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유전 알고리즘을 이용한 국소가중회귀의 다중모델 결합을 위한 점진적 앙상블 학습 (Incremental Ensemble Learning for The Combination of Multiple Models of Locally Weighted Regression Using Genetic Algorithm)

  • 김상훈;정병희;이건호
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제7권9호
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    • pp.351-360
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    • 2018
  • 전통적으로 나태한 학습에 해당하는 국소가중회귀(LWR: Locally Weighted Regression)모델은 입력변수인 질의지점에 따라 예측의 해를 얻기 위해 일정구간 범위내의 학습 데이터를 대상으로 질의지점의 거리에 따라 가중값을 달리 부여하여 학습 한 결과로 얻은 짧은 구간내의 회귀식이다. 본 연구는 메모리 기반학습의 형태에 해당하는 LWR을 위한 점진적 앙상블 학습과정을 제안한다. LWR를 위한 본 연구의 점진적 앙상블 학습법은 유전알고리즘을 이용하여 시간에 따라 LWR모델들을 순차적으로 생성하고 통합하는 것이다. 기존의 LWR 한계는 인디케이터 함수와 학습 데이터의 선택에 따라 다중의 LWR모델이 생성될 수 있으며 이 모델에 따라 예측 해의 질도 달라질 수 있다. 하지만 다중의 LWR 모델의 선택이나 결합의 문제 해결을 위한 연구가 수행되지 않았다. 본 연구에서는 인디케이터 함수와 학습 데이터에 따라 초기 LWR 모델을 생성한 후 진화 학습 과정을 반복하여 적절한 인디케이터 함수를 선택하며 또한 다른 학습 데이터에 적용한 LWR 모델의 평가와 개선을 통하여 학습 데이터로 인한 편향을 극복하고자 한다. 모든 구간에 대해 데이터가 발생 되면 점진적으로 LWR모델을 생성하여 보관하는 열심학습(Eager learning)방식을 취하고 있다. 특정 시점에 예측의 해를 얻기 위해 일정구간 내에 신규로 발생된 데이터들을 기반으로 LWR모델을 생성한 후 유전자 알고리즘을 이용하여 구간 내의 기존 LWR모델들과 결합하는 방식이다. 제안하는 학습방법은 기존 단순평균법을 이용한 다중 LWR모델들의 선택방법 보다 적합도 평가에서 우수한 결과를 보여주고 있다. 특정지역의 시간 별 교통량, 고속도로 휴게소의 시간별 매출액 등의 실제 데이터를 적용하여 본 연구의 LWR에 의한 결과들의 연결된 패턴과 다중회귀분석을 이용한 예측결과를 비교하고 있다.

단추에 관한 연구 -19, 20세기를 중심으로- (The Study on the Buttons (centering around 19th-20th Centuries))

