• 제목/요약/키워드: Principal component analysis(PCA)

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한국에 서식하는 도토리거위벌레(Cyllorhynchites ursulus) 구기 및 더듬이 길이의 성적이형성 연구 (Sexual Size Dimorphism of the Mouthpart and Antenna of Cyllorhynchites ursulus in Korea)

  • 김지영;김영건;이유란;이은옥
    • 환경생물
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    • 제35권4호
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    • pp.515-520
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    • 2017
  • Sexual dimorphism of the mouthpart, antenna and mandible of the Cyllorhynchites ursulus in South Korea was studied with linear measurements. The mouthpart and antenna measurements were conducted with a stereoscopic microscope using 122 specimens (72 males and 50 females). Microscopic observation of the mandible were conducted with a Field Emission Scanning Electron Microscope (FE-SEM) using 103 specimens (73 males and 30 females). Results showed that the size difference between males and females was significant in the size of the mouthpart and antenna. On the other hand, we could not detect sexual size dimorphism in the microstructure of the mandible. The bivariate plots made by the result of Principal Component Analysis (PCA) and Discriminant Analysis (DA) showed a size dimorphism in the size of the mouthpart and the antenna between males and females. Based on our study, sexual dimorphism in the mouthpart and antenna exists in C. ursulus from the South Korean population, and this difference seems to be related to the behavioral differences between males and females.

Fusion Techniques Comparison of GeoEye-1 Imagery

  • Kim, Yong-Hyun;Kim, Yong-Il;Kim, Youn-Soo
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.517-529
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    • 2009
  • Many satellite image fusion techniques have been developed in order to produce a high resolution multispectral (MS) image by combining a high resolution panchromatic (PAN) image and a low resolution MS image. Heretofore, most high resolution image fusion techniques have used IKONOS and QuickBird images. Recently, GeoEye-1, offering the highest resolution of any commercial imaging system, was launched. In this study, we have experimented with GeoEye-1 images in order to evaluate which fusion algorithms are suitable for these images. This paper presents compares and evaluates the efficiency of five image fusion techniques, the $\grave{a}$ trous algorithm based additive wavelet transformation (AWT) fusion techniques, the Principal Component analysis (PCA) fusion technique, Gram-Schmidt (GS) spectral sharpening, Pansharp, and the Smoothing Filter based Intensity Modulation (SFIM) fusion technique, for the fusion of a GeoEye-1 image. The results of the experiment show that the AWT fusion techniques maintain more spatial detail of the PAN image and spectral information of the MS image than other image fusion techniques. Also, the Pansharp technique maintains information of the original PAN and MS images as well as the AWT fusion technique.

Varying Inocula Permutations (Aspergillus oryzae and Bacillus amyloliquefaciens) affect Enzyme Activities and Metabolite Levels in Koji

  • Gil, Hye Jeong;Lee, Sunmin;Singh, Digar;Lee, Choong Hwan
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권12호
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    • pp.1971-1981
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    • 2018
  • In this study, we investigated the altered enzymatic activities and metabolite profiles of koji fermented using varying permutations of Aspergillus oryzae and/or Bacillus amyloliquefaciens. Notably, the protease and ${\beta}$-glucosidase activities were manifold increased in co-inoculated (CO) koji samples (co-inoculation of A. oryzae and B. amyloliquefaciens). Furthermore, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)-based metabolite profiling indicates that levels of amino acids, organic acids, sugars, sugar alcohols, fatty acids, nucleosides, and vitamins were distinctly higher in CO, SA (sequential inoculation of A. oryzae, followed by B. amyloliquefaciens), and SB (sequential inoculation of B. amyloliquefaciens, followed by A. oryzae). The multivariate principal component analysis (PCA) plot based on GC-MS datasets indicated a clustered pattern for MA and MB (koji samples inoculated either with A. oryzae or B. amyloliquefaciens) across PC2 (20.0%). In contrast, the CO, SA, and SB metabolite profiles displayed segregated patterns across PLS1 (22.2%) and PLS2 (21.1%) in the partial least-square discriminant analysis (PLS-DA) model. Intriguingly, the observed disparity in the levels of primary metabolites was engendered largely by higher relative levels of sugars and sugar alcohols in MA, SA, and CO koji samples, which was commensurate with the relative amylase activities in respective samples. Collectively, the present study emphasizes the utility of integrated biochemical and metabolomic approaches for achieving the optimal permutation of fermentative inocula for industrial koji preparation.

