• 제목/요약/키워드: Spectral Features

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고해상도 영상의 분류결과 개선을 위한 최적의 Shape-Size Index 추출에 관한 연구 (A Study on Optimal Shape-Size Index Extraction for Classification of High Resolution Satellite Imagery)

  • 한유경;김혜진;최재완;김용일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.145-154
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    • 2009
  • 고해상도 위성영상이 갖는 공간 객체의 복잡성과 다양성에 의해 기존 중 저해상도 영상에서 사용하던 분류 방식을 고해상도 영상에 그대로 적용하기에는 한계가 있다. 이러한 문제를 극복하기 위하여 영상의 공간적인 특성을 추가적으로 추출하여 분광정보와 결합하여 분류를 수행하는 방식의 연구가 진행되고 있다. 본 연구의 목적은 고해상도 영상의 분류정확도를 개선하기 위하여 새로운 공간 개체(spatial feature)인 SSI(Shape-Size Index)를 제안하는데 있다. SSI feature는 영역 확장(Region Growing) 기반의 영상 분할(Image Segmentation)을 수행한 후, 세그먼트 내에 공간 속성값을 할당하여 공간정보를 추출한다. 추출된 공간정보를 고해상도 영상의 다중분광 밴드와 결합하여 Support Vector Machine(SVM)을 이용한 분류를 수행하였다. SSI를 구성하는데 필요한 두 매개변수인 분할변수와 가중치변수의 최적값을 얻기 위해서 고해상도 위성영상인 KOMFSAT-2와 QuickBird-2에 반복적으로 적용하였다. 결과적으로 고해상도 영상의 공간특성을 표현하는데 적합한 매개변수를 통하여 도출된 SSI와 고해상도 분광 밴드를 결합하여 분류를 수행한 결과가 분광밴드만을 이용하여 분류를 수행한 결과에 비해 높은 분류정확도를 도출함을 확인하였다.

랜덤포레스트와 Sentinel-2를 이용한 식생 분류의 입력특성 최적화 (Optimization of Input Features for Vegetation Classification Based on Random Forest and Sentinel-2 Image)

  • 이승민;정종철
    • 한국지리정보학회지
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    • 제23권4호
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    • pp.52-67
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    • 2020
  • 최근 북극은 매년 영구 동토층이 녹아 눈으로 덮인 땅이 드러나고 있어 해당 지역 관리를 위한 공간정보가 필요하다. 한국의 국토지리정보원(NGII)은 극지방의 공간정보를 구축하여 극지공간정보 서비스를 제공하고 있으나, 식생 정보는 제공되지 않고 있으므로 식생 공간정보 구축을 위한 추가적인 연구가 필요하다. 본 연구에서는 북극 스발바르제도의 뉘올레순 지역에 대한 식생 분류를 수행하기 위해 다중 시기의 Sentinel-2 영상을 사용하였다. 전처리 단계에서는 다중 시기 Sentinel-2 영상으로부터 10개 밴드와 6가지 정규 지수식을 생성하였다. 영상 분류는 8개 속성에 대한 토지피복분류를 통해 전체 식생 영역을 추출하는 과정과 전체 식생 영역 내에서 다시 세분류를 수행하는 과정으로 이루어졌다. 영상 분류 알고리즘은 OOB(Out-Of-Bag)를 통해 정확도 평가 및 변수 중요도를 산정할 수 있는 랜덤포레스트를 사용하였다. 전체 정확도는 다시기 영상이 사용되었을 경우와 식생 지수가 추가되었을 경우의 이점을 확인하기 위해 사용된 영상 수에 따라 각각 정확도를 산정하였다. 단일시기의 Sentinel-2 영상은 전체 정확도가 77%였으나, 7개의 다중 시기 Sentinel-2 영상을 기반으로 학습하였을 때, 81%로 향상되었다. 또한, 식생 지수가 추가로 사용된 학습에서 전체 정확도가 약 83%로 향상되었다. 식생 분류 시 변수 중요도는 적색, 녹색, 단파적외선-1 밴드가 가장 높은 변수로 선정되었다. 본 연구는 극지방의 식생에 대한 분류를 수행할 시 입력특성을 최적화하는 기초 연구로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

Google Earth에서 도로 추출을 위한 RGB 화소값 최적구간 추적 (Exploring Optimal Threshold of RGB Pixel Values to Extract Road Features from Google Earth)

