A study on hyperspectral image processing for geographical origin discrimination of domestic and chinese rice

국내산과 중국산 쌀의 원산지 판별을 위한 초분광 영상 처리에 관한 연구

  • Mo, Changyeun (Department of Agricultural Engineering, National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration) ;
  • Lim, Jongguk (Department of Agricultural Engineering, National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration) ;
  • Kim, Giyoung (Department of Agricultural Engineering, National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration) ;
  • Kwon, Sung Won (College of Pharmacy, Seoul National University) ;
  • Lim, Dong Kyu (College of Pharmacy, Seoul National University) ;
  • Min, Hyun Jung (Department of Agricultural Engineering, National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration) ;
  • Kwon, Kyungdo (Department of Agricultural Engineering, National Institute of Agricultural Sciences, Rural Development Administration)
  • 모창연 (국립농업과학원 농업공학부) ;
  • 임종국 (국립농업과학원 농업공학부) ;
  • 김기영 (국립농업과학원 농업공학부) ;
  • 권성원 (서울대학교 약학대학교 약학과) ;
  • 임동규 (서울대학교 약학대학교 약학과) ;
  • 민현정 (국립농업과학원 농업공학부) ;
  • 권경도 (국립농업과학원 농업공학부)
  • Published : 2017.04.06

Abstract

우리나라에서는 수입 개방화 추세에 따라 공정한 유통질서 확립하고 국내 생산자와 소비자를 보호하기 위하여 원산지 표시제가 시행되고 있다. 그러나 수입 농산물과 국산 농산물의 큰 가격차이로 인하여 원산지를 허위 표시하는 경우가 증가하고 있다. 특히 쌀 관세화 전환 의무에 따른 수입산 쌀 증가하고 있으며 단립종과 중립종 수입산 쌀은 국내산 쌀과 외관이 유사하여 육안식별이 어려워 국내산 쌀로 둔갑할 우려가 있다. 이에 신속하고 비파괴적으로 쌀의 원산지를 판별할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내산 쌀과 중국산 쌀의 원산지를 신속하게 판별가능한 영상 처리기술을 개발하였다. 쌀은 국내에서 생산된 중립종 50점과 중국에서 생산된 단립종 및 중립종 51점이 수집되어 사용되었다. 쌀의 분광 영상은 초분광 가시광 및 근적외선 영상 시스템을 이용하여 측정하였다. 이 시스템은 할로겐-텅스텐 라인광, 시료 이송부, 초분광 영상 획득부로 구성되어 있다. 텅스텐-할로겐 라인광은 $15^{\circ}$ 각도로 대칭으로 시료에 조사되고 400 ~ 1000 nm 파장 영역의 반사광 영상 스펙트럼이 측정되었다. 초분광 영상 데이터는 광에 노출되지 않은 암실에서의 파장별 영상과 반사율이 99% 이상인 기준판의 파장별 영상을 이용하여 교정되었다. 부분최소제곱회귀법을 이용하여 쌀 원산지 판별모델 식을 개발하였고, 이 판별 모델식을 교정된 초분광 영상에 적용하여 영상처리 판별 모델을 개발하였다. 그 결과, 원산지 판별정확도가 97.4% 이상으로 나타났으며, 국내산과 중국산 쌀의 원산지 판별이 가능하였다.

Keywords