• 제목/요약/키워드: Spectral range

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Landsat-8을 활용한 Sentinel-2A Near Infrared 채널의 Spectral Band Adjustment Factor 적용성 평가 (Evaluation of Spectral Band Adjustment Factor Applicability for Near Infrared Channel of Sentinel-2A Using Landsat-8)

  • 김나연;성노훈;정대성;심수영 ;우종호;최성원;박성우;한경수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.363-370
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    • 2023
  • 다양한 지구관측위성은 발사 후 정확한 고품질의 자료를 제공하는 것이 중요하다. 위성 자료 품질을 유지 및 보완하기 위해서는 서로 다른 센서 차이를 고려하는 spectral band adjustment factor (SBAF)를 활용한 교차 검보정 과정이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 pseudo-invariant calibration sites 중 Libya4, Algeria3, Mauritania2 에서 수집한 Landsat-8, Sentinel-2A 위성 영상을 활용하여 SBAF 산출 및 적용을 통해 밴드 대역 폭 차이로 인해 발생하는 불확실성을 조정하였다. 두 위성 모두 Blue, Green, Red를 포함하고 Sentinel-2A의 경우 near-infrared (NIR) narrow와 NIR 두 가지 밴드 모두에 SBAF를 적용하여 밴드대역폭 유사도에 따른 반사도 차이를 정량적으로 비교하였다. SBAF 적용 후, NIR을 제외한 모든 밴드(Blue, Green, Red, NIR narrow)에서 1% 내외의 반사도 차이로 유의미한 결과가 나타났다. Sentinel-2A NIR 밴드의 경우 밴드대역폭 차이가 NIR narrow에 비해 크게 나타났지만, SBAF 적용 후에 반사도 차이가 허용 오차범위인 5%와 1-2% 차이로 SBAF 적용이 가능한 것으로 나타났다. 따라서, 위성 활용이 제한적인 상황에서 두 센서의 밴드대역폭 차이가 큰 경우에도 SBAF를 적용할 수 있다고 판단하였고 위성 자료의 품질 및 연속성을 활용하는 연구에 도움이 될 것으로 기대된다.

LED 조명의 광원별 최소 분광분포를 사용하여 자연광 색온도를 재현하는 방법 (A Method of Reproducing the CCT of Natural Light using the Minimum Spectral Power Distribution for each Light Source of LED Lighting)

  • 김양수;오승택;임재현
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.19-26
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    • 2023
  • 인간은 자연 빛에 적응하고 진화해왔으나 현재는 실내 생활의 비중이 높아짐에 따라 생체리듬 교란의 문제가 유발되었다. 이의 해결을 위해 일출~일몰간 다채롭게 변화하는 자연광의 색온도를 재현하는 조명이 연구되고 있다. 자연광 색온도의 재현을 위해서는 색온도가 다른 다수의 LED 광원을 사용하여 조명을 제작한 후 수백에서 수천 단계의 광원별 인가전류의 조합에 대한 광특성을 측정 및 수집하여 제어지표 DB를 구성하고 광특성 매칭 방법을 통해 조명을 제어하였다. 이러한 제어 방법은 인가전류의 조합 단계를 세밀하게 할수록 많은 시간 및 경제적 비용이 발생한다는 문제가 있다. 이에 본 논문에서는 LED 광원별 최소 분광분포로 보간 및 조합 연산을 수행하여 자연광 색온도를 재현하는 방법을 제안한다. 먼저 색온도가 다른 광원 채널로 구성되고 각 채널별 256단계의 인가전류 제어 기능을 구현한 LED 조명을 대상으로 채널별 5개의 최소 분광분포(Spectral Power Distribution, SPD)를 실측·수집한다. 이후 수집한 SPD를 대상으로 각 채널별 256단계의 SPD를 생성하는 보간 연산을 수행하고, 채널별 SPD의 조합 연산을 통해 LED 조명의 모든 제어 조합에 대한 SPD를 생성한다. 생성된 SPD를 통해 조도와 색온도를 산출하여 제어지표 DB를 구축한 후 매칭 기법을 통해 자연광의 색온도를 재현한다. 성능 평가에서는 실내 권장 조도 기준을 충족하면서도 평균 오차율 0.18%의 범위 내에서 자연광의 시간별 색온도를 제공하였다.

