• 제목/요약/키워드: spectra classification

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Soft Independent Modeling of Class Analogy for Classifying Lumber Species Using Their Near-infrared Spectra

  • Yang, Sang-Yun;Park, Yonggun;Chung, Hyunwoo;Kim, Hyunbin;Park, Se-Yeong;Choi, In-Gyu;Kwon, Ohkyung;Yeo, Hwanmyeong
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제47권1호
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    • pp.101-109
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    • 2019
  • This paper examines the classification of five coniferous species, including larch (Larix kaempferi), red pine (Pinus densiflora), Korean pine (Pinus koraiensis), cedar (Cryptomeria japonica), and cypress (Chamaecyparis obtusa), using near-infrared (NIR) spectra. Fifty lumber samples were collected for each species. After air-drying the lumber, the NIR spectra (wavelength = 780-2500 nm) were acquired on the wide face of the lumber samples. Soft independent modeling of class analogy (SIMCA) was performed to classify the five species using their NIR spectra. Three types of spectra (raw, standard normal variated, and Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivative) were used to compare the classification reliability of the SIMCA models. The SIMCA model based on Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivatives preprocessing was determined as the best classification model in this study. The accuracy, minimum precision, and minimum recall of the best model (PCA models using Savitzky-Golay $2^{nd}$ derivative preprocessed spectra) were evaluated as 73.00%, 98.54% (Korean pine), and 67.50% (Korean pine), respectively.

Top-down 방식의 열분해질량분석 스펙트라 분석 및 Gram-type 세균 분류 (Analysis of Pyrolysis MS Spectra in Top-down Approach and Differentiation of Gram-type Cells)

  • 김주현
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.719-725
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    • 2011
  • To apply TMAH-based Py-MS to a field biological detection system for real-time classification of cell-type, reproducible patterns of the TMAH-based Py-MS spectra was known as a critical factor for classification but was seriously disturbed by quantity of cells injected into pyro-tube. This factor is an exterior variable that could not be complemented by improving the performance of the TMAH-based Py-MS instrument. One of idea to solve the knotty problem has been flashed from "Top-down proteomics for identification of intact microoganisms". That is, biomarker peaks are selected from complicate Py-MS spectra for intact microoganisms by tracing out their origins, based on Py-MS spectra for the featured components of different cell-types, in Top-down approach. This idea has been tested in classification of different Gram-type microoganisms. Through the analyses of spectra for the featured components - peptidoglycan and lipoteichoic acid for Gram-positive cells and lipopolysaccharide and lipid A for Gram-negative cells - with comparing to the spectra the corresponding Gram-type cells in the Top-down approach, biomarker peaks were selected to carry out PCA(Principal Component Analysis) in order to see classification of different Gram-types, resulting in significant improvement of their classification. Furthermore, weighting biomarker peaks on intact cell's spectra, based on the data for the featured components of the Gram-types, contributed to elevate classification performance.

내진설계기준의 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼 개선을 위한 연구 - (III) 검증 (Site Classification and Design Response Spectra for Seismic Code Provisions - (III) Verification)

  • 조형익;;김동수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.257-268
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    • 2016
  • In the companion papers (I, II), site-specific response analyses were performed at more than 300 domestic sites and a new site classification system and design response spectra (DRS) were proposed using the results of the site-specific response analyses. In this paper, the proposed site classification system and the design response spectra are compared with those in other seismic codes and verified by different methods. Firstly, the design response spectra are compared with the design response spectra in Eurocode 8, KBC 2016 and MOCT 1997 to estimate quantitative differences and general trends. Secondly, site-specific response analyses are carried out using $V_S$-profiles obtained using field seismic tests and the results are compared with the proposed DRS in order to reduce the uncertainty in using the SPT-N value in site-specific response analyses in the companion paper (I). In addition, site coefficients from real earthquake records measured in Korean peninsula are used to compare with the proposed site coefficients. Finally, dynamic centrifuge tests are also performed to simulate the representative Korean site conditions, such as shallow depth to bedrock and short-period amplification characteristics. The overall results showed that the proposed site classification system and design response spectra reasonably represented the site amplification characteristic of shallow bedrock condition in Korea.

공초점 라만스펙트럼을 이용한 자동 기저세포암 검출 (Automatic Basal Cell Carcinoma Detection using Confocal Raman Spectra)

  • 민소희;박아론;백성준;김진영
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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    • pp.255-256
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    • 2006
  • Raman spectroscopy has strong potential for providing noninvasive dermatological diagnosis of skin cancer. In this study, we investigated two classification methods with maximum a posteriori (MAP) probability and multi-layer perceptron (MLP) classification. The classification framework consists of preprocessing of Raman spectra, feature extraction, and classification. In the preprocessing step, a simple windowing method is proposed to obtain robust features. Classification results with MLP involving 216 spectra preprocessed with the proposed method gave 97.3% sensitivity, which is very promising results for automatic Basal Cell Carcinoma (BCC) detection.

