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모창연,강석원,이강진,김기영,조병관,임종국,이호선,박종률 한국농업기계학회 2012 바이오시스템공학 Vol.37 No.6
Purpose: The objective of this research was to select high quality cucumber (cucumis sativus) seed by classifying into viable or non-viable one using Raman spectroscopy. Method: Both transmission and back-scattering Raman spectra of viable and non-viable seeds in the range from 150 cm-1 to 1890 cm-1 were collected with a laser illumination. Results: The Raman spectra of cucumber seed showed Raman peaks with features of polyunsaturated fatty acids. The partial least squares–discriminant analysis (PLS-DA) to predict viable seeds was developed with measured transmission and backscattering spectra with Raman spectroscopy and germination test results. Various types of spectra pretreatment were investigated to develop the classification models. The results of developed PLS-DA models using the transmission spectra with mean normalization or range normalization, and back-scattering spectra with mean normalization treatment or baseline correction showed 100% discrimination accuracy. Conclusions: These results showed that Raman spectroscopy technologies can be used to select the high quality cucumber seeds.
근적외선 초분광 영상을 이용한 수입산 쌀 원산지 판별 연구
모창연,임종국,김기영,권성원,임동규,민현정,강정숙,권경도 한국산업식품공학회 2017 학술대회 및 심포지엄 Vol.2017 No.04
수입 농산물의 증가함에 따라 국산 농산물보다 가격이 저렴한 수입 농산물의 원산지 표시 위반 사례들이 증가하고 있다. 공정한 유통질서를 확립하기 위하여 농축산물의 원산지 표시제를 시행하고 있다. 특히 쌀은 관세화 전환 의무에 따라 수입량이 증가하고 있으며, 수입산 쌀 중에서 중립종 및 단립종 품종은 국내산 쌀과 외관이 유사하여 육안 판별이 어렵다. 따라서 국내산과 수입산 쌀을 신속하게 판별할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 근적외선 초분광 영상 기술을 적용하여 국내산과 수입산 쌀 판별 기술을 개발하였다. 2014~2015년에 국내에서 생산된 중립종 쌀 100점과 중국에서 생산된 단립종 및 중립종 쌀 120점이 실험에 사용되었다. 990~1,700 nm 파장 영역에서 쌀의 근적외선 초분광 영상을 측정하였으며, 초분광 영상의 픽셀 스펙트럼의 평균값을 추출하여 데이터를 분석하였다. 쌀의 원산지 판별을 위해 주성분 선형판별 모델을 개발하였으며, 그 결과 국내산 쌀과 수입산 쌀 판별 정확도 99.9% 이상으로 원산지 판별이 가능하였다.
모창연,김기영,권경도,이수장,강정숙,이영주,이왕희,조병관 한국산업식품공학회 2018 학술대회 및 심포지엄 Vol.2018 No.04
소 도체의 등급 판정은 육량과 육질의 품질을 고려하여 숙련된 전문인력에 의해 수행되고 있다. 육질의 품질을 결정하는 중요한 인자로 근내지방도, 지방색, 육색 등이 이용되고 있다. 소도체의 품종, 성별, 연령에 따라 근섬유의 특성과 근내지방의 시각적 발현특성이 다르므로 측정자간 시각적 해석에 오차가 발생할 수 있다. 주요 판정인자들을 객관적으로 판정하기 위한 자동 측정기술의 개발이 필요하다. 본 연구는 근적외선 분광 영상을 이용하여 소 도체의 육질 판정 가능성을 조사하기 위하여 수행되었다. 다섯 등급(1++, 1+, 1, 2, 3)의 소 도체에 대하여 배최장근(등심부위)의 1,000-1,700 nm 영역의 분광 영상을 측정하였고, 육질부분과 지방부분의 분광 특성을 조사하였다. 그 결과 근적외선 분광 영상기술을 이용하여 육질부위와 지방부위의 구분이 가능하였으며, 근내지방도 예측도 가능하였다.
