• 제목/요약/키워드: Light reflectance

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무인비행체 탑재 다중분광 센서별 반사율 및 식생지수 변화 비교 (Comparison of Reflectance and Vegetation Index Changes by Type of UAV-Mounted Multi-Spectral Sensors)

  • 이경도;안호용;류재현;소규호;나상일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_1호
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    • pp.947-958
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    • 2021
  • 본 연구는 무인비행체에 탑재해서 활용되고 있는 다중분광 센서의 센서별 반사율 및 식생지수를 산정하여 시계열 작황분석을 위한 센서별, 센서간 활용 가능성을 평가하기 위해 수행하였다. RedEdge-MX, S110 NIR, Sequioa, P4M 등 4종의 무인비행체 탑재 다중분광센서에 대하여 2020년 9월 14일과 9월 15일에 걸쳐 오전, 오후 각 1회, 총 4회씩 항공영상을 촬영하고 반사율 및 NDVI를 산정하여 비교하였다. 반사율의 경우 모든 센서에서 시계열 변동계수가 평균 약 10% 이상의 값을 보여 활용에는 한계가 있는 것으로 나타났다. 작물 시험구에 대한 센서별 NDVI 변동계수는 식생이 우거져 활력도가 높은 시험구에서 평균 1.2~3.6%의 값을 보여 5% 이내의 변동성을 보였다. 그러나 이는 청천일의 변동계수에 비해서는 높은 값을 보인 것으로서 실험 기간 동안 오전, 오후에 구름 등 기상환경이 달랐기 때문으로 판단되며 시계열 작황 분석을 위한 정밀 NDVI 산정 시에는 일정한 광 환경을 유지할 수 있는 촬영 계획 수립과 이행이 필요할 것으로 판단된다. 무인비행체 다중분광센서 간 NDVI를 상호 비교한 결과 본 실험에서는 RedEdeg-MX 센서의 경우 안정적인 광 환경 내에서 동종의 센서를 여러 대 사용하더라도 NDVI 값의 특별한 보정 없이 함께 활용할 수 있을 것으로 판단된다. RedEdge-MX, P4M, Sequioa 센서는 상호 선형적인 관계를 보였으나 NDVI 간의 off-set 보정을 통한 공동 활용 가능성 평가를 위해서는 보완 실험이 필요할 것으로 생각된다.

피부색소 흡수 스펙트럼을 이용한 카메라 RGB 신호의 피부색 성분 분석 (Analysis of Skin Color Pigments from Camera RGB Signal Using Skin Pigment Absorption Spectrum)

  • 김정엽
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제11권1호
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    • pp.41-50
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    • 2022
  • 본 논문에서는 멜라닌과 헤모글로빈 등의 피부 색상을 구성하는 주요한 요소들을 카메라의 RGB 신호로부터 직접 계산하는 방법을 제안한다. 피부 색상의 주요한 요소들은 통상적으로 특정한 장비를 이용하여 분광 반사도를 측정하고, 측정된 빛의 일부 파장에서의 값들을 중심으로 재구성하는 방법을 사용한다. 이와 같은 방법으로 산출된 값들은 멜라닌 지수, 홍반 지수와 같은 것들이 있으며, 분광반사도 측정 장치나 다중스펙트럼 카메라 등의 특수한 장비를 필요로 한다. 일반적인 디지털 카메라로부터 이와 같은 성분요소들에 대한 직접적인 계산방법은 찾아보기 어려우며, 독립성분 분석(Independent Component Analysis)을 이용하여 멜라닌과 헤모글로빈의 농도를 간접적으로 계산하는 방법은 제안되어 있다. 이 방법은 일정한 RGB 영상의 영역을 대상으로 하여, 주성분 분석(Principal Component Analysis)과 유사한 방식으로 멜라닌과 헤모글로빈의 특성벡터를 추출하고, 농도를 계산할 수 있다. 이 방법의 단점은 일정한 영역의 화소 그룹을 입력으로 이용하기 때문에 화소단위의 직접적인 계산이 어렵고, 추출된 특성벡터는 최적화 방식으로 구현하기 때문에 실행할 때마다 다른 값으로 계산되는 경향이 있다. 최종적인 계산은 특성벡터 자체를 활용하지 않고, RGB 좌표계로 다시 변환하여 멜라닌과 헤모글로빈의 성분을 나타내는 영상 형태로 결정된다. 이 방법의 단점을 개선하기 위하여 제안하는 방법은 특성벡터를 활용하여 RGB 좌표계가 아닌 특징 공간에서 멜라닌과 헤모글로빈의 성분 값을 계산하는 것과, 일반적인 디지털 카메라를 이용하여 피부색에 해당하는 분광 반사도를 계산하는 방법, 분광 반사도를 이용하여 멜라닌과 옥시헤모글로빈, 디옥시헤모글로빈, 카로티노이드 등의 피부색소를 구성하는 세부 성분들의 계산방법 등이다. 제안한 방법은 분광 반사도 측정 장치나 다중 스펙트럼 카메라 등의 특수한 장비를 필요로 하지 않으며, 기존 방법과는 달리 화소단위의 직접적인 계산이 가능하고, 반복 실행에도 동일한 특성을 얻을 수 있다. 제안한 방법은 기존에 비하여 성능의 안정성을 나타내는 표준편차가 15% 수준으로 낮게 나타나 6배 정도의 안정적인 성능을 가진 것으로 추정된다.