시료 전처리 방법이 근적외선분광법을 이용한 이탈리안 라이그라스 사일리지의 화학적 조성분 및 발효품질 평가에 미치는 영향 (Effect of Sample Preparation on Predicting Chemical Composition and Fermentation Parameters in Italian ryegrass Silages by Near Infrared Spectroscopy)

  • 박형수;이상훈;최기춘;임영철;김종근;서성;조규채
    • 한국축산시설환경학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.257-266
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    • 2012
  • 본 연구는 조사료 품질평가에서 근적외선 분광법의 현장 이용성 확대를 위하여 시료 전처리 방법에 따른 이탈리안 라이그라스 사일리지의 사료가치 및 발효품질의 예측정확성을 평가하기 위하여 수행되었으며 검량식 개발을 위하여 이탈리안 라이그라스 사일리지를 전북지역에서 174점을 수집하였다. 시료 전처리 방법은 사일리지를 건조 후 분쇄하는 방법과 원물 (생) 시료를 건조 분쇄하지 않는 방법을 두었으며 각각의 시료는 근적외선 분광기를 이용하여 스펙트럼을 측정한 후 측정된 스펙트럼과 실험실 분석값간에 상관관계를 이용한 다변량회귀분석법을 통하여 검량식을 유도한 다음 각 성분별로 예측 정확성을 평가하였다. 시료 전처리 방법에 따른 이탈리안 라이그라스 사일리지의 수분함량의 예측 정확성은 건조 분쇄하지 않은 원물(생)시료를 그대로 측정하는 방법 (SECV 1.37%, $R^2$=0.96)이 건조 분쇄처리 방법 (SECV 4.31%, $R^2$=0.68) 보다 예측 정확성이 높게 나타났다. ADF와 NDF 함량의 예측 정확성은 건조 후 분쇄처리한 방법이 개발된 검량식을 상호검증 (SECV)한 결과 각각 0.72% ($R^2$=0.97)와 0.85% ($R^2$=0.94)로 높게 나타났으며 조회분함량 평가에 대한 검량식개발 결과는 건조분쇄하지 않은 원물(생) 시료 전처리 방법에서 가장 낮은 정확성 (SECV 1.17%, $R^2$=0.66)을 나타내었다. pH와 젖산함량은 건조 분쇄 전처리 방법에서 각각 0.48 ($R^2$=0.87)와 0.24% ($R^2$=0.87)로 우수한 결과를 나타내었다. 이상의 연구결과를 종합해보면 근적외선분광법을 이용한 시료 전처리 방법에 따른 이탈리안 라이그라스 사일리지의 사료가치 및 발효품질 평가에 대한 예측정확성은 수분함량을 제외하고는 건조 후 분쇄하는 시료 전처리 방법이 예측 정확성 측면에서는 우수한 것으로 나타났으나 시료 전처리가 필요치 않은 원물(생) 시료의 측정 방법도 매우 양호한 예측 정확성을 보임으로써 실제 근적외선분광법의 현장 활용측면에서는 매우 유용한 전처리 방법으로 판단되어진다.

근적외선분광법을 이용한 수입 건초의 사료가치 평가 (Evaluation of Feed Values for Imported Hay Using Near Infrared Reflectance Spectroscopy)

  • 박형수;김지혜;최기춘;오미래;이기원;이배훈
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제39권4호
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    • pp.258-263
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    • 2019
  • 본 연구는 근적외선분광법을 이용한 수입 건초의 신속한 품질 평가를 위하여 2016년부터 2019년까지 전국 건초 수입상, TMR 회사와 축산 농가에서 화본과와 두과 수입 목건초 392점을 수집하여 수입 건초의 품질평가 NIR-DB를 구축하고 구축된 DB를 바탕으로 최적의 품질평가 검량식을 개발하고 검증하였다. 수집된 건초 시료는 근적외선 분광기를 이용하여 스펙트라를 측정한 후 측정된 스펙트라와 실험실 분석값간에 상관관계를 이용한 다변량회귀분석법을 통하여 검량식을 작성한 다음 각 성분별로 예측 정확성을 평가하였다. 수입건초의 수분함량 평가에 대한 예측 능력은 각각 SEC 0.50%(R2=0.92)와 SECV 0.61%(R2=0.87)로 나타났으며 ADF와 NDF 함량의 예측능력은 각각 SEC 0.56% (R2=0.98), SECV 0.65%(R2=0.97) 및 SEC 0.36%(R2=0.97), SECV 0.40%(R2=0.95)로 나타났다. 조단백질 함량은 각각 SEC 0.04%(R2=0.99)와 SECV 0.06%(R2=0.98)로 조사료의 사료가치 평가 성분 중 가장 우수한 예측능력을 나타내었으며 총가소화양분 (TDN)과 건초의 품질 등급인 상대사료가치 (RFV)의 예측 능력은 각각 SEC 0.44%(R2=0.98), SECV 0.51%(R2=0.96) 및 SEC 2.63% (R2=0.97), SECV 3.04%(R2=0.96)로 나타났다. 이상의 결과를 종합해보면 근적외선분광법을 이용하여 국내에 수입된 외국 건초의 수분함량과 각종 영양성분을 적은 오차범위에서 분석·평가가 가능하였다.

