• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.149-154
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• 2021

초분광 이미지는 일반 이미지와 달리 전자기 스펙트럼을 파장에 따라 수많은 밴드로 나누어 촬영된 것으로 고용량 고해상도 이미지이다. 일반 이미지보다 정보량이 많아 물체나 물질 탐사에 활용된다. 처리할 초분광 이미지의 정보량을 줄이기 위해 밴드 선택(band selection)기법을 활용한다. 기존 밴드 선택기법들은 통계를 바탕으로 하는 휴리스틱한 기법으로, 시간이 오래 걸리며, 일반성과 보편성이 떨어지는 경우가 많다. 이를 보완하기 위해 본 논문에서는 양자화 개념(Quantization)를 활용하여, 이산 범위(Discrete Range)를 통해 범위별로 대표적인 밴드를 뽑아 밴드 선택에 사용한다. 실험 결과를 통해 제안 기법이 기존 밴드 선택 방식보다 수행 시간이 매우 빠르며 밴드 수를 1/10~1/7로 줄였음에도 원본과 성능 정확도가 유사함을 보였다.

• 보존과학회지
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• 제36권2호
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• pp.73-81
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• 2020

초분광 이미지 분석은 석조문화재 손상지도 제작 시 화학적·생물학적 오염의 정량적인 면적산출이 어려운 단점을 보완하기 위해 제안되었다. 이 연구에서는 다양한 표면오염물이 나타나는 경주굴불사지 석조사면불상을 대상으로 초분광 이미지 분석을 수행하였다. 이때 화학적·생물학적 오염은 색상과 형태에 따라 10가지 범주로 구분하였고 범주의 참조 이미지 제작법을 제시하였다. 또한 오염물을 분류하기 위해 SAM 알고리듬을 사용하고 관심영역을 사용한 분류방법(Method A)과 영상에서 추출한 분광정보를 라이브러리로 구축하여 분류하는 방법(Method B)을 적용하였다. 분류된 이미지를 참조 이미지와 비교한 결과, 정확도는 분류 방법에 따라 52.07%와 63.61%, Kappa 지수는 0.43과 0.55로 산출되었고, 분류시 오분류 화소는 동일한 계열의 오염에 분포하는 경향을 보인다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제54권12호
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• pp.1265-1274
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• 2021

본 연구에서는 남한강에서 드론에 탑재된 초분광 센서를 활용하여 수변공간을 측정한 후, 초분광 분석을 통하여 재료를 구분하였다. 식생, 콘크리트, 흙 등의 재료를 대상으로 구분하였으며, 각각 재료의 고유한 분광반사 곡선의 특성을 비교 및 분석하였다. 드론으로 측정한 초분광 자료를 검증하기 위하여 지상분광측정기를 사용하여 현장조사를 실시하고 각 재료를 비교하였다. 분석 비교 결과 각 재료별로 고유한 유형의 파장대가 발생하는 것을 확인하였고 드론으로 수행한 원격 탐사 결과가 지상분광측정 결과와 유사하다는 결론을 내릴 수 있었다. 수변 공간의 분류를 위하여 K-means 군집화 기법과 SVM 분류 기법을 활용하여 측정 구역의 공간 분류를 수행할 수 있었다. 비교 결과, 지도학습인 SVM 분류 기법의 수변공간 분류가 비지도학습인 K-means 기법과 비교하여 상세한 구분이 수행되었음을 확인할 수 있었다. 이와 같이 분류 및 군집 분석 기법을 활용하여 각 수변공간 재료의 고유 분광 특성을 활용하여 측정되는 드론탑재 초분광 이미지의 각 데이터를 분류할 수 있게 되었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.69-76
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• 2015