Effect of SiO2/ITO Film on Energy Conversion Efficiency of Dye-sensitized Solar Cells

  • Woo, Jong-Su;Jang, Gun-Eik
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권6호
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    • pp.303-307
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    • 2015
  • Multilayered films of ITO (In2O3:SnO2 = 9:1)/SiO2 were deposited on soda-lime glass by RF/DC magnetron sputtering at 500℃ to improve the energy conversion efficiency of dye-sensitized solar cells (DSSCs). The light absorption of the dye was improved by decrease in light reflectance from the surface of the DSSCs by using an ITO film. In order to estimate the optical characteristics and compare them with experimental results, a simulation program named EMP (essential macleod program) was used. EMP results revealed that the multilayered thin films showed high transmittance (approximate average transmittance of 79%) by adjusting the SiO2 layer thickness. XRD results revealed that the ITO and TiO2 films exhibited a crystalline phase with (400) and (101) preferred orientations at 2 θ = 26.24° and 35.18°, respectively. The photocurrent-voltage (I-V) characteristics of the DSSCs were measured under AM 1.5 and 100 mW/cm2 (1 sun) by using a solar simulator. The DSSC fabricated on the ITO film with a 0.1-nm-thick SiO2 film showed a Voc of 0.697 V, Jsc of 10.596 mA/cm2 , FF of 66.423, and calculated power conversion efficiency (ηAM1.5) of 5.259%, which was the maximum value observed in this study.

TCO 응용을 위한 패턴된 기판위에 증착된 AZO 박막의 특성 연구 (Conformal coating of Al-doped ZnO thin film on micro-column patterned substrate for TCO)

  • 최미경;안철현;공보현;조형균
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.28-28
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    • 2009
  • Fabrications of antireflection structures on solar cell were investigated to trap the light and to improve quantum efficiency. Introductions of patterned substrate or textured layer for Si solar cell were performed to prevent reflectance and to increase the path length of incoming light. However, it is difficult to deposit conformally flat electrode on perpendicular plane. ZnO is II-VI compound semiconductor and well-known wide band-gap material. It has similar electrical and optical properties as ITO, but it is nontoxic and stable. In this study, Al-doped ZnO thin films are deposited as transparent electrode by atomic layer deposition method to coat on Si substrate with micro-scale structures. The deposited AZO layer is flatted on horizontal plane as well as perpendicular one with conformal 200 nm thickness. The carrier concentration, mobility and resistivity of deposited AZO thin film on glass substrate were measured $1.4\times10^{20}cm^{-3}$, $93.3cm^2/Vs$, $4.732\times10^{-4}{\Omega}cm$ with high transmittance over 80%. The AZO films were coated with polyimide and performed selective polyimide stripping on head of column by reactive ion etching to measure resistance along columns surface. Current between the micro-columns flows onto the perpendicular plane of deposited AZO film with low resistance.