  • 박재영;엄정섭
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제12권1호
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    • pp.66-75
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    • 2010
  • 항공사진이나 다중분광영상을 활용하여 도로 지도를 제작할 경우 최근에 건설된 도로에 대한 지도의 업데이트가 너무 늦어 일반 수요자의 수준을 고려한 서비스를 제공하지 못하는 한계가 있다. Google Earth에서는 RGB값에 의거한 이미지가 아주 높은 주기 해상도를 가지고 무료로 제공되고 있기 때문에 도로를 추출하기 주요 데이터로 부상되고 있다. 본 연구는 Google Earth로 도로를 추출하기 위한 최적의 RGB 표준값과 범위값을 추적하는 의도로 출발하였다. 5개의 사례연구지역에 대해 Google Earth RGB 영상을 활용하여 도로를 추출할 수 있는 능력에 대해 검증이 이루어졌다. 수동 검출을 통해 Google Earth 이미지에서 RGB 대푯값을 각각 126, 125, 127을 도출하였고, 도로의 특성을 감안한 대푯값 범위를 분석하여 RGB값 각 25%, 30%, 19%가 최적인 것을 알 수 있었다. 아울러 Google Earth 이미지의 디스플레이 축척간에 RGB 표준값과 범위값이 큰 차이가 없음을 확인할 수도 있었다. 기존연구에서 활용된 다양한 알고리즘이 RGB 화소값의 최적구간을 추적할 수 있었으며 61cm 공간해상도를 가진 Quickbird RGB 데이터가 다양한 형태의 도로를 추출할 수 있다는 것이 확인되었다.

A COSMOLOGICAL PAH SURVEY WITH SPICA

  • Wada, Takehiko;Egami, Eiichi;Fujishiro, Naofumi;Goto, Tomotsugu;Imanishi, Masatoshi;Inami, Hanae;Ishihara, Daisuke;Kaneda, Hidehiro;Kohno, Kotaro;Koyama, Yusei;Matsuhara, Hideo;Matsuura, Shuji;Nagao, Tohru;Ohyama, Youichi;Onaka, Takashi;Oyabu, Shinki;Pearson, Chiris;Sakon, Itsuki;Takeuchi, Tsutomu T.;Tomita, Keisuke;Yamada, Toru;Yamagishi, Mitsuhosi
    • 천문학논총
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    • 제32권1호
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    • pp.317-319
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    • 2017
  • We propose a cosmological survey to probe star formation and nuclear activity in galaxies at redshifts of z=2-4 by polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH) features using the SPICA mid-infrared instrument (SMI) with a spectral resolution of R=20. We will cover a wavelength range of $20-36{\mu}$ that corresponds to z=2-4 for the PAH features (11.3, 7.7, and $6.2{\mu}$). The sensitivity will be $1{\times}10^{-19}W/m^2(5{\sigma})$ in case of a reference survey that covers 4 arcmin2 field in a one-hour observation. It corresponds to $L_{IR}=2{\times}10^{11}L_{\odot}$ at z=3 and will give us more than 10000 galaxies in a 450 hour survey.

자동 PIF 추출을 통한 Hyperion 초분광영상의 상대 방사정규화 - 변화탐지를 목적으로 (Relative Radiometric Normalization of Hyperion Hyperspectral Images Through Automatic Extraction of Pseudo-Invariant Features for Change Detection)

  • 김대성;김용일
    • 한국측량학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.129-137
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    • 2008
  • 지상의 정보를 주기적으로 취득하는 위성영상은 여러 가지 원인으로 인해 동일 지점에 대해 일정한 화소값을 기대하기 어렵고, 이런 영상은 변화탐지 결과에 영향을 미칠 가능성이 높으므로 방사보정을 통해 화소값 차이를 최소화시킬 필요가 있다. 본 연구는 변화탐지를 위한 전처리 과정 중 하나인 방사정규화에 초점을 맞추고 있다. 이를 위해 시간적 불변특성을 보이는 화소인 PIF를 추출하고, 선형회귀 기법을 이용하여 상대 방사정규화를 수행하였다. 화소간 유사도 측정 기법인 분광각을 통해 PIF를 자동으로 추출함으로써, 초분광영상이 가지는 많은 밴드의 장점을 활용하였다 또한 반복적인 정량 평가를 통해 적절한 PIF 개수를 결정하는 연구도 함께 수행하였다. 영상회귀, 히스토그램 매칭, FLAASH 기법을 적용한 방사보정 결과와 비교하여 제안된 알고리즘의 성능을 평가하였으며, PIF 추출을 통한 선형회귀 기법이 변화탐지를 위한 방사보정에 보다 효과적으로 적용될 수 있음을 확인하였다.

