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CCTV 카메라용 광학계 설계 (Optical System Design for CCTV Camera)

  • 이수천
    • 한국안광학회지
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    • 제13권1호
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    • pp.31-35
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    • 2008
  • 목적: 본 논문은 CCTV 카메라용 렌즈 설계를 triplet형으로 광학 설계를 하였다. 방법: 초점거리를 56 mm, 유효경을 20 mm 그리고 화각을 $5^{\circ}$로 한 망원 렌즈 형태이고, 설계하고자 하는 카메라의 CCD array detector의 크기를 2/3인치로 하였다. 결과: 광학계의 성능은 ray-fan과 spot diagram 그리고 회절 광학적인 MTF를 계산하여 평가하였고, 파장은 Fraunhofer C, d 및 F-line에 대해 achromat 되었으며 MTF 값도 tangential과 sagittal MTF 모두 50 line pairs/mm의 공간 주파수에 70% 정도가 나왔다. 결론: triplet형으로 비교적 저가 보급형 감시용 목적 CCTV 카메라를 설계하였고 충분히 실용적이라 생각된다.

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열전냉각방식의 범용 CCD 카메라 시스템 개발 I. 하드웨어 (DESIGN AND DEVELOPMENT OF MULTI-PURPOSE CCD CAMERA SYSTEM WITH THERMOELECTRIC COOLING I. HARDWARE)

  • 강용우;변용익;이종환;오세헌;김도균
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제24권4호
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    • pp.349-366
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    • 2007
  • 천체관측용 고효율 CCD 카메라 시스템과 제어소프트웨어의 독자개발의 시도로 KODAK사의 KAF-0401E($768\;{\times}\;512$), KAF-1602E($1536\;{\times}\;1024$), KAF-3200E($2184\;{\times}\;1472$) 등 세 종류의 CCD를 바꾸어 가며 장착할 수 있는 범용 CCD 카메라 시스템을 개발하였다. 기본적인 자료 입출력과 제어는 병렬 포트뿐만 아니라 입출력 속도가 상대적으로 바른 USB 포트로도 가능하도록 만들었다. ${\pm}18V$를 전원공급기로부터 공급받아 ${\pm}15V$와 +5V로 정류시켜서 시스템의 전원으로 사용하고 열전냉각소자 및 셔터는 ${\pm}12V$와 +5V로 동작되도록 하였다. 개발된 CCD 카메라는 전자회로기판을 2단으로 구성해서 공간 효율을 높였고, 전자회로의 구성은 컴퓨터에서 만들어진 클락 신호를 입력받아 CCD 동작을 위한 신호패턴을 만들어 주는 부분, CCD로부터 받은 신호를 증폭해서 디지털 신호로 바꿔주는 부분, 이 신호를 4비트씩 나누어서 병렬 포트에 전달하는 CCD 제어 부분과, 온도 센서의 신호를 디지털 신호로 바꾸어서 컴퓨터로 전달하는 온도제어 부분으로 이루어져 있다. 최대 냉각능력은 상온대비 ${\Delta}33^{\circ}C$이고, 이 온도 범위에서 약 $0.4^{\circ}C$의 정밀도로 제어 할 수 있다. 제작된 CCD 카메라 시스템의 읽기잡음은 $6e^-$이고, 이득은 $5e^-/ADU$이다. 모두 10대의 카메라가 만들어졌으며, CCD 카메라들은 작동시험에서 모두 만족한 결과를 얻었다.

CCD-RSM을 이용한 알팔파 추출물인 천연계면활성제가 포함된 O/W 유화액의 최적화 (Optimization of O/W Emulsion with Natural Surfactant Extracted from Medicago sativa L. using CCD-RSM)