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용액법에 의한 SiO2-TiO2-AgO계 박막의 제조 및 특성에 관한 연구 (Chacterization and Preparation of SiO2-TiO2-AgO thin Films by the Chemical Solution Process)

  • 김상문;심문식;임용무;황규석
    • 한국안광학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.217-222
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    • 1998
  • $SiO_2-TiO_2-AgO$ 코팅박막을 졸-겔법으로 현미경용 슬라이드 유리판과 씰리콘 기판에 제조하였다. 이 박막의 열처리온도는 $500^{\circ}C$가 적절하였으며 5회 반복코팅한 박막의 두께는 310nm였다. AgO가 10mol% 첨가된 박막의 표면은 균일한 구조를 보였으나 첨가량이 많아질수록 박막의 표면에 pin hole과 AgO의 석출에 기인한 cluster를 보였다. 열처리온도의 증가에 따라 IR흡수의 정도가 점차 감소하였고, AgO 첨가량의 증가에 따라 반사율은 점차 감소하였으며 색상은 light yellow에서 무채색 쪽으로 점차 전이하였다.

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M-Doped TiO2 (M=Co, Cr, Fe)의 제조 : 전자 밴드구조-(1) (Fabrication of M-Doped TiO2 (M=Co, Cr, Fe) : Its Electronic Band Structure-(1))

  • 배상원;김현규;지상민;장점석;정의덕;홍석준;이재성
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권1호
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    • pp.22-27
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    • 2006
  • The electronic band structures of Metal-doped titanium dioxide, M-doped $TiO_2$ (M=Co, Cr, Fe), have been studied by using XRD, UV-vis diffuse reflectance spectrometer and FP-LAPW (Full-Potential Linearized Augmented-Plane-Wave) method. The UV-vis of M-doped $TiO_2$ (M=Co, Cr, Fe) showed two absorption edges; the main edge due to the titanium dioxide at 387 nm and a shoulder due to the doped metals at around 560 nm. The band gap energies of Co, Cr and Fe-doped $TiO_2$ calculated by FP-LAPW method were 2.6, 2.0, and 2.5 eV, respectively. The theoretically calculated band gap energy of $TiO_2$ by using FP-LAPW method was the same as experimental results. FP-LAPW method will be useful for fabrication and development of photo catalysts working under visible light.

BATHYMETRIC MODULATION ON WAVE SPECTRA

  • Liu, Cho-Teng;Doong, Dong-Jiing
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2008년도 International Symposium on Remote Sensing
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    • pp.344-347
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    • 2008
  • Ocean surface waves may be modified by ocean current and their observation may be severely distorted if the observer is on a moving platform with changing speed. Tidal current near a sill varies inversely with the water depth, and results spatially inhomogeneous modulation on the surface waves near the sill. For waves propagating upstream, they will encounter stronger current before reaching the sill, and therefore, they will shorten their wavelength with frequency unchanged, increase its amplitude, and it may break if the wave height is larger than 1/7 of the wavelength. These small scale (${\sim}$ 1 km changes is not suitable for satellite radar observation. Spatial distribution of wave-height spectra S(x, y) can not be acquired from wave gauges that are designed for collecting 2-D wave spectra at fixed locations, nor from satellite radar image which is more suitable for observing long swells. Optical images collected from cameras on-board a ship, over high-ground, or onboard an unmanned auto-piloting vehicle (UAV) may have pixel size that is small enough to resolve decimeter-scale short gravity waves. If diffuse sky light is the only source of lighting and it is uniform in camera-viewing directions, then the image intensity is proportional to the surface reflectance R(x, y) of diffuse light, and R is directly related to the surface slope. The slope spectrum and wave-height spectra S(x, y) may then be derived from R(x, y). The results are compared with the in situ measurement of wave spectra over Keelung Sill from a research vessel. The application of this method is for analysis and interpretation of satellite images on studies of current and wave interaction that often require fine scale information of wave-height spectra S(x, y) that changes dynamically with time and space.