  • 이영란
    • 복식
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    • 제22권
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    • pp.263-276
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    • 1994
  • The achievement of notable social reoforms attained during the period of 19th and 20th centuries needlessly speaking remodelded the social environmental into several different patterns such as :1) high industrialization 2) propensity to consume 3) up graded overall social stands. Accordingly the industrial world of the but-tons too established the mess production syhstem by breaking from convention of hand-craft work of 17th century. The raw materials used in the production line on buttons during the 20th century are almost all-kind of materials one can possibly named including cheap plastic which enabled production lines to produce cheaper but higher productivities of the buttons being produced, The design (incused design) used in the 19-20h centuries are : men landscape, sports features, birds, livestocks, bugs, or geomatric features, tec, 1, The classification o f the buttons by materials Techniques shapes colors marking (Incused design) used in the productionof buttons in the England United States of America Laska Italy france Denmark Japan and India are categolizzed as : natural raw materials and syntetical resines. 1) Of the natural raw materials used are : Matal Enamel Iodine Agate, Coral, Green jade(Jasper) Granite, Wood, Ivory, Horn and bone etc. 2) The sythetical resin used in the button in-dustries are : Artificial jewell glass Acrylic material Styroform Celluloid and Nylon etc. 2. The thecnique quoted in producing buttons are hand craft work inlay work precision casting press mosic dye etching, processing, engraving and embossed carving etc. 3. The major designs used in the buttons in -dustries are : Round shape however elliptical column angular and edge shape often used. 4. The colors used are : The multi-colors were highly used than mono-colored materials such as : Adjoining Color and Contrast Color. The highest consideration to be considered in choosing the colors for the buttons are harmonization and matching factor with the garment or dresses to be wore. 5. The major design(incused design) on the buttons are embodiment and the design were also used in order of abstractive-combination abstractive with has offers much surprising. The button industries during the 19th and 20th centuries were not only the determination factors those can judge the value of self-pride of Nation and which were far beyond the in-dustrial arts in those days but also highly refelected and influenced by cultural sense ideology and self-pride of the Nation of those period. The followings are details of the role of the buttons categolized in the order of functional ornamental and symbolical aspects : 1. The functional role : The functional role of the buttons were simply designed for dress how-ever the buttons beyond from this role of function now a days. 2. The ornamental role : The ornamental role of he button beyond from this role of the button were effectuated by : 1) shape materials colors 2) technique locations size and design (incused design) 3) The ramaterials used for buttons shall not be over looked because it is highly depends on the taste sense and combination of harmony with the garment to be wore. 4) The color of the buttons are made well contrasted with the color of garments just as in the case of other artistical area such as matchs with the color of garment of contrast with brigtness of colors contrasted as complementary color and so and so. 5) The technique being adoped are: precision casting press handcraft inlay work etching mosic etc,. Since the buttons are no longer a simple catching devise used to fasten together the different part of the dress but now it has formed own and occupied the independent role in the garment or dresses location can be de-termined and varying depending on the ideas of designers. The size of the buttons has no specific limits, However the variation has widely dependined on the entire circumperence rhythm contrast harmonization of the garments. 3. The symbolical role : Since the button is no longer a just a simple devise for catching and fastening device used fastening together the different part of the garments but now were built a independent area as major part of the Garment and well reflected all kinds of occupations political background cultural as-pect etc. on the buttons. The design of buttons in the western circles are more simplified but they are polished looks and their techniques of manufacturing are comination of both machanis and handcraft. The colors used in the buttons are pretty well harmonized with garment(dress). Almost all kind of materials can be used in the but-tons however materials used in the buttons are : Bone of livestocks ivory, turtle shell are no longer used because the prevention of cruely of animal. On the contraly the level of buttons indus-try of Korea is far to reach and catch up with the level of western circles. It is highly suggested therefore the but-tons industrial field of Republic of Korea shall place and encouragement in producing beter industrial environment of the buttons based on the traditional and cultural aspect of republic of Korea to produce both manufacturing of qulified and best designed and colored buttons.

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무선전용 다중 언어의 번역을 지원하는 변환기의 구현 (Development of Convertor supporting Multi-languages for Mobile Network)