  • 홍세흠;호우지아천;이승범
    • 공업화학
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    • 제34권2호
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    • pp.137-143
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    • 2023
  • 본 연구에서는 알팔파로부터 추출한 천연계면활성제를 사용하여 중심합성설계모델(CCD-RSM)을 이용한 O/W 유화제조 공정의 최적화를 수행하였다. 그 결과 95% 신뢰구간에서 최적화 결과의 통계학적 합리성을 확인하였다. CCD-RSM을 통하여 독립변수인 알팔파 추출물:Sugar ester S-370의 혼합비율(P), 계면활성제의 첨가량(W) 및 유화속도(R)가 반응치인 유화안정도지수(ESI), 평균입자크기(MDS) 및 점도(V)에 끼치는 영향을 조사하여 O/W 유화제조공정의 최적조건을 산출하였다. 유화안정도지수, 평균입자크기 및 점도에 관한 회귀방정식으로부터 다중반응을 수행하여 3가지 반응치를 동시에 만족하는 최적 유화조건으로 알팔파 추출물:Sugar ester S-370의 혼합비율은 49.5 wt%, 계면활성제의 첨가량 9.1 wt%, 유화속도 6559.5 rpm으로 나타났으며 산출된 반응치의 응답값은 ESI는 89.9%, MDS는 1058.4 nm, V는 1522.5 cP로 산출되었다. 이를 실험으로 확인한 결과 ESI는 88.7%, MDS는 1026.4 nm, V는 1486.5 cP이었으며 평균 오차율은 2.3 (± 0.4)%이었다. 따라서 CCD-RSM을 실제 유화 제조에 적용하여 만족스러운 O/W 유화제조 공정조건을 얻을 수 있었다.

밀배아유 원료 O/W 유화액의 제조 및 안정성평가: CCD-RSM을 이용한 최적화 (Emulsification and Stability of Wheat Germ Oil in Water Emulsions: Optimization using CCD-RSM)

  • 홍세흠;장현식;이승범
    • 공업화학
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    • 제32권5호
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    • pp.562-568
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    • 2021
  • 천연 밀배아유와 복합 sugar ester를 이용하여 밀배아유 원료 O/W (oil in water) 유화액을 제조하였다. HLB 값, 유화제의 첨가량 및 유화시간이 O/W wheat germ oil 유화액의 평균 입자크기, 유화점도 및 ESI에 미치는 영향을 조사하였으며, 반응표면분석방법인 중심합성계획모델에 의해 제조된 유화과정의 파라미터를 모의하고 최적화하였다. O/W wheat germ oil 유화액의 제조를 위한 최적의 공정조건은 HLB 값(hydrophile-lipophile balance value)은 8.4, 유화제의 첨가량은 6.4 wt%, 유화시간은 25.4 min이며, 최적조건에서 중심합성계획(central composite design, CCD-RSM) 모델을 통한 예측 반응치는 7일 후의 유화액을 기준으로 MDS (mean droplet size)= 206 nm, 점도 = 8125 cP, ESI 98.2%이었다. 또한 실제 실험을 통해 얻어진 유화액의 MDS, 점도 및 ESI는 각각 209 nm, 7974 cP 및 98.7%로 나타났다. 따라서 중심합성계획 모델을 통해 밀배아유 원료 유화액의 안정성을 평가하는 최적화 과정을 설계할 수 있었다.

비이온성 혼합계면활성제를 이용한 O/W 유화액의 제조 : CCD-RSM을 이용한 최적화 (Emulsification of O/W Emulsion Using Non-ionic Mixed Surfactant: Optimization Using CCD-RSM)

  • 이승범;리광종;줘청량;홍인권
    • 공업화학
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    • 제30권5호
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    • pp.606-614
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    • 2019
  • 본 연구에서는 palm oil과 서로 다른 HLB (hydrophile-lipophilie balance) value를 갖는 Tween-Span계 비이온성 계면활성제를 혼합하여 O/W (oil in water) 유화액을 제조하고, 유화액의 유화안정성을 향상시키기 위한 최적 유화조건을 결정하였다. 이를 위해 CCD-RSM (central composite design model-response surface methodology)을 이용하여 각 계량인자의 주효과 및 교호효과를 해석하였으며, 두 가지 반응치를 동시에 만족하는 최적조건을 결정하였다. CCD-RSM의 계량인자로는 유화시간, 유화속도, HLB value, 계면활성제의 첨가량 등을 설정하고, 반응치로는 O/W 유화액의 점도와 평균액적크기를 설정하였다. CCD-RSM 최적화 분석결과 반응치인 O/W 유화액이 점도와 평균액적크기의 목표치를 동시에 부합하는 최적조건은 유화시간(12.7 min), 유화속도(5,551 rpm), HLB value (8.0), 계면활성제의 첨가량(5.7 wt.%)으로 산출되었으며, 이 조건에서의 CCD-RSM 예측결과는 점도(1,551 cP)와 평균액적크기(432 nm)이었다. 이 조건의 실제 실험 결과 오차율은 2.5% 이하로 나타나 O/W 유화액 제조과정에 CCD-RSM 최적화 분석을 적용할 경우 비교적 높은 유의수준의 만족하는 결과를 얻을 수 있었다.