EMD와 FFT를 이용한 동작 상상 EEG 분류 기법 (Motor Imagery EEG Classification Method using EMD and FFT)

  • 이다빛;이희재;이상국
    • 정보과학회 논문지
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    • 제41권12호
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    • pp.1050-1057
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    • 2014
  • 뇌전도 기반의 뇌-컴퓨터 인터페이스는 향후 손 또는 발과 같은 신체를 대체하거나 사용자의 편의성을 제고하는 등의 다양한 목적으로 여러 산업에서 사용이 될 수 있는 기술이다. 본 논문에서는 경험 모드 분해와 고속푸리에 변환을 통해 동작 상상 뇌전도 신호를 분해하고 특징을 추출하는 방법을 제안한다. 뇌전도 신호 분류 과정은 다음과 같이 3단계로 구성된다. 신호 분해에서는 경험모드분해를 이용하여 뇌전도 신호에 대한 내재모드함수를 생성한다. 특징 추출에서는 파워 스펙트럼 밀도를 이용하여 생성된 내재모드함수의 주파수 대역을 확인한 뒤, 뮤파 대역을 포함하고 있는 내재모드함수에 고속푸리에 변환을 적용하여 움직임 상상에 대한 특징을 추출한다. 특징 분류에서는 서포트 벡터 머신을 사용하여 동작 상상 뇌전도 신호에 대한 특징을 분류하고, 10-교차검증을 통해 분류기의 일반화 성능을 추정한다. 제안하는 방법은 다른 방법들과 비교하여 84.50%의 분류 정확도를 보여주었다.

A MONTE CARLO STUDY OF FLUX RATIOS OF RAMAN SCATTERED O VI FEATURES AT 6825 Å AND 7082 Å IN SYMBIOTIC STARS

  • Lee, Young-Min;Chang, Seok-Jun;Heo, Jeong-Eun;Hong, Chae-Lin;Lee, Hee-won
    • 천문학회보
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    • 제41권2호
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    • pp.57.3-58
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    • 2016
  • A symbiotic star is a wide binary system consisting of a hot white dwarf and a mass losing giant, where the giant loses its material in the form of a slow stellar wind resulting in accretion onto the white dwarf through gravitational capture. Symbiotic stars are known to exhibit unique spectral features at 6825 and 7082, which are formed from O VI 1032 and 1038 through Raman scattering with atomic hydrogen. In this Monte Carlo study we investigate the flux ratio of 6825 and 7082 in a neutral region with a geometric shape of a slab, cylinder and sphere. By varying the amount of neutral hydrogen parametrized by the column density along a specified direction, we compute and compare the flux ratio of Raman scattered O VI 6825 and 7082. In the column density around 1020 cm-2, flux ratio changes in a complicated way, rapidly decreasing from the optically thin limit to unity the optically thick limit as the column density increases. It is also notable that when the neutral region is of a slab shape with the O VI source outside the slab, the optically thick limit is less than unity, implying a significant fraction of O VI photons escape through Rayleigh scattering near the boundary. We compare our high resolution CFHT data of HM Sge and AG Dra with the data simulated with finite cylinder models confirming that 'S' type symbiotic tend to be characterized by thicker HI region that 'D' type counterparts. It is expected that this study will be useful in interpretation of the clear disparity of Raman O VI 6825 and 7082 profiles, which will shed much light on the kinematics and the asymmetric distribution of O VI material around the hot white dwarf.

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Land Use Feature Extraction and Sprawl Development Prediction from Quickbird Satellite Imagery Using Dempster-Shafer and Land Transformation Model

  • Saharkhiz, Maryam Adel;Pradhan, Biswajeet;Rizeei, Hossein Mojaddadi;Jung, Hyung-Sup
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.15-27
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    • 2020
  • Accurate knowledge of land use/land cover (LULC) features and their relative changes over upon the time are essential for sustainable urban management. Urban sprawl growth has been always also a worldwide concern that needs to carefully monitor particularly in a developing country where unplanned building constriction has been expanding at a high rate. Recently, remotely sensed imageries with a very high spatial/spectral resolution and state of the art machine learning approaches sent the urban classification and growth monitoring to a higher level. In this research, we classified the Quickbird satellite imagery by object-based image analysis of Dempster-Shafer (OBIA-DS) for the years of 2002 and 2015 at Karbala-Iraq. The real LULC changes including, residential sprawl expansion, amongst these years, were identified via change detection procedure. In accordance with extracted features of LULC and detected trend of urban pattern, the future LULC dynamic was simulated by using land transformation model (LTM) in geospatial information system (GIS) platform. Both classification and prediction stages were successfully validated using ground control points (GCPs) through accuracy assessment metric of Kappa coefficient that indicated 0.87 and 0.91 for 2002 and 2015 classification as well as 0.79 for prediction part. Detail results revealed a substantial growth in building over fifteen years that mostly replaced by agriculture and orchard field. The prediction scenario of LULC sprawl development for 2030 revealed a substantial decline in green and agriculture land as well as an extensive increment in build-up area especially at the countryside of the city without following the residential pattern standard. The proposed method helps urban decision-makers to identify the detail temporal-spatial growth pattern of highly populated cities like Karbala. Additionally, the results of this study can be considered as a probable future map in order to design enough future social services and amenities for the local inhabitants.

