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문제 정의
- 본 시험은 초음파 진단기기의 활용도를 증대 시키려는 목적으로 초음파를 이용하여 출하직 전 한우의 도체형질을 예측하고, 다양한 예측 기법을 이용하여 도체육량등급의 예측율을 향 상시키고자 실시하였다.
- 본 시험은 초음파를 이용한 한우의 도체육량 등급 예측율을 향상시키기 위하여 24개월령 거 세한우 573두를 대상으로 출하직전에 체중측정 과 함께 실시간 초음파 진단기를 이용하여 도 체형질을 측정하였다. 초음파 측정치와 도체 실측치와의 비교분석에서 도출된 다양한 육량 예측 기법을 이용하여 도체육량등급을 예측하 였고, 그 결과를 요약하면 다음과 같다.
제안 방법
- 이상의 결과를 이용한 육량등급 예측에서 등지방 두께 5mm 이하는 A등급으로, 9mm부터 15mm까지는 B등 급으로, 16mm 이상은 C등급으로 판정을 하였다. 그리고, 등지방 두께만으로 육량등급 구분 이 확실하지 않은 6mm부터 8mm까지는 육량 지수 산식을 이용하여 예측을 실시하였다.
- 도체시 적용되는 육량지수 산식을 이용하여 냉도체중 대신 생체중에 본 시험축 573두의 평균 도체율을 적용하여 대입하였고, 도체측정 등지방 두께와 배최장근 단면적 대신 초음파 측정치를 대입하여 육량지수를 산출하였다.
- 1kg과 동일한 영향을 미친다. 따라서 등지방 두께에 따른 도체육량등급의 분류 패턴 을 조사하고, 이를 이용하여 도체육량등급을 예측하였다.
- 배최장근 단면적은 배최장근과 인근 조직 사 이 경계면의 반사파(echo)를 기준으로 배최장근 윤곽을 곡선으로 연결하여 측정하였고, 등지방 두께는 도체평가와 동일한 배최장근의 3분의 2 지점에서 측정하였다.
- Decision tree는 의사결정규칙을 도표화하여 관심의 대상이 되는 집단을 몇 개의 소집단으로 분류하여 예측을 수행하는 분석방법이다. 본 분석에서는 초음파측정 등지방 두께, 초음 파측정 배최장근 단면적 및 생체중을 입력변수 로 하고, 도체육량등급을 목표변수로 하여 decision tree 분석을 실시하였다.
- 초음파를 이용하여 도체육량을 예측할 때, 통계적인 기법을 사용하지 않고 가장 손쉽게 육량예측을 할 수 있는 방법은 도체 판정시 적 용되는 육량지수 산식을 이용하는 것이다. 본 시험에서는 육량지수 산식을 이용하여 도체 실 측치 대신 초음파 측정치를 대입하고 냉도체중 대신 초음파 측정 당시의 생체중에 평균 도체율을 적용하여 사용하였다. 본 시험에 공시된 거세우 573두의 생체중, 도체중 및 도체율은 Table 3에 나타낸 바와 같으며, 평균 도체율 57.
- 0(2000)을 이용한 decision tree 분석을 실시하였다. 분석알고리즘은 CART 알고리즘을 이용하였고, 각 변수에 대한 측도 는 목표변수인 도체육량등급은 명목형, 입력변 수인 등지방 두께는 순서형, 배최장근 단면적 및 생체중은 연속형으로 설정하였으며, 부적절한 추론규칙을 가지고 있는 가지를 제거하고 최종 예측모형을 설정하였다.
- 육량지수에 가장 큰 영향을 미치는 등지방 두께를 기준으로 하는 공식으로서, 초음파측정 등지방 두께별 도체육량등급의 분포도를 작성 하여 등지방 두께만으로 도체육량등급의 예측 이 가능한 기준을 설정하고, 그 외의 경우에는 육량지수 산식을 이용하여 도체육량등급을 예 측하였다
- 따라서 초음파측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면적, 생체중을 독립변 수로 하고 도체육량지수를 목적변수로 하여 SAS package(2000)를 이용한 중회귀 분석을 실시하였다. 이 결과로부터 도출된 식에 초음파 측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면 적, 생체중을 대입하여 육량지수를 구하고, 육 량지수에 따른 육량등급 분류에 의거하여 도체 육량등급을 예측하였다.
