• Food Science and Biotechnology
• /
• 제16권3호
• /
• pp.477-481
• /
• 2007

Fourier transform near-infrared (FT-NIR) spectroscopy and partial least squares (PLS) regression were used to predict the amylose content of polished rice. Spectral reflectance data in a wavelength range of 1,000 to 2,500 nm were obtained with a commercial spectrophotometer for 60 different varieties of Korean rice. For a comparison of this spectroscopic method to a standard chemical analysis, the amylose contents of the tested rice samples were determined by the iodine-blue colorimetric method. The highest correlation for the rice amylose ($R^2=0.94$, standard error of prediction=0.20% amylose content) was obtained when using the FT-NIR spectrum data pre-treated with normalization, the first derivative, smoothing, and scattering correction.

• Food Science and Biotechnology
• /
• 제18권1호
• /
• pp.60-65
• /
• 2009

Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was used as a rapid and non-destructive method to determine the protein content in intact and ground seeds of pea (Pisum sativum L.) germplasms grown in Korea. A total of 115 samples were scanned in the reflectance mode of a scanning monochromator at intact seed and flour condition, and the reference values for the protein content was measured by auto-Kjeldahl system. In the developed ground and intact NIRS equations for analysis of protein, the most accurate equation were obtained at 2, 8, 6, 1 math treatment conditions with standard normal variate and detrend scatter correction method and entire spectrum (400-2,500 nm) by using modified partial least squares regression (n=78). External validation (n=34) of these NIRS equations showed significant correlation between reference values and NIRS estimated values based on the standard error of prediction (SEP), $R^2$, and the ratio of standard deviation of reference data to SEP. Therefore, these ground and intact NIRS equations can be applicable and reliable for determination of protein content in pea seeds, and non-destructive NIRS method could be used as a mass analysis technique for selection of high protein pea in breeding program and for quality control in food industry.

• 비파괴검사학회지
• /
• 제34권4호
• /
• pp.283-289
• /
• 2014

본 연구는 라만 분광법과 부분최소자승법을 이용하여 불량 분말식품을 비파괴적으로 검출할 수 있는 기술을 개발하기 위해 수행되었다. 향신료와 건강보조식품 등으로 소비가 증가하고 있는 마늘과 생강분말을 실험대상으로 선정하고 옥수수 전분을 농도별로 혼합하여 시료를 제작하였다. 라만 반사스펙트럼과 부분최소자승법을 이용하여 불량 분말식품에 혼합된 옥수수 전분의 농도를 예측하기 위한 모델을 개발하고 교차검증을 통해 그 성능을 평가하였다. 또한 변수중요도척도를 이용하여 예측모델의 개발에 기여도가 높은 라만스펙트럼을 선정한 후 이 스펙트럼을 이용하여 새로운 예측모델을 개발하였다. 그 결과 전체 라만 스펙트럼의 약 1/3에 해당하는 스펙트럼 데이터만을 이용하여 전체 라만 스펙트럼을 이용하여 개발된 예측모델과 같은 성능을 갖는 모델을 개발하는 것이 가능하였다.

• 분석과학
• /
• 제16권2호
• /
• pp.95-101
• /
• 2003

본 연구에서는 근적외선 분광분석법 (NIR)을 이용하여 메탄올과 에탄올 혼합액 중의 물의 함량을 비파괴적으로 측정하였다. Photo-diode array 방식의 휴대용 NIR system과 scanning 방식의 NIR spectrometer를 이용하여 두 기기 사이의 calibration 결과를 비교하였다. 알코올 혼합액 중의 물의 함량을 정량분석 하기 위해 부분최소자승회귀분석법 (PLSR : partial least squares regression)을 사용하였다. 그 결과 SEP (standard error of prediction)가 photo-diode array 방식을 사용하였을 때는 0.10%, scanning 방식을 사용하였을 때는 0.12%였다. Calibration 모델의 안정성을 확인하기 위하여 6일 동안 2%의 메탄올을 함유하고 있는 에탄올 용액 중의 물의 함량이 3%, 5% 및 7% 되도록 시료를 조제하여 측정하였다. 두 가지 방식의 NIR 모두 3%이내의 변동계수 (CV : coefficient of variation)로 좋은 결과를 나타내었다. 이번 연구를 통해서 메탄올과 에탄올 혼합액 중의 물의 함량 측정이 근적외선 분광분석법을 이용하여 성공적으로 수행되었고 photo-diode array 방식의 휴대용 NIR 시스템을 이용해서 scanning 방식의 NIR spectrometer를 이용한 결과와 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제33권6호
• /
• pp.430-437
• /
• 2008

Optical diffuse reflectance sensing in visible and near-infrared wavelength ranges is one approach to rapidly quantify soil properties for site-specific management. The objectives of this study were to investigate effects of preprocessing of reflectance data and determine the accuracy of the reflectance approach for estimating physical and chemical properties of selected Missouri and Illinois, USA surface soils encompassing a wide range of soil types and textures. Diffuse reflectance spectra of air-dried, sieved samples were obtained in the laboratory. Calibrations relating spectra to soil properties determined by standard methods were developed using partial least squares (PLS) regression. The best data preprocessing, consisting of absorbance transformation and mean centering, reduced estimation errors by up to 20% compared to raw reflectance data. Good estimates ($R^2=0.83$ to 0.92) were obtained using spectral data for soil texture fractions, organic matter, and CEC. Estimates of pH, P, and K were not good ($R^2$ < 0.7), and other approaches to estimating these soil chemical properties should be investigated. Overall, the ability of diffuse reflectance spectroscopy to accurately estimate multiple soil properties across a wide range of soils makes it a good candidate technology for providing at least a portion of the data needed in site-specific management of agriculture.