근적외선 분광법을 이용한 이탈리안 라이그라스 사일리지의 품질 평가 (Evaluation of the quality of Italian Ryegrass Silages by Near Infrared Spectroscopy)

  • 박형수;이상훈;최기춘;임영철;김종근;조규채;최기준
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제32권3호
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    • pp.301-308
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    • 2012
  • 본 연구는 근적외선분광법의 현장 이용성 및 이탈리안 라이그라스 원물 사일리지의 신속한 품질평가를 위한 근적외선 검량식을 개발하기 위하여 전국에서 이탈리안 라이그라스 사일리지 약 450여 점을 수집하였다. 각각의 시료는 근적외선 분광기를 이용하여 스펙트럼을 측정한 후 측정된 스펙트럼과 실험실 분석값 간에 상관관계를 이용한 다변량회귀분석법을 통하여 검량식을 유도한 다음 각 성분별로 예측 정확성을 평가하였다. 이탈리안 라이그라스 원물 사일리지의 수분 함량에 대한 검량식 개발 결과는 검량식 작성시 표준오차(SEC)가 0.94% ($R^2$=0.99)로 매우 우수한 정확성을 보였으며 개발된 검량식의 상호검증(SECV) 결과는 1.27% ($R^2$=0.98)로 나타났다. ADF, NDF 및 조단백질 함량 평가를 위해 개발된 검량식의 상호검증(SECV) 결과는 각각 1.26% ($R^2$=0.88), 2.0% ($R^2$=0.84) 및 0.96% ($R^2$=0.93)으로 나타났으며 조회분함량 평가에 대한 검량식 개발 결과는 다소 낮은 정확성(SECV 0.72%, $R^2$=0.62)을 나타내었다. 사일리지의 발효품질의 주요 평가항목인 pH와 젖산함량 평가에 대한 검량식 개발결과(SEC)는 각각 0.41 ($R^2$=0.85), 0.18% ($R^2$=0.92)로 나타났으며 개발된 검량식의 상호검증 결과(SECV)는 각각 0.56 ($R^2$=0.78), 0.31%(0.81)로 나타났다.

근적외선분광법을 이용한 동계사료작물 풀 사료의 수분함량 및 사료가치 평가 (Evaluation of Moisture and Feed Values for Winter Annual Forage Crops Using Near Infrared Reflectance Spectroscopy)

  • 김지혜;이기원;오미래;최기춘;양승학;김원호;박형수
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제39권2호
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    • pp.114-120
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    • 2019
  • 본 연구는 근적외선분광법을 이용한 조사료품질 검사의 현장 이용성을 확대하기 위하여 기존 사일리지 중심의 근적외선 DB에 저 수분 함량의 근적외선 DB를 추가하여 저 수분 조사료의 품질평가 가능성을 검토하고 통합된 동계사료작물 단일의 근적외선 검량식을 개발하기 위하여 전국에서 동계사료작물 조사료 2454점을 수집하였다. 각각의 시료는 근적외선 분광기를 이용하여 스펙트럼을 측정한 후 측정된 스펙트럼과 실험실 분석값간에 상관관계를 이용한 다변량회귀분석법을 통하여 동계사료작물 초종별로 검량식을 유도한 다음 각 성분별로 예측 정확성을 평가하였다. 초종별 동계사료작물의 수분함량 예측에 대한 검량식 작성 결과는 검량식 작성시 표준오차(SEC)와 상호검증표준오차(SECV)는 이탈리안 라이그라스가 각각 1.16%($R^2=0.99$)와 1.27%($R^2=0.99$)로 가장 우수한 예측능력을 보였으며 통합된 동계사료작물은 1.53%($R^2=0.99$)와 1.59%($R^2=0.99$)로 매우 양호한 예측능력을 나타냈다. ADF와 NDF함량 평가를 위해 개발된 검량식의 초종별 상호검증(SECV) 결과는 청보리가 각각 1.47%($R^2=0.75$)와 2.07%($R^2=0.52$)로 가장 낮게 나타났다. 조단백질 함량은 청보리(SECV=0.64%, $R^2=0.61$)를 제외하고는 모든 초종에서 양호한 예측능력을 보였으며 특히 통합된 동계사료작물(SECV=0.61%, $R^2=0.93$)이 가장 높은 예측결과를 나타냈다. 조회분 함량 평가에 대한 검량식 검증결과는 청보리(SECV=0.75%, $R^2=0.61$)와 호밀(SECV=0.81%, $R^2=0.68$)이 다소 낮은 예측 정확성을 나타냈으며 통합된 동계사료작물(SECV=0.45%, $R^2=0.90$)이 가장 높은 예측결과를 나타냈다.