본 논문에서는 초분광 이미징시스템을 이용하여 획득된 헤모글로빈 포화이미지와 다양한 이미지프로세싱을 통해 얻어진 실시간 혈관 변화과정을 마이크로미터/밀리초 부터 밀리미터/시간에 이르는 시공간 해상도로 제공하여, 다양한 질병에 기인한 혈관의 생성 및 변화 등과 같은 고유한 생리적 특성뿐만 아니라 혈관간의 산소이동, 혈관질환의 치료효과의 검증 등 다목적 영상장비로의 개발이 가능하다. 이는 질병으로 인한 혈관의 변이과정을 관찰하기 위해 최근 다양한 임상 및 전임상 영상장비들이 개발되고 있으나 높은 개발비용과 환자들이 감수해야하는 위험부담에 비해 상대적으로 낮은 해상도와 제한된 만족도를 제공한다 한계점을 극복할 수 있다. 새로운 혈관의 생성 및 기존의 모세혈관 변화는 암 전이 및 발전과정 뿐만 아니라 다양한 질병의 종류에 따라 다른 특성을 보이며 이를 통한 생리학적 분석이 가능하므로 혈관의 연구를 통한 질병종류 및 유무의 판단은 진단 과정의 핵심 요소이며 새로운 치료법의 효과를 평가할 수 있는 중요한 근거가 될 것으로 기대한다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.622-624
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• 2015

암 세포 주변의 저산소증은 방사선, 항암치료제, 절제술 등을 이용한 항암치료법에 중요한 역할을 하는데, 특히 암세포 주변의 모세혈관 내에서의 산소의 이동 분석은 암의 발달 및 전이, 주변 혈관의 생성과 변이에 직간접적 영향을 미친다. 따라서 현재 암 병변 주변의 모세혈관 내 헤모글로빈 산소포화도를 측정하고 혈관의 생성 및 변이상태를 측정하는 연구가 활발하게 진행되고 있지만, 대부분의 계측장비는 침습적인 방법으로 진행되며, 해상도 또한 기대이하의 공간 및 시간영역을 제공하는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 비침습적 헤모글로빈 산소포화도 이미지와 다양한 이미지프로세싱 기법을 이용하여 실시간 혈관변화의 분석을 통해 암 혈관 생성 및 변이의 특성을 제공할 수 있는 초분광 이미징 시스템 활용 방법을 제시하고자 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권5호
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• pp.141-147
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• 2021

본 연구를 통해 임베디드 시스템(Embedded System)에서 뉴럴 네트워크(Neural Network) 인풋의 차원 감소 방식으로 복잡한 연산량을 줄여 초분광 대용량 데이터 특징 정보의 활용률을 개선하기 위해, 전체 밴드를 밴드별 최댓값과 최솟값 차이로 부분집합으로 군집화하여, 각 부분집합에서 밴드 선택 알고리즘을 적용한다. 특징 추출과 특징 선택 기법 중에, 특징 선택 기법을 통해, 파장 범위와 관계없이 데이터세트에 맞는 최적의 밴드 수와 기존 알고리즘 적용 소요 시간과 성능을 향상하고자 한다. 이 실험을 통해 기존 밴드 선택 기법보다 1/3~ 1/9배 소요 시간을 단축했음에도 불구하고 K-최근접 이웃 분류기를 통한 성능 면에서는 약 4% 이상 향상된 의미 있는 결과를 도출하였다. 실시간 초분광 데이터 분석 활용에는 어렵지만, 개선된 가능성을 확인했다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권3호
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• pp.375-387
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• 2019

드론 기반의 초분광 영상은 원격탐사 활용에 고해상도의 많은 장점을 제공한다. 본 연구의 목적은 배추의 단수 추정의 최적밴드를 선정하는 것이다. 초분광 영상은 드론에 탑재한 초분광 이미지 센서를 활용하여 403.36~995.19 nm 파장 범위를 대상으로 3.97 nm 간격으로 150개의 밴드를 수집하였으며, 배추 생체중 데이터는 2,031개의 배추를 대상으로 현장에서 직접 조사하였다. 적색, 적색경계 및 근적외 밴드를 조합하여 계산된 정규화 식생지수와 객체별 배추 생체중과의 관계를 정량적으로 비교한 결과, 697.29 nm(적색 밴드), 717.15 nm(적색경계 밴드) 및 808.51 nm(근적외 밴드)를 조합하여 산출한 식생지수가 배추의 생체중을 가장 잘 설명하는 것으로 나타났다. 본 연구를 통해 배추 생산성을 평가하는데 가시광 및 근적외 파장대에서 3개의 최적밴드를 선정하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권2호
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• pp.91-101
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• 2023