  • 최지원;김기천
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제9C권2호
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    • pp.293-296
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    • 2002
  • 유선 환경에서 시작한 인터넷에 현재 존재하고 있는 웹 컨텐츠들을 모바일 환경에서 이용할 수 있게 하기 위하여 UP. Link 에서는 자동으로 HTML을 HDML로 번역해주는 기능을 가지고 있다. UP 브라우저에서 HTML 페이지를 억세스할 때 UP.Link 내의 에이전트는 번역기에게 HTML과 HDML 간의 번역을 처리하게끔 한다. I-Mode는 일본의 NTT-Docomo에서 개발 되었으며 이미 여러 가지 서비스를 통해 엄청난 컨텐츠를 보유하고 있다. Stinger 프로젝트에 의해 개발된 ME(Micro Explorer) 또한 많은 부가기능를 가지고 있다. 본 논문에서는 WAP에서 C-HTML과 mHTML의 컨텐츠를 수용할 수 있는 변환기를 설계하고 구현하였다. I-Mode의 C-HTML과 MS사의 ME는 HTML의 간이형으로 컨텐츠 제공 업자들이 다른 언어를 익힐 필요가 없으므로 WAP에 비해 컨텐츠 개발에 유리하다. C-HTML과 WML은 모두 모바일 환경에서 쓰이기 때문에 한 페이지 내에 제한되어 있는 용량 또한 비슷하다. 그러므로 C-HTML을 WML로, mHTML을 WML로 바꾸는 변환기를 개발하기 위해서 먼저 각 언어와 관련된 스펙을 분석하고 각각의 서로 대응되는 element를 찾아 표를 작성하고 난 후에 변환을 위한 알고리즘을 적용하여 변환기를 구현한다. 만약 대응되는 element가 없을 경우에는 WML에서 지원하는 여러 가지의 태그들을 조합하여 최대한 같은 형식으로 디스플레이 해줄 수 있는 방안을 제시한다. 편집기에서는 변환된 WML 소스를 컨텐츠 저작자가 클립 기능을 이용하여 다른 내용을 추가하거나 내용을 바꿀 수 있도록 지원한다. 구현 결과 약 90% 이상의 변환이 가능하다.장 높았고 비만군이 9.840점(표준편차 4.638)로 가장 낮았으며, 남자에서는 과체중군이 14.780점(표준편차 4.601), 여자에서는 저체중군이 12.284점(표준편차 4.604)으로 체형존중감이 가장 높았고, 남(평균 10.166점, 표준편차 4.246), 여(평균 8.772점, 표준편차 5.723) 모두 비만군에서 체형존중감이 가장 낮았다. 4. 비만도와 체형만족도 및 체형존중감과의 상관관계는 비만도와 체형만족도(r= -.2081, p= .000), 비만도와 체형존중감(r= -.2250, p= .000)은 유의한 역상관관계를 나타내어 비만도가 높을수록 체형만족도와 체형존중감이 낮았다. 5. 일반적 특성에 따른 비만상태는 전체에서는 성별($chi^2$=88.136, p=.000), 체형에 대한 인식($chi^2$=242.371, p= .000)에서, 남자에서는 부의 체형($chi^2$=15.11, p= .019), 체형에 대한 인식($chi^2$=138.95, p= .000)에서, 여자에서는 모의 학력($chi^2$=19.46, p= .022), 체형에 대한 인식($chi^2$=143.35, p= .000)에서 유의한 차이가 있었다. 전체에서 성별은 남자에서 비만은 21.4%, 여자에서 비만은 6.6%로 남자가 비만인 경우가 더 많았고, 체형에 대한 인식은 자신의 체형이 말랐다고 인식하는 경우 비만은 0.7%, 보통이라고 인식하는 경우 비만은 9.3%, 비만하다고 인식하는 경우 비만은 64.6%로 나타났다. 남자에서 부의 체형이 마른 경우 실제 비만인 학생은 21.20%, 보통인 경우

다목적실용위성탑재 전자광학카메라(EOC)의 성능 특성 (Characteristics of the Electro-Optical Camera(EOC))