Assessment of radioactivity levels and radiation hazards in building materials in Egypt

  • Ahmed E. Abdel Gawad;Mohamed Y. Hanfi;Mostafa N. Tawfik;Mohammed S. Alqahtani;Hamed I. Mira
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권2호
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    • pp.707-714
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    • 2024
  • Different degrees of natural radioactivity found in quartz can have negative consequences on health. Quartz vein along the investigated Abu Ramad area, Egypt, had its natural radioactivity assessed. The HPGe spectrometer was used to determine the role played by the radionuclides 238U, 232Th, and 40K in the gamma radiation that was emitted, and the results showed that these concentrations are 484.64 ± 288.4, 36.8 ± 13.1 and 772.2 ± 134.6 Bq kg-1 were higher than the corresponding reported global limits of 33, 45, and 412 Bq kg-1 for each radionuclide (238U, 232Th, and 40K). Among the radiological hazard parameters, the excess lifetime cancer risk (ELCR) is estimated and it's mean value of ELCR (1.2) is higher than the permissible limit of 0.00029. The relationship between the radionuclides and the associated radiological hazard characteristics was investigated based on multivariate statistical methods including Pearson correlation, principal component analysis (PCA), and hierarchical cluster analysis (HCA). According to statistical research, the radioactive risk of quartz is primarily caused by the 238U, 232Thand 40K. Finally, applying quartz to building materials would pose a significant risk to the public.

센서드리프트 판별을 위한 통계적 탐지기술 고찰 (Statistical Techniques to Detect Sensor Drifts)

  • 서인용;신호철;박문규;김성준
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.103-112
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    • 2009
  • 원자력발전소에서 센서의 주기적 교정은 안전운전을 위해 꼭 필요하다. 그러나 실제 드리프트가 발생하여 교정을 요하는 센서는 약 2% 미만이다. 또한, 센서의 작동 상태를 매 핵연료 주기마다 수행하는 것은 고장 혹은 드리프트가 발생한 센서를 최대 18개월까지 감지하지 못한 채 운전할 위험이 있다. 원전의 안전운전 및 불필요한 교정을 줄이기 위해 센서의 상시 교정 감시가 필요하다. 이를 위해 주성분 분석과 Support Vector Regression(SVR)을 이용한 PCSVR 알고리즘을 개발하였고, 고리원전 3호기의 출력증발 데이터를 이용하여 검증하였다. 주성분분석은 선형변환을 통한 입력공간의 축소 및 노이즈 제거 효과를 나타내며, AASVR은 해석학적 및 기계학적 모델로 모델링하기 힘든 복잡계를 쉽게 나타낼 수 있는 장점이 있다. SVR의 세가지 파라미터는 반응표면분석법에 의해 최적화하였다. 센서의 고장탐지를 위해 모델 출력의 잔차를 슈하르트 관리도, EWMA, CUSUM 및 일반화우도비검정(GLRT)을 통해 그 결과를 비교하였다. 미세한 드리프트에 대해 CUSUM과 GLRT가 우수한 결과를 보였다. 개발된 알고리즘은 수출형 원전 APR1000 설계시 적용가능 할 것으로 판단된다.

서울 성동구 지역 미세먼지의 화학적 조성에 관한 연구 (A Study on Chemical Composition of Fine Particles in the Sungdong Area, Seoul, Korea)

