ADH) 및 Acetaldehyde dehydrogenase (ALDH) 효소 측정, 간 조직의 Superoxide Dismutase (SOD)와 Catalase 농도를 분석하였다. 루틴 함량은 쓴메밀 종실에서 일반메밀 종실보다 55배 높았다. 콜린 함량은 쓴메밀 식초 추출물에서 약간 높게 나타났다. 알코올 분해능은 대조군에 비해 쓴메밀군에서 36.0%의 알코올 농도 감소 효과를 보여 유의한 알코올 분해 효과가 인정되었다. 혈중 아세트알데하이드 농도는 대조군에서는 시간이 경과할수록 증가하였으나, 일반메밀군은 120분, 쓴메밀군은 90분에 최고치 도달 후 감소하여 숙취 개선 효능이 확인되었다. 또한, 혈액과 간 조직의 ADH와 ALDH 효소 활성은 대조군에 비해 메밀처리군에서 증가하는 경향을 보여 숙취해소 효과가 모두 인정되었으며, 일반메밀군보다 쓴메밀군에서 더 우수하였다. 간 조직의 SOD와 Catalase 활성도 일반메밀보다 쓴메밀군에서 각각23%, 37% 고도로 유의미하게 높았다. 이상의 결과를 요약하면, 일반메밀과 쓴메밀 식초추출물은 모두 숙취해소에 효과가 있었으며, 특히 루틴 함량이 높은 쓴메밀 '황금미소'는 일반메밀보다 숙취해소 소재로 개발하는데 활용 가능성이 높을 것으로 판단되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권6_1호
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• pp.1211-1224
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• 2023

구름은 광학위성을 이용한 국토 관측 및 재난 대응, 변화 탐지 등 지표의 현상을 관측하는데 있어 많은 어려운 문제를 야기한다. 구름의 존재는 영상 처리 단계 뿐만 아니라 최종적으로는 데이터의 품질에 영향을 미치므로 이를 반드시 식별하고 제거하는 과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 위성영상 내 구름의 분광패턴에 가장 근접한 화소를 탐색 및 추출해 최적의 임계값을 선정하고 임계값을 바탕으로 구름 산출물을 제작하는 일련의 과정을 자동으로 수행하는 새로운 구름 탐지 기법을 개발하고자 하였다. 구름 탐지 기법은 크게 세 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 Digital Number (DN) 단위 영상을 대기상층 반사율 단위로 변환하는 과정을 수행한다. 두 번째 단계에서는 대기상층 반사율 영상을 이용하여 Hue-Value-Saturation (HSV) 변환 및 삼각형 임계 처리, 최대우도 분류 등의 전처리를 적용하고 각 영상별로 초기 구름 마스크 생성을 위한 임계값을 결정한다. 세번째 후처리 단계에서는 생성된 초기 구름 마스크에 포함된 노이즈를 제거하고 구름 경계 및 내부를 개선한다. 구름 탐지를 위한 실험 자료로 구름의 공간적, 계절적 분포의 다양성을 보여주는 4~11월 시기에 한반도 지역에서 촬영된 국토위성 L2G 영상을 사용하였다. 제안 방법의 성능을 검증하기 위해 단일 임계화 방법으로 생성된 결과를 비교하였다. 실험 결과, 제안 방법은 기존 방법과 비교하여 전처리 과정을 통해 각 영상의 방사학적 특성을 고려할 수 있어 보다 정확하게 구름을 검출할 수 있었다. 또한, 구름 개체를 제외한 나머지 밝은 물체(판넬식 지붕, 콘크리트 도로, 모래 등)의 영향을 최소화하는 결과를 보여주었다. 제안 방법은 기존 방법 대비 F1-score 기준으로 30% 이상의 개선된 결과를 보여주었으나 눈이 포함된 특정 영상에서 한계점이 있었다.