  • Seunghoon Lee;Hyung-Sik Shim;Hong-Yul Paik
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.213-222
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    • 1998
  • 1999년에 발사될 다목적실용위성1호의 주 탑재체인 전자광학카메라는 한반도의 디지털 지도(입체지도 포함) 작성을 위한 영상자료를 획득하는 것을 그 임무로 하고있다. 센서부와 전자부로 구성된 전자광학카메라는 파장 510∼730nm의 가시광선영역에서 6.6m의 지상해상도와 관측 폭 17km 이상의 흑백영상을 위성체 자세제어에 의한 조준과 푸쉬브룸 방식으로 촬영한다. 3년 이상의 임무수명을 가진 본 기기의 고해상도 흑백영상 촬영시간은, 98분인 위성궤도 당 2분간 연속 수집되어 그 지상영상의 길이는 800km에 이르며, 운용 중 프로그래밍이 가능한 이득률과 옵셋, 그리고 자체 내에 영상을 저장할 수 있는 기능을 갖고 있다. F수 8.3인 비차폐 3면 반사식 광학계에 의해 수집된 영상은 각각 8 bit 전자신호로 처리되어 25Mbps의 송신율을 가지고 지상국으로 보내진다. 제작된 전자광학카메라는 각종 시험을 통하여, 그 설계에서 요구되었던 기술사양을 만족하거나 능가할 정도로 높은 완성도를 보이고 있는데, 본 논문에서는 전자광학카메라로 획득된 영상자료의 최종 사용자들을 위하여 그 분광특성, MTF(Modulation Transfer function), 2592개 CCD 화소의 상대적 반응비등의 중요 성능특성 측정값을 설명하였다. 이득율을 변화시키며 측정한 분광특성 결과는 전자광학카메라의 영상자료 사용자가 더 정확한 흑백영상을 만드는데 이용되리라 본다. 영상품질을 가름하는 중요한 특성인 MTF는 시계각 전부에 걸쳐 Nyquist 진동수에서 측정값이 요구값 10%를 넘어 16% 이상을 보이므로써 이 전자광학카메라가 우수한 성능을 가진 것이 입증되었고, 각 CCD 화소들의 상대적 반응도를 측정한 결과에서도 상당히 고른 특성을 확인함과 함께, 차후 전자광학카메라의 영상자료 처리과정을 위하여 정밀한 상대 비교값을 제공하였다.

Sentinel-1 SAR 영상을 이용한 주성분분석 및 K-means Clustering 기반 산불 탐지 (Detection of Forest Fire Damage from Sentinel-1 SAR Data through the Synergistic Use of Principal Component Analysis and K-means Clustering)

  • 이재세;김우혁;임정호;권춘근;김성용
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권5_3호
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    • pp.1373-1387
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    • 2021
  • 산불은 지표 에너지 균형, 사회 및 환경에 중대한 위협을 미치며, 사회경제적 손실을 일으킨다. 한편, 현재까지 널리 사용되고 있는 다중분광 위성 영상 기반 산불 피해 탐지 알고리즘은 구름으로 인한 반사도 오염으로 인해 시의적절한 산불 정보를 얻기 어려운 문제가 있다. 따라서 본 연구에서는 구름에 영향을 받지 않는 유럽우주국의 Sentinel-1 SAR (Synthetic Aperture Radar) 자료로부터 2019년 4월 초에 발생한 남한 강원도의 강릉·동해, 고성·속초 및 인접한 북한의 두 산불 발생 지역을 대상으로 주성분분석(Principal Component Analysis; PCA)을 포함하는 일련의 전 처리 및 K-means clustering을 이용하여 산불 피해 면적을 탐지하였다. 추정된 산불 면적은 국립산림과학원에서 남한의 두 산불에 대해 제공한 산불 피해 면적 및 강도 참조자료 및 산불 피해 탐지에 널리 사용되는 dNBR (differenced Normalized Burn Ratio)을 사용하여 검증하였다. 국립산림과학원의 참조자료 기반 검증에서 강릉·동해와 고성·속초 산불에 대해 평균 약 86%의 정확도를 보였다. dNBR을 사용한 검증에서는 남한 및 북한의 지역 모두에 대해 평균 약 84%의 정확도를 보였다. 이때, 산불 강도가 강할수록 산불 면적 탐지 성능이 높고 반대로 산불 강도가 약할수록 산불 면적 탐지 성능이 낮은 것을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해 검증된 SAR 영상을 이용한 PCA 및 K-means clustering 기반 탐지 알고리즘이 추후 구름의 영향이 크고 작은 산불이 빈번하게 발생하는 한반도에 대하여 신속한 산불 피해 면적 탐지에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