무근콘크리트에 매입된 셋트앵커의 전단내력평가에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Shear Strength of Set Anchors Installed in Plain Concrete)

  • 서성연;양영성;김규석
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제17권3호통권76호
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    • pp.271-283
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    • 2005
  • 익스팬션 앵커인 셋트앵커를 대상으로 실험을 통하여 전단내력에 대해서 고찰하였다. 실험은 연단거리와 앵커간격을 변수로 하여 진행하였으며 전단하중을 받는 앵커의 파괴모드는 연단거리와 앵커의 강성 및 직경에 영향을 받는 것으로 나타났다. 앵커와 모재인 콘크리트의 파괴모드는 앵커의 설계식에 중요한 요소이며, 본 실험에서는 앵커의 전단파괴와 콘크리트 단부파괴가 나타났다. 앵커의 전단강도는 ACI 318-02 설계기준과 EOTA 기준을 비교 검토하여 평가하였으며, 콘크리트 단부파괴강도는 CCD 방법과 기존의 ACI349-90 설계기준을 비교.검토하여 평가하였다. 셋트앵커의 실험결과, (1) 셋트앵커의 전단강도에서 앵커의 계수는 5% 파괴확률을 적용하여 0.684로 평가되었다. 그러므로 ACI318-02와 EOTA의 앵커의 전단강도에 대한 각각의 계수 0.6과 0.5는 안전 측으로 판단된다. 따라서 셋트앵커의 전단강도를 다음과 같이 제시한다. $V_s=0.684 A_{se}f_{ut}$(N). (2) 콘크리트 단부파괴강도 예측값은 CCD방법을 적용한 예측값이 비교적 실험값에 근접했다. 그러므로 CCD방법에 근거하여 5% 파괴확률을 적용한 셋트앵커의 콘크리트 단부파괴강도를 다음과 같이 제시한다. $V_b=0.609(\frac{\iota}{d_o})^{0.2}\sqrt{d_0}\sqrt{f_c}(c_1)^{1.5}$(N). (3) 앵커간격에 따른 콘크리트 단부파괴강도 추정 시 CCD 설계기준이 합리적인 설계방법으로 사료된다.

CCTV용 CCD를 위한 가변 clock으로 동작되는 비디오 인코더의 설계 (Design of Video Encoder activating with variable clocks of CCDs for CCTV applications)

  • 김주현;하주영;강봉순
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.80-87
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    • 2006
  • CCTV(Closed Circuit TeleVision)에 사용되는 CCD(Charge Coupled Device)는 일본의 소니가 시장을 $80\%$ 선점하고 있다. 이는 다른 회사가 따라오지 못할 만큼의 성능을 가지고 있기 때문인데, 문제는 CCD에서 사용되는 clock 주파수가 범용 비디오 인코더에서 사용하는 주파수와 다르다는 것이다. 이 때문에 범용 비디오 인코더를 사용하여 TV 출력을 만들려면, 화면 크기를 조절해 주는 scaler와 2개 clock의 동기를 잡아주는 PLL(Phase Loop Lock)이 필요하다. 그래서 본 논문에서는 scaler와 PLL을 사용하지 않고도 TV 출력 신호를 만들 수 있도록 CCD와 동일한 clock으로 동작하는 비디오 인코더를 제안한다. 본 비디오 인코더는 ITU-R BT.601 4:2:2, ITU-R BT.656 중 하나의 입력을 받아서 NTSC, PAL등의 S-video 신호와 CVBS(Composite Video Baseband Signals)로 바꾸어 준다. 입력 클럭이 가변하기 때문에 인코더 내부에서 사용하는 필터의 특성도 가변되도록 설계하였고 하드웨어 크기를 줄이기 위해서 곱셈기를 사용하지 않는 구조로 설계하였다. 명암 신호와 색차 신호를 위한 디지털 필터의 bit width는 하드웨어 설계 시 발생할 수 있는 오차를 ${\pm}1$ LSB(Least Significant Bit) 이하가 되도록 정하여 양질의 복합 영상 신호를 만들 수 있도록 하였다. 제안된 시스템은 Altera FPGA인 Stratix EP1S80B953C6ES을 이용하여 검증을 수행하였다.