모창연,김기영,임종국 한국산업식품공학회 2016 학술대회 및 심포지엄 Vol.2016 No.10
최근 가축의 개량, 사양 기술의 발전에 따라 살코기 생산 비율과 관계있는 소의 도체중과 등지방층 두께는 매년 증 가하고 있다. 또한 2014년 거세우의 1등급이상 출현율은 1998년에 비해 약 23% 증가하였다. 이에 국가기관 및 산업체 로부터 육량 수급량 예측, 소비량 산출, 산업 규모 산정 등을 위해 소나 돼지의 도체수율이 반영된 자료 요청이 증가 하고 있다. 국내의 소 육량등급은 육안으로 판정되고 있으며, 산육량 측정은 부위별로 발골에 의한 중량계측에 의해 이루어지고 있어 객관적이고 정확한 산육량 예측에 어려움을 겪고 있다. 우리나라 실정에 맞는 출하 체중, 성별조건 등 도체특성을 신속하게 측정할 수 있는 산육량 예측기술의 개발이 요구되고 있다. 본 연구에서는 소도체의 육량을 비파괴적으로 측정할 수 있는 영상 분석기술에 대해 조사하였다. 2차원 영상, 구조광 영상 및 스테레오 영상 기술은 육량 판별에 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
Detecting Drought Stress in Soybean Plants Using Hyperspectral Fluorescence Imaging
모창연,김문성,김기영,CHEONG EUN JU,양진영,임종국 한국농업기계학회 2015 바이오시스템공학 Vol.40 No.4
Purpose: Soybean growth is adversely affected by environmental stresses such as drought, extreme temperatures, and nutrient deficiency. The objective of this study was to develop a method for rapid measurement of drought stress in soybean plants using a hyperspectral fluorescence imaging technique. Methods: Hyperspectral fluorescence images were obtained using UV-A light with 365 nm excitation. Two soybean cultivars under drought stress were analyzed. A partial least square regression (PLSR) model was used to predict drought stress in soybeans. Results: Partial least square (PLS) images were obtained for the two soybean cultivars using the results of the developed model during the period of drought stress treatment. Analysis of the PLS images showed that the accuracy of drought stress discrimination in the two cultivars was 0.973 for an 8-day treatment group and 0.969 for a 6-day treatment group. Conclusions: These results validate the use of hyperspectral fluorescence images for assessing drought stress in soybeans.
모창연,김기영,임종국,강정숙,유현채,김건섭,오경민 한국산업식품공학회 2018 학술대회 및 심포지엄 Vol.2018 No.04
딸기는 파프리카 다음으로 국내에서 두 번째로 수출이 많이 되는 채소로써 수출량이 매년 증가하는 추세이다. 주력 시장은 동남아시아로 홍콩, 싱가포르, 말레이시아가 수출량의 약 84%를 차지하고 있다. 딸기의 물성이 연하고 상온 유통시 선도유지기간이 길지 않아서 수출시 숙도, 경도와 저장성이 우수한 딸기의 선별이 필요하다. 본 연구는 CCD 영상 센서를 이용하여 수출용 딸기의 숙도 판별 가능성을 조사하기 위하여 수행되었다. 우리나라 주요 수출 품종인 설향 품종의 딸기에 대하여 양면(윗면, 아랫면)의 RGB 영상을 측정하고, 빨간색의 착색비율로 미숙과와 적숙과 예측 모델을 개발하였다. 그 결과, CCD 영상 기술을 이용하여 딸기의 숙도 판별이 가능함을 확인하였다.
모창연,임종국,권성원,임동규,김문수,김기영,강정숙,권경도,조병관 한국농업기계학회 2017 바이오시스템공학 Vol.42 No.4
Purpose: This study aims to propose a method for fast geographical origin discrimination between domestic and imported rice using a visible/near-infrared (VNIR) hyperspectral imaging technique. Methods: Hyperspectral reflectance images of South Korean and Chinese rice samples were obtained in the range of 400 nm to 1000 nm. Partial least square discriminant analysis (PLS-DA) models were developed and applied to the acquired images to determine the geographical origin of the rice samples. Results: The optimal pixel dimensions and spectral pretreatment conditions for the hyperspectral images were identified to improve the discrimination accuracy. The results revealed that the highest accuracy was achieved when the hyperspectral image’s pixel dimension was 3.0 mm × 3.0 mm. Furthermore, the geographical origin discrimination models achieved a discrimination accuracy of over 99.99% upon application of a first-order derivative, second-order derivative, maximum normalization, or baseline pretreatment. Conclusions: The results demonstrated that the VNIR hyperspectral imaging technique can be used to discriminate geographical origins of rice.