고령운전자의 자가보고식 운전능력에 대한 경로분석 (Path Analysis of the Self-Reported Driving Abilities of Elderly Drivers)

  • 이유나;유은영;정민예;김종배;김정란;이재신
    • 대한작업치료학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.57-72
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    • 2018
  • 목적 : 본 연구의 목적은 지역사회 고령운전자의 인구사회학적 요인에 따른 자가보고식 운전능력 및 상관성을 파악하고 시각, 청각, 인지, 운동, 심리요인을 바탕으로 설정한 가설모형의 적합성을 검증하여 지역사회 고령운전자의 자가보고식 운전능력에 대한 경로모형을 제시하고자 함이었다. 연구방법 : 연구 대상은 만 65세 이상 지역사회 거주 고령운전자의 122명이었다. 대상자들의 시각과 청력, 운동기능, 인지기능, 우울 및 자가보고식 운전능력을 평가하였다. 수집된 자료는 SPSS 21.0을 사용하여 분석하고 가설모형의 검증을 위해 AMOS 22.0을 사용하여 경로분석을 시행하였다. 결과 : 연구결과 남성의 경우 여성보다 자가보고식 운전능력 점수가 높았으며 주간 운전일수 6~7일인 경우는 주 3일 이하에 비해 점수가 높았다. 면허취득 기간과 운전경력은 자가보고식 운전능력과 정적 상관성을 보였다. 경로모형의 적합성 결과 최종모형은 p값(.911)이 .05를 초과하며, TLI(1.202), NFI(.949), CFI(1.000)가 모두 .90이상이고 RMSEA(.000)는 0.1이하로 가설모형이 측정 자료에 잘 부합하는 것으로 나타났다. 또한 첫째, 우울, 청력감퇴, 악력은 고령운전자의 자가보고식 운전능력에 직접적으로 영향을 주는 요인으로 확인되었다. 둘째, 나이는 우울, 악력에 직접적인 영향을 주고, 우울과 악력을 매개하여 자가보고식 운전능력에도 간접적으로 영향을 주고 있었다. 셋째, 우울은 인지처리지연과 악력에 직접적인 영향을 주었다. 결론 : 본 연구는 지역사회 고령운전자의 자가보고식 운전능력에 영향을 주는 요인들의 직 간접적인 관계를 파악하고 자가보고식 운전능력에 영향을 미치는 다양한 요인들의 다차원적인 효과를 검증하였다는데 의의가 있었다.

한국 고리수의 역사와 원형기술의 복원 연구 (A Study on History and Archetype Technology of Goli-su in Korea)