I2C 제어기법을 이용한 디지털 영상처리 시스템의 설계 (The Design of Digital Image Processing System Using I2C Control Scheme)

  • 이성우;박진수;김종익;황재문
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2001년도 추계학술발표논문집
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    • pp.676-680
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    • 2001
  • 본 논문에서는 2선식 양방향 통신이 가능한 I2C 제어기법을 이용하여 CCD 카메라와 Video 카메라로부터 아날로그 형태의 영상신호를 입력받아 다양한 포맷으로 디지털 영상을 지원하는 비디오 디코더를 설계하였고, 디지털화된 영상신호를 입력받아 NTSC와 S-VIDEO 방식으로 아날로그 영상신호를 재구성하는 stand-alone 시스템을 이용하여 비디오 엔코더를 설계하였다. 설계된 비디오 디코더와 엔코더를 이용하여 영상신호를 전송한 결과, EIA 포맷과 CCIR-xxx 포맷을 효율적으로 제어할 수 있음을 확인하였다.

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Statistical Optimization of the Growth Factors for Chaetoceros neogracile Using Fractional Factorial Design and Central Composite Design

  • Jeong, Sung-Eun;Park, Jae-Kweon;Kim, Jeong-Dong;Chang, In-Jeong;Hong, Seong-Joo;Kang, Sung-Ho;Lee, Choul-Gyun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제18권12호
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    • pp.1919-1926
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    • 2008
  • Statistical experimental designs; involving (i) a fractional factorial design (FFD) and (ii) a central composite design (CCD) were applied to optimize the culture medium constituents for production of a unique antifreeze protein by the Antartic micro algae Chaetoceros neogracile. The results of the FFD suggested that NaCl, KCl, $MgCl_2$, and ${Na}_{2}{SiO}_{3}$ were significant variables that highly influenced the growth rate and biomass production. The optimum culture medium for the production of an antifreeze protein from C. neogracile was found to be Kalle's artificial seawater, pH of $7.0{\pm}0.5$, consisting of 28.566 g/l of NaCl, 3.887 g/l of $MgCl_2$, 1.787 g/l of $MgSO_4$, 1.308 g/l of $CaSO_4$, 0.832 g/l of ${K_2}{SO_4}$, 0.124 g/l of $CaCO_3$, 0.103 g/l of KBr, 0.0288 g/l of $SrSO_4$, and 0.0282 g/l of ${H_3}{BO_3}$. The antifreeze activity significantly increased after cells were treated with cold shock (at $-5^{\circ}C$) for 14 h. To the best of our knowledge, this is the first report demonstrating an antifreeze-like protein of C. neogracile.

전기응집/부상 공정을 이용한 염료 처리에 중심합성설계와 반응표면분석법의 적용 (Application of the Central Composite Design and Response Surface Methodology to the Treatment of Dye using Electrocoagulation/flotation Process)

  • 김동석;박영식
    • 한국물환경학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.35-43
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    • 2010
  • This experimental design and response surface methodology (RSM) have been applied to the investigation of the electrocoagulation/flotation of dye wastewater. The electrocoagulation/flotation reactions were mathematically described as a function of parameters current (A), NaCl concentration (B), initial RhB concentration (C) and time (D) being modeled by use of the central composite design (CCD). The application of RSM using the CCD yielded the following regression equation, which is an empirical relationship between the RhB removal (%) and test variables in RhB removal (%) = $-300.42+129.21{\cdot}Current+46.99{\cdot}NaCl-0.11{\cdot}RhB-+43.71{\cdot}Time-5.67{\cdot}Current{\cdot}NaCl-3.18{\cdot}Current{\cdot}Time-2.41{\cdot}NaCl{\cdot}Time-19.79{\cdot}Current^2-2.27{\cdot}NaCl^2-1.59{\cdot}Time^2$. the model predictions agreed well with the experimentally observed result ($R^{2}=0.9728$). The estimated ridge of maximum response and optimal conditions for RhB removal (%) using canonical analysis was 99.4% (A: 1,77 A, NaCl concentration: 2.23 g/L, RhB concentration: 56.12 mg/L, Time: 9.98 min). To confirm this optimum condition, three additional experiments were performed and RhB removal (%) were within range of 86.87% (95% PI low)~111.93% (95% PI high) obtained.