• 한국작물학회지
• /
• 제57권3호
• /
• pp.296-300
• /
• 2012

국내산 콩과 수입콩의 판별에 NIRS를 도입함으로써 보다 빠르고 정확한 식별분석을 하고자 실험을 수행하였다. NIRS를 사용하여 400~2,500 nm 범위에서 콩 분말의 파장을 측정하였으며, 측정된 spectrum은 WINISI II program 을 이용하여 수처리와 회귀분석을 하였다. 검량식 작성을 위한 수처리는 spectrum을 1차미분 및 4 nm gap으로 조정한 것이 가장 적합하였으며, 회귀식은 변형부분최소자승회귀법(Modified partial least squares regression)이 우수하였다. MPLS 회귀분석시 원산지 판별을 위해 loading value를 국내산 콩은 '100', 수입콩은 '1'로 처리하여 검량식을 작성하고 그 적합성을 검증한 결과 factor가 10일 때 도출된 calibration equation의 상관값이 0.98, 교차검증의 상관값이 0.94를 나타내어 상관도가 높음을 알 수 있었다. 따라서 NIRS를 이용한 국내산 콩과 수입콩의 판별분석이 가능할 것으로 판단되었다.

• Journal of Biosystems Engineering
• /
• 제38권1호
• /
• pp.48-54
• /
• 2013

Purpose: This study evaluated the feasibility of using a discrete wavelet transform (DWT) method as a preprocessing tool for visible/near-infrared spectroscopy (VIS/NIRS) with a spectroscopic transmittance dataset for predicting the internal quality of cherry tomatoes. Methods: VIS/NIRS was used to acquire transmittance spectrum data, to which a DWT was applied to generate new variables in the wavelet domain, which replaced the original spectral signal for subsequent partial least squares (PLS) regression analysis and prediction modeling. The DWT concept and its importance are described with emphasis on the properties that make the DWT a suitable transform for analyzing spectroscopic data. Results: The $R^2$ values and root mean squared errors (RMSEs) of calibration and prediction models for the firmness, sugar content, and titratable acidity of cherry tomatoes obtained by applying the DWT to a PLS regression with a set of spectra showed more enhanced results than those of each model obtained from raw data and mean normalization preprocessing through PLS regression. Conclusions: The developed DWT-incorporated PLS models using the db5 wavelet base and selected approximation coefficients indicate their feasibility as good preprocessing tools by improving the prediction of firmness and titratable acidity for cherry tomatoes with respect to $R^2$ values and RMSEs.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제45권1호
• /
• pp.32-38
• /
• 2007

통계적인 공정 제어 기법을 회분식 공정에 적용하여, 일반적인 회분식 공정의 데이터를 통해 보다 빠르고, 손쉽게 공정의 상태를 진단할 수 있는 시스템을 구현해 보았다. 대표적인 회분식 공정의 하나인 반도체 식각공정과 반회분식 스타이렌-부타디엔 고무 생산 공정의 데이터를 이용하여 공정 변수와 공정의 상태간의 연관 관계를 규명할 수 있는 모델을 수립하였으며, 이 모델의 출력(output) 결과를 이용해 통계적 공정 제어 차트를 구성하고, 시간에 따른 공정의 추이를 분석해 이상을 판별해 보았다. 회분식 공정의 다축(multi-way) 데이터를 두개의 축으로 만드는 펼치기(unfolding) 과정을 거쳤으며, 모델링 방법으로는 Support Vector Regression 및 Partial Least Square 등의 다변량 회귀분석 방법을 이용하였다. 또한 에러차트 및 변수 기여도 차트(variable contribution chart)를 이용해 이상의 세기, 형태 및 이상 데이터에 대한 각 변수들의 기여도를 계산해 보았으며, 그 결과 이상의 발생 유무 및 발생시점 뿐만아니라 이상의 세기 및 원인 까지 진단해 볼 수 있는 우수한 성능을 보이는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국경영과학회:학술대회논문집
• /
• 한국경영과학회/대한산업공학회 2003년도 춘계공동학술대회
• /
• pp.76-80
• /
• 2003

The procedure of finding operating conditions minimizing qualify loss is proposed with a real industry example. The procedure consists or major two parts - the selection or process variables critical to the response and He determination or operating conditions. The coefficients or ridge regression and the and stores or partial least squares are applied to select important process variables. Functional approach and Non-functional approach are used to find proper operating conditions of important process variables.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제27권12호
• /
• pp.2101-2103
• /
• 2006