  • 김영란
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제46권2호
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    • pp.4-25
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    • 2013
  • 고리수는 편결(編結)과 금속공예의 기술이 접목된 새로운 형식의 수법(繡法)이다. 실올끼리 고리를 서로 엮어가며 공간상(空間上)에서 들떠 있어 마치 투조(透彫)와 같은 느낌을 준다. 수놓은 천에는 금박(金箔)이나 금실과 같은 황금 재질을 삽입하여 화려한 광택을 표현하고 있다. 이러한 특징은 고리수가 서구의 레이스워크(lacework) 공예와 그 형태 및 기법이 유사하면서도 가장 다른 점이다. 10세기 고려 초기, 강원도 월정사의 동자문수향갑낭(童子紋繡香匣囊)에서 고리수의 결구원(結構元) 무늬를 통해 초창기 자취를 발견할 수 있다. 조선 중기 왜란 시(1592, 선조 25년), 고리수 유물은 일본으로 약탈되어 '고려번(高麗幡)'이라고 불리며, 지금은 탁의(卓衣)의 형태로 개조되어 전한다. 19세기의 연대와 출처가 확실한 조선시대 궁수(宮繡) 베갯모에는 삼각무늬의 금박지(金箔紙)를 삽입하여 노란색 누에실을 엮어 짠 고리 감기수가 완벽하게 보존되어 있다. 고리수의 침법(針法)을 크게 분류하면, '고리수', '고리 감기수', '고리 새김수'의 3가지로 나눌 수 있다. 10세기경 초기 단계에서 13세기까지 고리수는 여러 침법으로 변화하며 점차 2~3가지의 입체적인 색채를 사용하였다. 고리수는 중세 이후 서양에서 비약적 발전을 보이며 고귀한 수공예로 알려진 레이스 짜기와 유사한 결구원을 지녔는데, 우리나라에서는 이미 10세기경 혹은 그 이전부터 편결과 금속공예가 접목된 복합적 공예 양식으로 탄생하여 천년 동안이나 그 수법(繡法)을 지속적으로 사용했다. 본 연구를 통해 한국에서 19세기 자수 베갯모에 고리수가 여전히 사용되고 있음을 밝혔다. 아울러 이러한 연구의 성과를 토대로 고리수의 원형기술을 복원했다. 그리고 '중요무형문화재 제80호' 기능보유자 한상수 자수장과 조선시대 고리수 유물들을 재현했다. 고리수 자수품은 편결과 금속공예의 황금세공기술이 자수공예와 접목하여 탄생된 전통과학기술의 복합적 산물(産物)이다. 이것을 계승과 창조의 새로운 방향으로 자수, 편결, 직조, 염색 등 기타 공예 관련 산업 분야에 확대 응용한다면, 의료(衣料)와 패션, 장식공예, 미술 디자인 등에 고급 부가가치의 신기술로 개발되어 활용될 수 있다. 또한 다른 공예기술과도 상호 보완된다면, 표현 영역의 확대와 더불어 다양한 예술적 조형미를 추구할 수 있어 우리의 삶에서 더욱 풍부한 미적 생활을 공유하게 되리라고 본다.

다중 문턱치를 이용한 입술 윤곽 검출 방법 (Lip Contour Detection by Multi-Threshold)

  • 김정엽
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제9권12호
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    • pp.431-438
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    • 2020
  • 본 논문에서는 입술 윤곽선을 검출하기 위한 다중 문턱치 기반의 검출방법을 제안하였다. 기존의 연구 중 Spyridonos 등이 제안한 방법은 입력영상을 RGB로부터 YIQ 좌표계로 변환하여 Q 성분만을 이용하여 Q 영상을 얻는다. Q 영상으로부터 변화 점 검출을 통하여 입술 모양의 좌우 끝점을 얻어낸다. 좌우 끝점에 대한 수직 좌표의 평균값을 이용하여 Q 영상을 상하로 분리하고, 상하 영역 각각에 대하여 별도로 Q값을 대상으로 문턱치를 적용하여 후보 윤곽선을 추출한다. 추출된 후보 윤곽선에 특징치 거리를 이용하여 최적의 문턱치를 찾고, 해당하는 윤곽선을 최종 입술 윤곽선으로 결정한다. 이 때 사용되는 특징치 거리 D는 후보 윤곽선 상의 점들을 기준으로 주변 영역에 대한 차이의 절대값을 이용하여 계산한다. 기존연구의 문제점은 세 가지인데, 첫째는 입술 끝점 추출 과정에서 피부영역의 과다한 참여로 입술 끝점의 추출의 정확도가 감소하고, 따라서 후속되는 상/하 영역 분리에도 영향을 미친다. 둘째는 YIQ 칼라 좌표계를 사용하였는데, 다양한 칼라 좌표계에 대한 분석이 미비하므로 추가적인 분석이 필요하다. 세 째, 최적 윤곽선의 선택 시 적용하는 거리 값 파라미터의 계산 과정에서, 문턱치를 적용하여 구한 해당 윤곽선 주변의 데이터들에 의한 변화분을 계산하여 변화가 가장 큰 윤곽선을 입술 후보로 채택하는데, 변화분의 최대치를 기준으로 하기 때문에 검출된 입술영역이 기준보다 축소되는 문제점이 있다. 첫 번째 문제점을 해결하기 위하여 피부영역의 계산과정 참여를 줄여서 성능을 30%정도 향상시켰다. 두 번째는 YIQ 외에 HSV, CIELUV, YCrCb 등의 칼라 좌표계에 대한 성능테스트를 거쳐 기존연구 방법이 칼라좌표계에 대한 의존성이 없음을 확인하였다. 세 번째는 윤곽선 주변의 변화분 검토 시, 윤곽선 포인트 당 변화분의 평균값 대신에 변화분의 총량을 적용하여 46% 성능개선 효과를 얻었다. 이상의 내용을 모두 적용하여 제안한 통합방법은 기존연구 대비 2배의 성능향상과 안정성을 확보할 수 있었다.