본 연구에서는 담수를 대상으로 녹조의 발생을 모니터링하기 위해 내륙에 위치한 백제보와 남양호의 초분광영상을 이용하여 클로로필-a (Chl-a)의 농도를 추정하였다. 각 유역의 초분광이미지는 2016년부터 2017년까지 백재보에서 항공기로, 2020년부터 2021년까지 남양호에서 드론으로 촬영하였다. 이후, 순열 특성 중요도를 이용하여 Chl-a 농도와 관련성이 높은 30개의 반사 대역을 선택하였으며, 백제보는 400-530, 620-680, 710-730, 760-790 nm, 남양호는 400-430, 655-680, 740-800 nm 구간의 반사도가 선택되었다. 선택된 반사율을 입력자료로 하는 인공 신경망 기반의 Chl-a 산정 모델을 개발하였으며 모형의 성능은 결정계수(R²), 평균제곱근오차(RMSE), 평균절대오차(MAE)로 평가하였다. 유역별 산정모델의 성능은 각각 R²: 0.63, 0.82, RMSE: 9.67, 6.99, MAE: 11.25, 8.48로 나타났다. 본 연구에서 개발된 Chl-a 모델은 향후 담수호 녹조의 최적 관리를 위한 기초 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 박물관보존과학
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• 제28권
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• pp.109-136
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• 2022

본 연구에서는 조선 후기 기록화인 《평안감사향연도》 총 3점 중 <연광정연회도>를 분석하여 채색 재료를 규명했다. 포인트 위주의 분석으로 인해 발생 가능한 문제를 최소화하고자 우선 파장별 이미지를 촬영했다. 엑스선을 통해 먹, 금, 유·무기 안료를 분류했고, 적외선으로 먹과 구리계 안료를 파악했다. 초분광으로는 흑색, 청색, 녹색 재료 중에서 안료와 유기 염료를 구별해냈다. 색상별 선정 지점을 분석하여 백색(연백), 흑색(먹/쪽), 적색(연단+진사), 분홍색(염료), 자주색(염료), 갈색(산화철), 황색(석황/염료), 녹색(석록/석록+염료/쪽)과 청색(석청/연백+쪽/쪽), 자색(쪽+연지), 금색(금박) 등의 재료를 규명했다. 향후 파장별 라이브러리가 확보되면 더 효율적인 분석이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.107-112
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• 2022

드론과 같은 임베디드 시스템에서 데이터를 서버로 전송해 실시간 분석을 진행함에 있어진행하는 데 초분광 영상 전체를 저장, 전송, 분석하는 데 전력 소모와 시간이 많이 소요되어 어려움이 있다. 그래서 초분광 영상 데이터는 차원 축소 또는 압축 전처리를 통해 서버로 전송하게 된다. 분석에 필요한 밴드만 보내기 위해서는 피처 선택 기법을 사용하는데 이러한 알고리즘은 대게 효율은 높더라도 영상 크기에 따라 처리 시간이 매우 소요가 크다. 본 논문에서는 밴드선택 알고리즘의 시간적인 단점을 개선하여한 기댓값 기반의 알고리즘을 제안한다. 실험 결과 8GB 데이터의 40000*682 해상도 이미지 기준 평균 소요 시간인 24시간을 60~180초 내외로 감소시키고, 150개 밴드 중에 45개를 활용하여 7.6GB 램 사용을 2.3GB로 크게 감소시켰다. 시간은 크게 줄였음에도 픽셀 분류 성능은 기존과 유사하게 98% 이상의 분석 결과를 도출하였다.