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시뮬레이션을 이용한 PSS (patterned sapphire substrate) LED의 광추출 효율 평가 (The evaluation of the extraction efficiency of PSS(patterned sapphire substrate) LED using simulation)

  • 이진복;윤상호;김동운;최창환
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제44권4호
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    • pp.91-96
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    • 2007
  • 사파이어 기반의 GaN LED의 광추출 효율을 시뮬레이션을 이용하여 정량적으로 평가하였다. 각각의 LED는 ray-tracing 시뮬레이션을 이용하여 광추출 효율을 계산하였다. 본 연구에는 PSS(patterned sapphire substrate) LED와 flat LED의 비교 분석을 통하여, LED에서의 사파이어 기판의 패턴이 광추출에 미치는 영향을 설명하였다. 또한, 각각의 칩에서 반사막의 반사도가 광추출에 미치는 영향을 분석하고, 그 원인을 시뮬레이션을 이용하여 설명하였다. 한편, 사파이어 패턴에 의한 광추출효율의 변화 효과를 공기(air)와 실리콘(silicone) 분위기에서 시뮬레이션을 수행하였다. 이러한 시뮬레이션 기술을 통해 광추출 효율의 개선 정도를 정량적으로 평가할 수 있었으며, 이러한 연구가 향후 고효율 LED 개발에 도움을 줄 것으로 판단된다.

광나무 열매 추출물을 이용한 견직물의 염색성 (Dyeability of Silk Fabrics Using Extracts of Ligustrum Japonicum Thunb Fruit)

  • 이혜선;고성미
    • 한국염색가공학회지
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    • 제22권1호
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    • pp.71-76
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    • 2010
  • In this study the optimum dyeing conditions and blocking effect of UV deodorization efficiency of Ligustrum japonicum Thunb were investigated. Colorants were water-extracted from Ligustrum japonicum Thunb fruit and freeze-drided to obtain colorants powder. The effects of dye concentration, dyeing temperature, dyeing time, and the number of dipping count were studied. Fastness to dry cleaning, rubbing, perspiration, and light were measured according to KS K 0644, KS K 0650, KS K 0715 and KS K 0700, respectively. In order to examine the dyeability according to dyeing conditions, reflectance of fabrics were measured by using UV/VIS spectrophotometer. The bath ratio was 1:20. Dyeing concentration was 100, 200, 300, 400 and 500% on the weight of fiber. Dyeing time was 20, 40, 60, and 80 minutes. Dyeing temperature was 20, 40, 60, 80, and $100^{\circ}C$. The infrared high pressure dying machine was used. As dyeing concentration increased, dye adsorption increased up to 400% and it slowed down. Dye uptake was increased with raising themperature up to $80^{\circ}C$ and it slowed down. Dye adsorption occurred rapidly at first 20 minutes and then it slowed down and reached almost maximum dye uptake at 60 min. Dye uptake increased by repeated dyeing. Therefore, it is considered that optimum dyeing condition is 400%(o.w.f.), $80^{\circ}C$, 60 min. And repeated dyeing improves dye uptake. Color fastness to dry cleaning and rubbing was good, but light fastness and perspiration fastness was not good. Blocking effect of ultraviolet radiation and deodorization efficiency was good.

적색검출 Si 포토다이오드의 광반사 방지막 처리 (Antireflection Layer Coating for the Red Light Detecting Si Photodiode)

  • 장지근;황용운;조재욱;이상열
    • 한국재료학회지
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    • 제13권6호
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    • pp.389-393
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    • 2003
  • The effect of antireflection layer on the reduction of optical loss has been investigated in Si photodiodes detecting red light with central wavelength of 670 nm. The theoretical analysis showed minimum reflection loss of 6% for the $SiO_2$thickness of about $1100∼1200\AA$ in the $SiO_2$-Si system with the single antireflection layer and no reflection loss for the X$N_3$N$_4$$SiO_2$thickness of $2000\AA$/$1200\AA$ in the $Si_3$$N_4$$SiO_2$-Si system with double antireflection layer. In our experiments, Si photodiodes with the web-patterned $p^{+}$-shallow diffusion region were fabricated by bipolar IC process technology and the devices were classified into three kinds according to the structure of $Si_3$$N_4$/$SiO_2$antireflection layer. The fabricated devices showed maximum spectral response in the optical spectrum of 650∼700 nm. The average photocurrents of the devices with the $Si_3$$N_4$$SiO_2$thickness of $1000\AA$/X$SiO\AA$, and $2000\AA$$1800\AA$ under the incident power, of -17 dBm were 3.2 uA, 3.5 uA and 3.1 uA, respectively.