  • 조용성;이홍석;김윤신;이종태;박진수
    • 한국환경과학회지
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    • 제12권6호
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    • pp.665-676
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    • 2003
  • 본 연구는 서울지역의 PM$_{2.5}$의 화학적 조성을 조사하기 위하여 2000년 10월 1일부터 200l년 9월 26일까지 계절별(봄, 여름, 가을 겨울)로 PM$_{2.5}$ dichotomous air sampler를 이용하여 포집한 후, ICP-MS를 이용하여 검출한계 이상인 13가지의 중금속 성분(Al, As, Ba, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Si, V, Zn)과 IC를 이용하여 5가지의 수용성 이온성분($Na^{+}$, NH$_4$$^{+}$, Cl ̄, NO$_3$$^{-}$ , SO$_4$$^2$ ̄)을 측정/분석하였다. 분석결과에 얻어진 PM$_{2.5}$의 농도와 화학적 성분의 농도를 계절별로 비교하였으며, 중금속 성분의 정성적인 발생원의 기여도를 파악하기 위하여 주성분 분석을 실시하였다.1) 조사기간 중 PM$_{2.5}$의 계절별 농도는 겨울(33.91 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 봄(28.79 $\mu\textrm{g}$/㎥) > 가을(18.62 $\mu\textrm{g}$/㎥) >여름(14.92 $\mu\textrm{g}$/㎥) 순으로 조사되어 주로 겨울철에 대기중 PM$_{2.5}$의 농도가 높은 것을 확인할 수 있었다. PM$_{10}$에 대한 PM$_{2.5}$의 기여도는 33.7~83.5 %로 나타났으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 평균비는 0.54로 조사되었고, 회귀분석에서 PM$_{10}$=4.20PM$_{2.5}$+.9.91, $R^2$=0.73 (p < 0.05)의 회귀관계식을 나타나 PM$_{2.5}$로 PM$_{10}$을 73% 수준에서 설명할 수 있었으며 통계적으로 유의한 값을 보였다. 2) PM$_{2.5}$의 중금속 성분은 Si > Fe > Al> Zn >Ca>Ba>V>Pb>As>Cu>Cr>Cd 순으로 높은 농도를 보였다. 중금속 성분의PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비는 인위적인 발생원에서 기인하는 Cd, Cr, Pb, V, Zn과 같은 중금속 성분의 비율이 높은 조사되었고, 자연적인 발생원에서 기인하는 Al, Ca, Fe, Mn, Si와 같은 중금속 성분의 비율이 낮게 조사되었다 특히 Al, Ca, Fe의 비율이 봄철에 높아 중국에서 발생한 황사의 영향을 받은 것으로 사료된다. 3) PM$_{2.5}$ 중 이온 성분의 농도는 NO$_3$ ̄ > SO$_4$$^2$ ̄ > Cl ̄ > NH$_4$$^{+}$ 순으로 조사되었으며, PM$_{2.5}$PM$_{10}$의 비를 조사한 결과, NO$_3$ ̄,SO$_4$$^2$ ̄, Cl ̄의 비율이 높아 PM$_{10}$에 포함되어 있는 PM$_{2.5}$가 산성오염물질에 많은 영향을 받는 것으로 조사되었다 4) PM$_{2.5}$의 정성적인 발생원을 추정하기 위해 중금속 성분에 대한 주성분 분석의 결과 3개의 주성분으로 나누어 졌으며, 주요 발생원은 자연발생원인 토양성분과 석유연료 연소에서 배출되는 성분으로 추정되어 이 발생원이 중금속 성분 농도에 영향을 미치는 것으로 사료되며, PM$_{2.5}$의 화학적 성분은 지역여건과 기상조건, 계절변동에 많은 영향을 받는 것으로 사료된다. 이상의 연구결과에서 PM$_{10}$에 비해 인체에 유해한 화학적 성분(중금속, 이온 성분)이 포함되어 있는 PM$_{2.5}$에 대한 철저한 관리 및 규제 설정이 요구되며, 측정지점의 특성상 자동차 배기가스와 금속제련 및 가공에 의한 영향을 주로 받는 것으로 추정되었다 또한 지역여건과 기상조건에 영향을 많이 받는 PM$_{2.5}$에 대한 지속적인 연구와 자료축적이 요구되고 발생원에 대한 정량적인 기여도를 평가하기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.기 위한 연구가 필요하다고 생각된다. 연구가 필요하다고 생각된다.