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지상 분광반사자료를 훈련샘플로 이용한 감독분류의 정확도 평가: 세종시 금남면을 사례로 (Accuracy Assessment of Supervised Classification using Training Samples Acquired by a Field Spectroradiometer: A Case Study for Kumnam-myun, Sejong City)

  • 신정일;김익재;김동욱
    • 대한공간정보학회지
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    • 제24권1호
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    • pp.121-128
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    • 2016
  • 많은 연구들에서 영상자료와 분류 알고리즘 측면에서 분류정확도를 비교하였지만, 참조자료 또는 분석자에 의존하는 훈련샘플에 의한 분류정확도 비교와 관련된 연구는 부족한 실정이다. 본 연구는 감독분류에 있어 훈련샘플로써 지상 분광반사자료의 유용성을 평가하고자 하였다. 이를 위하여 초분광영상과 다중분광영상을 대상으로 영상 수집 훈련샘플과 지상 분광반사자료를 사용하여 분류 정확도를 비교하였다. 그 결과 영상 수집 훈련샘플 사용 시 초분 광영상과 다중분광영상에서 공통적으로 약 90%의 분류정확도를 얻을 수 있었다. 그러나 지상 분광반사자료를 훈련 샘플로 사용하면 초분광영상의 경우 약 10%p, 다중분광영상의 경우 약 20%p의 분류정확도 감소가 발생하였다. 특히 다중분광영상에서 분광반사특성이 유사하게 나타나는 클래스들의 경우 분류정확도가 초분광영상에 비해 매우 낮게 나타났다. 따라서 지상 분광반사자료는 다중분광영상에 적용하는 데에는 한계가 있지만, 초분광영상을 이용한 토지피복분류에 있어 유용한 훈련샘플이 될 수 있다.

Nondestructive Classification between Normal and Artificially Aged Corn (Zea mays L.) Seeds Using Near Infrared Spectroscopy

  • Min, Tai-Gi;Kang, Woo-Sik
    • 한국작물학회지
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    • 제53권3호
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    • pp.314-319
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    • 2008
  • Near infrared (NIR) spectroscopy was used to classify normal and artificially aged nonviable corn (Zea mays L., cv. 'Suwon19') seeds. The spectra at 1100-2500nm were scanned with normal and artificially aged single seeds and analyzed by principle component analysis (PCA). To discriminate normal seeds from artificially aged seeds, a calibration modeling set was developed with a discriminant partial least square 2 (PLS 2) method. The calibration model derived from PLS 2 resulted in 100% classification accuracy of normal and artificially aged (aged) seeds from the raw, the 1st and 2nd derivative spectra. The prediction accuracy of the unknown normal seeds was 88, 100 and 97% from the raw, the $1^{st}$ and $2^{nd}$ derivative spectra, and that of the unknown aged seeds was 100% from all the raw, the $1^{st}$ and $2^{nd}$ derivative spectra, respectively. The results showed a possibility to separate corn seeds into viable and non-viable using NIR spectroscopy.

마이크로 라만 스펙트럼에서 퇴행성 뇌신경질환 분류를 위한 특징 추출 방법 연구 (A Method of Feature Extraction on Micro-Raman Spectra for Classification of Neuro-degenerative Disorders)

  • 박아론;백성준
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제48권2호
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    • pp.80-85
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    • 2011
  • 알츠하이머병(AD: Alzheimer's disease)과 파킨슨병(PD: Parkinson's disease)은 가장 흔한 퇴행성 뇌신경질환이다. 본 연구에서는 라만 스펙트럼을 이용하여 AD와 PD를 분류하기 위해 특징 추출하는 방법을 제안하였다. 혈소판으로부터 측정한 라만 스펙트럼에 먼저 smoothing을 적용한 다음 기준선의 왜곡을 제거하고 스펙트럼의 기준 피크를 중심으로 그 위치를 정렬하는 순서로 이루어진 전처리 과정을 적용하였다. 전처리 과정을 수행한 스펙트럼에서 AD와 PD를 구별할 수 있는 특징을 조사하였고 그 결과 743과 $757cm^{-1}$ 영역의 피크 비와 1248과 $1448cm^{-1}$ 영역의 피크 크기가 가장 변별력 있는 특징임을 확인하였다. 실험 결과에 따르면, 총 216개의 라만 스펙트럼에 대한 MAP(maximum a posteriori probability) 분류 실험에서 이 세 개의 특징만으로도 약 95.8%의 분류율을 보였다.