- 7 cm2의 오차를 보였고, 일반 육량지수 공식을 이용할 경우 도체율을 이용해야 하기 때문에 생체중과 초음파 측정치를 이용한 새로운 육량 지수 공식의 개발이 필요하다. 이에 초음파측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면적, 생체중을 독립변수로 하고, 도체육량지수를 목 적변수로 하여 중회귀 분석을 실시하였다. 그 결과 다음과 같은 식이 도출되었고, 각 독립변 수들이 유의수준 0.
- 본 시험은 초음파를 이용한 한우의 도체육량 등급 예측율을 향상시키기 위하여 24개월령 거 세한우 573두를 대상으로 출하직전에 체중측정 과 함께 실시간 초음파 진단기를 이용하여 도 체형질을 측정하였다. 초음파 측정치와 도체 실측치와의 비교분석에서 도출된 다양한 육량 예측 기법을 이용하여 도체육량등급을 예측하 였고, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 등지방 두께와 배최장근 단면적의 도체 실측치와 초음 파 측정치간의 차이는 각각 0.
- 축산기술연구소 대관령지소 및 남원지소의 24개월령 27, 28, 29 및 30차 후대검정용 거세 한우 573두를 대상으로 체중측정과 함께 주파수 2MHz의 linear probe(27×147mm)를 장착한 실시간 초음파 진단기(Super-Eye Meat, FHK, Japan)를 이용하여 제 13흉추와 제 1요추 사이의 횡단면을 측정하였고, 측정된 영상은 휴대 용 PC에 저장한 후 계측 소프트 프로그램 (Image-Pro Express, Media Cybernetics, USA)을 이용하여 배최장근 단면적과 등지방 두께를 측 정하였으며, 초음파 측정 후 1주일 이내에 도 축장으로 이송하여 등급판정사에 의한 도체평가를 실시하였다
대상 데이터
- 24개월령 후대검정용 거세한우 573두를 대상으로 출하직전에 초음파 기기를 이용하여 등지 방 두께 및 배최장근 단면적을 측정한 후 도체 실측치와 비교분석한 결과는 Table 1에 나타낸 바와 같다. 등지방 두께에 있어서 실측치와 측정치의 평균은 각각 7.
- 본 시험에서는 육량지수 산식을 이용하여 도체 실 측치 대신 초음파 측정치를 대입하고 냉도체중 대신 초음파 측정 당시의 생체중에 평균 도체율을 적용하여 사용하였다. 본 시험에 공시된 거세우 573두의 생체중, 도체중 및 도체율은 Table 3에 나타낸 바와 같으며, 평균 도체율 57.4%를 적용하여 아래와 같은 육량지수 산식 을 이용하였다.
데이터처리
- 따라서 선형성의 가정을 필요로 하 지 않는 비모수적인 접근법과 두 개 이상의 변 수가 결합하여 목표변수에 어떠한 영향을 미치 는지 분석하는 교효효과의 분석방법이 필요하다. 따라서 초음파측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면적 및 생체중을 입력변수로 하고 도체육량등급을 목표변수로 하여 SAS Enterprise Miner 4.0(2000)을 이용한 decision tree 분석을 실시하였다. 분석알고리즘은 CART 알고리즘을 이용하였고, 각 변수에 대한 측도 는 목표변수인 도체육량등급은 명목형, 입력변 수인 등지방 두께는 순서형, 배최장근 단면적 및 생체중은 연속형으로 설정하였으며, 부적절한 추론규칙을 가지고 있는 가지를 제거하고 최종 예측모형을 설정하였다.