미국산 전통품종과 유전자 재조합 땅콩품종의 지방산과 토코페롤의 상관관계 (Relationships between Fatty Acids and Tocopherols of Conventional and Genetically Modified Peanut Cultivars Grown in the United States)

  • 신의철
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제42권10호
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    • pp.1618-1628
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    • 2013
  • 미국산 땅콩의 지용성 성분의 연구를 위해 일반 품종과 hioleic 품종이 가지는 지방산과 지용성 vitamin 중 하나인 tocopherol의 구성과 그에 대한 상관관계를 살펴보았다. 두 가지 품종에서 확연한 지방산 조성의 차이를 대표적 지방산인 palmitic acid, oleic acid, 그리고 linoleic acid를 중심으로 상관관계를 확인할 수 있었으며, 포화지방산과 ${\beta}$-T 반비례 관계를 통계적 접근을 통해 확인할 수 있었다. 또한 correlation을 통해서 ${\gamma}$-T와 ${\delta}$-T가 높은 비례관계를 가지는 것을 확인하였다. 다변량 분석을 위한 통계기법 중 대표적인 PCA를 통해서 땅콩의 지용성 성분에 대한 해석을 시도하였고, 그 결과 변수로 분류한 지방산과 tocopherol과의 관계를 loading plot을 통해서 확인하였고, score plot을 통해 개별 땅콩 품종들이 보이는 그룹간의 유의성과 차이를 확인할 수 있었다. 통계적 접근을 통해서 일반적인 분석 데이터에서 보여주는 정보 이외의 숨은 결과를 수학적 계산을 근거로 얻을 수 있다는 점에서 PCA를 이용한 통계적 접근법은 앞으로 여타의 땅콩품종이 가진 지용성 및 수용성 성분의 상관관계 및 품종간 그룹별 분류에 좀 더 체계적인 수단으로써 이용될 것으로 판단된다. 그리고 우수한 영양 및 기능성 성분을 가진 땅콩이 육종이라는 과정을 통해서 개량된 high-oleic 품종은 더욱 우수한 영양성분 및 식품으로서의 가공 안정성을 가지고 있어, 식품소재로서의 high-oleic 품종은 전통 품종보다 더욱 유리한 위치에 있다고 판단된다. 또한 연구에서는 선행 연구들에서 발견한 fatty acid와 tocopherol 함량의 유의적인(P<0.05) 상호관계가 나타나지는 않았으나 향후 땅콩을 포함한 식품소재의 성분 분석에 대한 연구 과정에서 잠재적으로 발생 가능한 영양 및 기능성 성분에 대한 상호관계를 탐색 연구하는 연구가 계속적으로 시도되어야 할 것이다.

갓의 국내 수집종 및 도입종의 형질분석 및 $F_{1}$ 조합능 검정 (Analysis of Characteristics and Test of Combining Ability in Leaf Mustard Allies)

  • 박한주;이인호;박종인;양승렬;노일섭
    • 한국자원식물학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.298-303
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    • 2007
  • 갓 김치용 품종 육성을 위하여 외국 도입종 및 국내 수집종 총 24 계통/품종에 대하여 형태적 특성을 조사하였고, 유연 관계 및 주성분 분석을 실시하였다. 주성분 분석에 있어서 총 생체중(제1), 총 건물중(제2), 지상부 생체중(제3), 엽장(제4)으로 80.5%의 전체정보를 해석할 수 있었다. Eigen value가 1이상인 주성분을 토대로 24계통/품종은 7개 그룹으로 분류되었으며, 그룹별 종수는 I군이 1종, II군이 6종, III군이 5종, IV군이 3종, V군이 3종, VI군이 4종, VII군이 2종으로 분류되었다. 또한 12개의 $F_{1}$ 조합능 검정용 교배조합 중 Sanchiohbachirimen takana A ${\times}$ Akaohba takana, Goheung namyang ${\times}$ Sanchiohbachirimen takana A 및 Goheung namyang ${\times}$ Akaohba takana 조합에서 잡종강세가 크게 나타났다. 고수량성 갓 김치 품종육성을 위한 친능성(Parents ability)이 높은 교배친으로 Sanchiohbachirimen takana A와 Akaohba takana가 선발되었다.