Conceptual Design Study of NISS onboard NEXTSat-1

  • Jeong, Woong-Seob;Park, Sung-Joon;Park, Kwijong;Lee, Dae-Hee;Moon, Bongkon;Pyo, Jeonghyun;Park, Youngsik;Kim, Il-Joong;Park, Won-Kee;Lee, Duk-Hang;Park, Chan;Ko, Kyeongyeon;Nam, Ukwon;Han, Wonyong;Im, Myungshin;Lee, Hyung Mok;Lee, Jeong-Eun;Shin, Goo-Hwan;Chae, Jangsoo
    • 천문학회보
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    • 제38권2호
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    • pp.82.2-82.2
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    • 2013
  • The NISS (Near-infrared Imaging Spectrometer for Star formation history) onboard NEXTSat-1 is being developed by KASI. The NISS will perform the imaging low-resolution spectroscopic observation in the near-infrared range for nearby galaxies, low background regions, starforming regions and so on. The off-axis reflecting telescope with a wide field of view (2 deg. ${\times}$ 2 deg.) will be operated in the wavelength range from 0.95 to $3.8{\mu}m$. In order to reduce thermal noise, a telescope and a HgCdTe infrared sensor will be cooled down to 200K and 80K, respectively. To evade a stray light outside a field of view and use limited space efficiently, the NISS adopted the off-axis reflective optical system. The primary and secondary mirrors, optomechanical part and mechanical structure were designed to use the same material. It will lessen the degradation of optical performance due to a thermal variation. The purpose of NISS is the observation of cosmic near-infrared background in the wide wavelength range as well as the detection of near-infrared spectral lines in nearby galaxies, cluster of galaxies and star forming regions. It will give us less biased information on the star formation history. In addition, we will demonstrate the space technologies related to the development of the Korea's leading near-infrared instrument for the future large infrared telescope, SPICA.

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ADVANTAGES OF USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS CALIBRATION TECHNIQUES TO NEAR-INFRARED AGRICULTURAL DATA

  • Buchmann, Nils-Bo;Ian A.Cowe
    • 한국근적외분광분석학회:학술대회논문집
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    • 한국근적외분광분석학회 2001년도 NIR-2001
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    • pp.1032-1032
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    • 2001
  • Artificial Neural Network (ANN) calibration techniques have been used commercially for agricultural applications since the mid-nineties. Global models, based on transmission data from 850 to 1050 nm, are used routinely to measure protein and moisture in wheat and barley and also moisture in triticale, rye, and oats. These models are currently used commercially in approx. 15 countries throughout the world. Results concerning earlier European ANN models are being published elsewhere. Some of the findings from that study will be discussed here. ANN models have also been developed for coarsely ground samples of compound feed and feed ingredients, again measured in transmission mode from 850 to 1050 nm. The performance of models for pig- and poultry feed will be discussed briefly. These models were developed from a very large data set (more than 20,000 records), and cover a very broad range of finished products. The prediction curves are linear over the entire range for protein, fat moisture, fibre, and starch (measured only on poultry feed), and accuracy is in line with the performance of smaller models based on Partial Least Squares (PLS). A simple bias adjustment is sufficient for calibration transfer across instruments. Recently, we have investigated the possible use of ANN for a different type of NIR spectrometer, based on reflectance data from 1100 to 2500 nm. In one study, based on data for protein, fat, and moisture measured on unground compound feed samples, dedicated ANN models for specific product classes (cattle feed, pig feed, broiler feed, and layers feed) gave moderately better Standard Errors of Prediction (SEP) compared to modified PLS (MPLS). However, if the four product classes were combined into one general calibration model, the performance of the ANN model deteriorated only slightly compared to the class-specific models, while the SEP values for the MPLS predictions doubled. Brix value in molasses is a measure of sugar content. Even with a huge dataset, PLS models were not sufficiently accurate for commercial use. In contrast an ANN model based on the same data improved the accuracy considerably and straightened out non-linearity in the prediction plot. The work of Mr. David Funk (GIPSA, U. S. Department of Agriculture) who has studied the influence of various types of spectral distortions on ANN- and PLS models, thereby providing comparative information on the robustness of these models towards instrument differences, will be discussed. This study was based on data from different classes of North American wheat measured in transmission from 850 to 1050 nm. The distortions studied included the effect of absorbance offset pathlength variation, presence of stray light bandwidth, and wavelength stretch and offset (either individually or combined). It was shown that a global ANN model was much less sensitive to most perturbations than class-specific GIPSA PLS calibrations. It is concluded that ANN models based on large data sets offer substantial advantages over PLS models with respect to accuracy, range of materials that can be handled by a single calibration, stability, transferability, and sensitivity to perturbations.