- 육량지수 산식을 보면 전형적인 1차 선형식 이므로 회귀분석을 통하여 새로운 공식을 유도 할 수 있다. 따라서 초음파측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면적, 생체중을 독립변 수로 하고 도체육량지수를 목적변수로 하여 SAS package(2000)를 이용한 중회귀 분석을 실시하였다. 이 결과로부터 도출된 식에 초음파 측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면 적, 생체중을 대입하여 육량지수를 구하고, 육 량지수에 따른 육량등급 분류에 의거하여 도체 육량등급을 예측하였다.
성능/효과
- 하지만, 생체중은 육량등급 분류에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타나 분류도에서 제외되었다. 그 결과 초음파측정 등지방 두께 3mm 이하인 것, 등지방 두께가 4 및 5mm이면서 초음파측정 배최장근 단면적이 55.5cm2 이상인 것, 등지 방 두께가 6, 7 및 8mm이면서 배최장근 단면 적이 66.1cm2 이상인 것을 모두 A등급으로 판 정하는 것으로 나타났다. 또한, 등지방 두께가 16mm 이상인 것은 모두 C등급으로 판정하고, 그 이외의 것은 B등급으로 판정하는 결과를 나타내었다.
- 001). 도체육량등급 예측율은 육량지수 산 식, 등지방 보정식, 중회귀 분석 및 의사결정나 무 분석에서 각각 80.3%, 81.3%, 80.1% 및 81.8%를 보여, 의사결정나무 분석이 예측율과 활용성이 가장 높은 것으로 나타났다.
- Table 4에는 초음파측정 등지방 두께별 도체 육량등급 분포도를 나타내었다. 등지방 두께 5mm 이하는 총 149두 중 A등급이 135두, B등 급이 14두로, A등급이 90.6%를 차지하였으며, 등지방 두께 6mm부터 8mm까지는 총 287두 중 A등급이 191두로 66.6%를, B등급이 96두로 33.5%를 나타내었다. 또한 등지방 두께 9mm부터 15mm까지는 총 128두 중 A등급이 17두, B 등급이 104두, C등급이 7두로, B등급이 81.
- 56cm2 로 나타났다. 등지방 두께 및 배최장 근 단면적의 초음파 측정치와 도체 실측치간의 상관계수는 각각 0.86 및 0.82로 높게 나타났다 (p<0.001). 도체육량등급 예측율은 육량지수 산 식, 등지방 보정식, 중회귀 분석 및 의사결정나 무 분석에서 각각 80.
- 1에 나타내었다. 등지방 두께는 육량등급 분류에 있어 가장 우선적인 기준이 되는 것으로 나타났고, 다음으로 배최장근 단 면적이 육량등급 분류에 이용되었다. 하지만, 생체중은 육량등급 분류에 큰 영향을 미치지 못하는 것으로 나타나 분류도에서 제외되었다.
- 24개월령 후대검정용 거세한우 573두를 대상으로 출하직전에 초음파 기기를 이용하여 등지 방 두께 및 배최장근 단면적을 측정한 후 도체 실측치와 비교분석한 결과는 Table 1에 나타낸 바와 같다. 등지방 두께에 있어서 실측치와 측정치의 평균은 각각 7.6mm와 7.0mm로 나타나 초음파를 이용한 등지방 두께의 측정에서 도체 실측치에 비해 7.7%정도 과소 측정된 것으로 나타났으며, 실측치와 측정치간에 유의적(p< 0.05)인 차이를 보였다. 이 결과는 Perkins 등 (1992)의 초음파 측정치가 도체 실측치에 비해 평균 8% 정도 과소 판정되는 경향이 있다는 보고와 정(1997)이 보고한 도체 실측치와 초음 파 측정치의 평균이 각각 7.
- 초음파 측정치와 도체 실측치와의 비교분석에서 도출된 다양한 육량 예측 기법을 이용하여 도체육량등급을 예측하 였고, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 등지방 두께와 배최장근 단면적의 도체 실측치와 초음 파 측정치간의 차이는 각각 0.6±1.65mm와 0.7 ±5.56cm2 로 나타났다. 등지방 두께 및 배최장 근 단면적의 초음파 측정치와 도체 실측치간의 상관계수는 각각 0.