인지증 판별 성능 향상을 위한 스펙트럼 국부 영역 분석 방법 (Local Region Spectral Analysis for Performance Enhancement of Dementia Classification)

  • 박준규;백성준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.5150-5155
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    • 2011
  • 인지증을 유발하는 원인은 알츠하이머병(Alzheimer's Disease: AD)과 혈관성 인지증(vascular Dementia: VD)이 가장 높은 비율을 차지한다. 본 논문에서는 측정된 라만 스펙트럼에서 AD, VD, 정상(NOR: normal)을 분류하기 위해 변별력 있는 영역을 조사하고, 특징 변환을 이용한 분류 실험 결과를 제시하였다. 혈소판으로부터 측정한 라만 스펙트럼은 먼저 smoothing을 적용한 다음 배경 잡음을 제거하고 스펙트럼의 기준 피크를 중심으로 그 위치를 정렬하였고 minmax 방법을 사용하여 정규화 하였다. 전처리를 거친 스펙트럼은 AD와 VD, NOR를 변별하기 가장 용이한 영역을 결정하기 위해 조사되었으며, 그 결과 725-777, 1504-1592, 1632-1700 $cm^{-1}$ 영역에서 스펙트럼이 많은 차이를 보임을 확인하였다. 분류 실험은 선택한 각 영역에 대하여 PCA(principal component analysis)와 NMF(nonnegative matrix factorization) 방법을 적용하여 얻은 특징을 이용하여 행하였다. 총 327개의 라만 스펙트럼에 대한 MAP(maximum a posteriori probability) 분류 실험 결과에 따르면, 본 연구에서 제안된 국부 영역 변환 특징을 사용했을 때 평균 92.8 %의 분류율을 보임을 알 수 있었다.

내진설계기준의 지반분류체계 및 설계응답스펙트럼 개선을 위한 연구 - (I) 데이터베이스 및 지반응답해석 (Site Classification and Design Response Spectra for Seismic Code Provisions - (I) Database and Site Response Analyses)

  • 조형익;;김동수
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제20권4호
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    • pp.235-243
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    • 2016
  • Korea is part of a region of low to moderate seismicity located inside the Eurasian plate with bedrock located at depths less than 30 m. However, the spectral acceleration obtained from site response analyses based on the geologic conditions of inland areas of the Korean peninsula are significantly different from the current Korean seismic code. Therefore, suitable site classification scheme and design response spectra based on local site conditions in the Korean peninsula are required to produce reliable estimates of earthquake ground motion. In this study, site-specific response analyses were performed at more than 300 sites with at least 100 sites at each site categories of $S_C$, $S_D$, and $S_E$ as defined in the current seismic code in Korea. The process of creating a huge database of input parameters - such as shear wave velocity profiles, normalized shear modulus reduction curves, damping curves, and input earthquake motions - for site response analyses were described. The response spectra and site coefficients obtained from site response analyses were compared with those proposed for the site categories in the current code. Problems with the current seismic design code were subsequently discussed, and the development and verifications of new site classification system and corresponding design response spectra are detailed in companion papers (II-development of new site categories and design response spectra and III-Verifications)

국내 지반특성에 적합한 지반분류 방법 및 설계응답스펙트럼 개선에 대한 연구 (III) - 설계응답스펙트럼 개선방법 (Development of Site Classification System and Modification of Design Response Spectra considering Geotechnical Site Characteristics in Korea (III) - Modification of Desing Response Specra)

  • 윤종구;김동수;방은석
    • 한국지진공학회논문집
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    • 제10권2호
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    • pp.63-71
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    • 2006
  • 동반논문(II-지반분류 개선방법)에서는 지반의 고유주기를 기준으로 지반을 분류하는 방법이 국내 지반조건에 적합한 지반분류 방법으로 제시하였다. 그러나, 지반분류 방법을 개선하여도 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도 값과 재산정된 응답스펙트럼과 차이가 나타나는 부분이 존재한다. 이는 설계응답스펙트럼을 작성에 필요한 증폭계수를 계산하는 방법을 변경해야 해결할 수 있다. 본 논문에서는 국내 지반조건에 적합하도록 증폭계수를 재산정하기 위한 적분구간 변경에 대하여 검토하였다. 검토 결과 장주기 영역의 증폭계수 $F_v$의 적분구간은 현재 주기 0.4초${\sim}$2.0초에서 주기 0.4초${\sim}$1.5초로 변경할 경우 해석결과의 평균 스펙트럼 가속도 값과 설계응답스펙트럼이 비교적 잘 일치하는 결과를 얻을 수 있었고, 기존의 방법보다 국내 지반특성에 더 적합한 설계응답스펙트럼을 작성할 수 있었다.