전기자동차 배터리 모듈 커버의 3D 프린팅 제작을 위한 GF/PC 복합소재 필라멘트 설계와 3D 프린팅 공정 및 구조 최적화 (GF/PC Composite Filament Design & Optimization of 3D Printing Process and Structure for Manufacturing 3D Printed Electric Vehicle Battery Module Cover)

  • 유정욱;이진우;김승현;김윤철;서종환
    • Composites Research
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    • 제34권4호
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    • pp.241-248
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    • 2021
  • 전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

분광 영상을 이용한 사과나무 잎의 질소 영양 상태 진단 (Diagnosis of Nitrogen Content in the Leaves of Apple Tree Using Spectral Imagery)

  • 장시형;조정건;한점화;정재훈;이슬기;이동용;이광식
    • 생물환경조절학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.384-392
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    • 2022
  • 본 연구는 RGB, 초분광 센서를 이용하여 시기별 사과 잎의 엽록소와 질소 함량을 예측하여 사과 나무 잎의 질소 영양을 진단하기 위해 수행되었다. 분광 데이터는 사과나무 '홍로/M.9' 2년생을 대상으로 고해상도 RGB와 초분광 센서로 촬영 후 영상처리를 통해 취득하였다. 식물체 데이터는 촬영이 끝난직후 엽록소와 잎 질소 함량을 측정하였다. 엽록소 측정기의 SPAD meter, RGB 센서의 개별 파장, 컬러 식생지수 및 초분광 센서의 214개의 파장과 식물체 데이터를 이용하여 회귀분석을 실시하였다. 엽록소와 잎 질소 함량 데이터는 시기와 상관없이 질소 시비량에 따라 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 잎은 시기가 지나면서 잎에 있던 영양분이 과실로 전이되어 색이 옅어졌으며 RGB센서의 경우 Red파장에서 시기와 상관없이 통계적으로 유의한 차이가 나타났다. 초분광 센서의 경우 두 시기 모두 질소 시비 수준에 따라 가시광 영역보다 비가시광 영역에서 차이가 크게 나타났다. 반사값를 이용하여 식물체 특성의 예측 모델 결과 엽록소, 잎 질소함량 모두 초분광 데이터를 이용한 부분최소제곱회귀분석을 이용하였을 때 성능이 가장 높게 나타났다(chlorophyll: 81% / 63%, leaf nitrogen content: 81% / 67%). 이러한 원인은 RGB 센서에 비해 초분광 센서는 좁은 FWHM과 400-1,000nm의 넓은 파장 범위를 가지고 있어 질소 결핍에 의한 스트레스로 인해 작물의 분광학적 해석이 가능했을 것으로 판단된다. 추후 분광학적 특성을 이용하여 전 생육 시기의 수체 생리, 생태 모델 개발 및 검증 그리고 병해충 진단 등 연구를 통해 고품질, 안정적인 과실 생산 기술 개발에 기여될 것으로 사료된다.