Evaluation of Salt Tolerance in Sorghum (Sorghum bicolor L.) Mutant Population

  • Ye-Jin Lee;Baul Yang;Woon Ji Kim;Juyoung Kim;Soon-Jae Kwon;Jae Hoon Kim;Joon-Woo Ahn;Sang Hoon Kim;Haeng-Hoon Kim;Chang-Hyu Bae;Jaihyunk Ryu
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2023년도 임시총회 및 춘계학술대회
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    • pp.38-38
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    • 2023
  • Sorghum (Sorghum bicolor L.) is a promising biomass crop with a high lignocellulose content. This study aimed to select high salt-tolerance sorghum lines for cultivation on reclaimed land. Using 7-day seedlings of the sorghum population consisted of 71 radiation-derived mutants (M2 to M6) and 33 genetic resources, survival rate (SR), plant height (PH), root length (RL), fresh weight (FW), and chlorophyll content (CC) were measured for two weeks after 102 mM (0.6%) NaCl treatment. Furthermore, the characteristics of the sorghum population were confirmed using correlation analysis, PCA (principal component analysis), and the FCE (fuzzy comprehensive evaluation) method. Under 102 mM NaCl conditions, SR ranged from 4.9 (IS645-200-6) to 82.4% (KLSo79125-200-1), with an average of 49.9%. PH varied from 7.5 (Mesusu-100-2) to 33.2 cm (DINE-A-MITE-100-2-10), with an average of 20.4 cm. RL ranged from 1.0 (IS645-200-1) to 17.0 cm (30-100-2), with an average of 7.7 cm. FW varied from 0.1 (IS645-200-6) to 4.5 g/plant (DINE-A-MITE-100-2-10), with an average of 2.1 g/plant. CC ranged from 0.9 (DINE-A-MITE-100-2-2) to 3.1 mg/g (IS12937), with an average of 1.7 mg/g. An overall positive correlation, with SR and FW (r = 0.86, P < 0.01), and FW and CC (r = 0.79, P < 0.01), was shown by correlation analysis. Among the five traits, two principal components were extracted by PCA analysis. PC1 was significantly associated with FW, while PC2 was highly involved with RL. To evaluate the salt tolerance level of the sorghum population when an FCE based on trait data was performed, MFV (membership function value) was 0.68. As a result of compiling the MFV of each line, eight lines with MFV > 0.68 were selected. Ultimately, the radiation-derived mutant lines, DINE-A-MITE-100-2-10 and DINE-A-MITE-100-2-12 were selected as salt-tolerant sorghum lines. The results are expected to inform salt-tolerant sorghum breeding programs, and the high salt-tolerance sorghum lines might be advantageous for cultivation on reclaimed land.

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퍼지 RBFNNs와 증분형 주성분 분석법으로 실현된 숫자 인식 시스템의 설계 (Design of Digit Recognition System Realized with the Aid of Fuzzy RBFNNs and Incremental-PCA)

  • 김봉연;오성권;김진율
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.56-63
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    • 2016
  • 본 연구에서는 퍼지 RBFNNs과 증분형 주성분 분석법으로 실현된 숫자인식 시스템의 설계를 소개한다. 주성분 분석법은 차원축소를 위해 사용되는 알고리즘으로 학습데이터의 차원 수가 고차원이거나 데이터의 양이 많을 때 특징 추출을 위한 많은 계산 시간을 필요로 한다. 따라서 고차원 데이터의 효율적인 차원축소와 점진적인 학습을 위해 증분형 주성분분석법을 적용하는 방법을 제안한다. 방사형 기저함수 신경회로망의 구조는 조건부, 결론부, 추론부의 3가지 기능적 모듈로서 구분이 가능하다. 조건부에서는 FCM 클러스터링 알고리즘의 도움으로 실현된 퍼지 클러스터링의 사용으로 입력 공간을 분할한다. 또한 가우시안 함수 대신 FCM(Fuzzy C-Means)클러스터링 알고리즘의 멤버쉽 값을 사용함으로써 입력 데이터의 특성을 좀 더 잘 반영할 수 있도록 개선하였으며, 결론부에서 연결가중치는 상수항에서 일차식과 이차식, 그리고 변형된 이차식과 같은 다항식의 형태로 확장하여 사용한다. 실험 결과는 공인 숫자 데이터인 MNIST 필기체 숫자 데이터를 사용하여 제안된 숫자 인식 시스템의 효율성을 다른 연구와의 비교를 통해 입증한다.