인지증 판별 성능 향상을 위한 스펙트럼 국부 영역 분석 방법 (Local Region Spectral Analysis for Performance Enhancement of Dementia Classification)

  • 박준규;백성준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.5150-5155
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    • 2011
  • 인지증을 유발하는 원인은 알츠하이머병(Alzheimer's Disease: AD)과 혈관성 인지증(vascular Dementia: VD)이 가장 높은 비율을 차지한다. 본 논문에서는 측정된 라만 스펙트럼에서 AD, VD, 정상(NOR: normal)을 분류하기 위해 변별력 있는 영역을 조사하고, 특징 변환을 이용한 분류 실험 결과를 제시하였다. 혈소판으로부터 측정한 라만 스펙트럼은 먼저 smoothing을 적용한 다음 배경 잡음을 제거하고 스펙트럼의 기준 피크를 중심으로 그 위치를 정렬하였고 minmax 방법을 사용하여 정규화 하였다. 전처리를 거친 스펙트럼은 AD와 VD, NOR를 변별하기 가장 용이한 영역을 결정하기 위해 조사되었으며, 그 결과 725-777, 1504-1592, 1632-1700 $cm^{-1}$ 영역에서 스펙트럼이 많은 차이를 보임을 확인하였다. 분류 실험은 선택한 각 영역에 대하여 PCA(principal component analysis)와 NMF(nonnegative matrix factorization) 방법을 적용하여 얻은 특징을 이용하여 행하였다. 총 327개의 라만 스펙트럼에 대한 MAP(maximum a posteriori probability) 분류 실험 결과에 따르면, 본 연구에서 제안된 국부 영역 변환 특징을 사용했을 때 평균 92.8 %의 분류율을 보임을 알 수 있었다.

Iodine Quantification on Spectral Detector-Based Dual-Energy CT Enterography: Correlation with Crohn's Disease Activity Index and External Validation

  • Kim, Yeon Soo;Kim, Se Hyung;Ryu, Hwa Sung;Han, Joon Koo
    • Korean Journal of Radiology
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    • 제19권6호
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    • pp.1077-1088
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    • 2018
  • Objective: To correlate CT parameters on detector-based dual-energy CT enterography (DECTE) with Crohn's disease activity index (CDAI) and externally validate quantitative CT parameters. Materials and Methods: Thirty-nine patients with CD were retrospectively enrolled. Two radiologists reviewed DECTE images by consensus for qualitative and quantitative CT features. CT attenuation and iodine concentration for the diseased bowel were also measured. Univariate statistical tests were used to evaluate whether there was a significant difference in CTE features between remission and active groups, on the basis of the CDAI score. Pearson's correlation test and multiple linear regression analyses were used to assess the correlation between quantitative CT parameters and CDAI. For external validation, an additional 33 consecutive patients were recruited. The correlation and concordance rate were calculated between real and estimated CDAI. Results: There were significant differences between remission and active groups in the bowel enhancement pattern, subjective degree of enhancement, mesenteric fat infiltration, comb sign, and obstruction (p < 0.05). Significant correlations were found between CDAI and quantitative CT parameters, including number of lesions (correlation coefficient, r = 0.573), bowel wall thickness (r = 0.477), iodine concentration (r = 0.744), and relative degree of enhancement (r = 0.541; p < 0.05). Iodine concentration remained the sole independent variable associated with CDAI in multivariate analysis (p = 0.001). The linear regression equation for CDAI (y) and iodine concentration (x) was y = 53.549x + 55.111. For validation patients, a significant correlation (r = 0.925; p < 0.001) and high concordance rate (87.9%, 29/33) were observed between real and estimated CDAIs. Conclusion: Iodine concentration, measured on detector-based DECTE, represents a convenient and reproducible biomarker to monitor disease activity in CD.