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분석기간의 길이에 따른 동해안 비조석성분의 통계적 특성변화 분석 (Analysis on Statistical Characteristic Changes due to the Analysis Periods of Non-Tidal Components Data in the East Coast of Korea)

  • 조홍연;정신택;조범준;윤종태
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.151-161
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    • 2007
  • 동해안 검조소 조위자료를 이용하여 비조석 성분을 추출하고, 추출된 비조석 성분을 이용하여 통계적인 특성 분석을 수행하였다. 분석대상 검조소는 속초, 묵호, 후포, 포항, 울산, 울릉도이며, 분석기간을 1년부터 가용한 자료기간까지 증가시켜 가며 비조석 성분의 분산 및 왜곡도 계수의 통계정보(최대값, 최소값, 평균, 표준편차) 변차를 분석하였다. 또한, 분석기간에 따른 통계정보의 변화범위를 분석한 결과, ${\pm}5%$ 범위의 분산 신뢰구간을 확보하기 위하여 필요한 분석기간은 전체적으로 12년 이상 정도로 파악되었으며, ${\pm}0.1$ 범위의 왜곡도 계수 신뢰구간 확보에 필요한 분석기간은 울릉도의 6년 이상을 제외하고는 모두 12년 이상으로 파악되었다. 한편, 자기상관함수 및 스펙트럼 분석을 수행한 결과, 절대적인 변화량에 차이는 있으나 변화경향은 모든 지점이 매년 유사한 것으로 파악되었다.

내부품질 판정을 위한 수박의 음파특성 (Acoustic Characteristics of Watermelon for Internal Quality Evaluation)

  • 최동수;최규홍;이강진;이영희;김만수
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제27권1호
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    • pp.59-66
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    • 2002
  • The objectives of the study were to analyze the acoustic characteristics related to the internal quality factors of watermelon(Citrulus Vulgaris Schrad). Among the various internal quality factors, only four factors such as ripeness, inside cavity, yellow belt and blood flesh were considered in this study. Relationships between the internal quality factors, the day after fruit set and the day after harvest were also investigated. Test apparatus was the same as the apparatus described in the previous study(Choi et at., 2000). The selected sample was divided into four groups; 69 samples used for ripeness tests 56 samples for ripeness test along the day after fruit set and for yellow belt detection, 60 samples for ripeness along the day after harvest 44 samples fur blood flesh detection. It was shown that the first peak frequencies shifted to the lower range and the energy ratios of the bandwidths between 0∼550 Hz to the bandwidths between 850∼2500 Hz increased as the day after fruit set elapsed. Since the acoustic responses of the watermelon such as frequency and magnitude began to change from 10 days after harvest, the storage period of watermelon in a normal temperature condition seemed to be approximately 10 days after harvest. The ratios of the first peak amplitude to the maximum peak amplitude fur the sound watermelon showed the higher value than that fur watermelon with cavity inside, and the separation between the sound and cavity inside could be accomplished by the ratio value of 0.25. The energy ratios (0∼550 Hz/850∼2,500 Hz) for the watermelon with cavity inside showed the higher value than 2.3. The frequency characteristics of the yellow belt watermelon appeared mostly in the range of 600∼900 Hz frequencies. The yellow belt watermelon showing the energy spectral density function at this frequency range to be over 70 seemed to be not a marketable commodity, The energy ratios(0∼550 Hz/850∼2,500 Hz) for the blood flesh watermelon showed the higher value than 3.5.