- 등지방 보정식을 이용하여 도체육량등급을 예측하는 것이 육량지수 산식을 이용하는 것보다 1%의 예측율을 향상시켰다. 등지방 두께는 육량등급에 가장 큰 영향을 미치는 형질로서 도체육량의 예측율 향상을 위해서는 등지방 두 께 추정의 정확도를 높일 수 있는 방법이 요구 되며, 이를 위해서는 등지방 두께의 초음파 측 정치와 도체 실측치간의 오차에 영향하는 요인 을 명확히 구명하는 것이 필요하다.
- 06으로 나타나, 초음파 측정치 에 있어서 등지방 두께가 가장 높은 상관을 보였다. 따라서 초음파를 이용한 육량예측에 있어서 등지방 두께가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 79 에 비해 높게 나타났다. 또한, 도체율의 적용없이 생체중을 그대로 사용함으로써 그 이용가능성이 높은 것으로 판단된다.
- 도체 실측치와 초음파 측정치간의 상관계수 를 Table 2에 나타내었다. 생체중과 도체중과의 상관은 0.93으로 가장 높은 상관을 보였고 (p<0.001), 이것으로 보아 육량지수 산식을 이용한 도체육량등급 예측시 도체중 대신 생체중에 평균 도체율을 적용하여도 충분할 것으로 판단되었다. 등지방 두께의 초음파 측정치와 도체 실측치간의 상관계수는 0.
- 95 보다 다소 낮은 상관을 나타냈다. 실제 육량등급의 기준으로 사용되는 도체육량지수와 생체중, 초음파 등지방 두께, 초음파 배최장근 단면적간의 상관계수는 각각 -0.25, -0.73, 0.06으로 나타나, 초음파 측정치 에 있어서 등지방 두께가 가장 높은 상관을 보였다. 따라서 초음파를 이용한 육량예측에 있어서 등지방 두께가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
- 4가지 육량등급 예측방법에 의한 도체육량 예측율은 Table 5에 나타낸 바와 같다. 육량지 수 산식, 등지방 보정식, 중회귀 분석 및 의사 결정나무 분석에 의한 도체육량등급에 의한 예 측율은 각각 80.3%, 81.3%, 80.1% 및 81.8%로 나타났다. 그러나 C등급의 예측율은 모든 예측 방법에서 50% 내외의 낮은 예측율을 나타냈으 며, 이는 본 시험축의 C등급 출현 두수가 매우 적은 점과 도체과정에서 일어날 수 있는 오차 요인 등에 기인한 것으로 판단된다.
- 의사결정나무 분석에 의한 도체육량등급 예 측율은 81.8%로 4가지 예측방법 중 가장 높은 예측율을 나타냈으며, 초음파측정 등지방 두께 및 배최장근 단면적만으로도 도체육량 예측이 가능한 것으로 나타났다. 따라서 의사결정나무 분석을 이용한 육량등급의 예측은 우형기가 설 치되어 있지 않은 일반농가에서도 적용이 가능 하기 때문에 그 활용도가 매우 높을 것으로 판단된다.
- 3% 를 차지하였고, 등지방 두께 16mm 이상은 총 6두로 모두 C등급을 나타냈다. 이상의 결과를 이용한 육량등급 예측에서 등지방 두께 5mm 이하는 A등급으로, 9mm부터 15mm까지는 B등 급으로, 16mm 이상은 C등급으로 판정을 하였다. 그리고, 등지방 두께만으로 육량등급 구분 이 확실하지 않은 6mm부터 8mm까지는 육량 지수 산식을 이용하여 예측을 실시하였다.
- 중회귀 분석에 의한 예측율은 육량지수 산식 에 비해 0.2% 정도 낮게 나타났으나, 도체육량 지수와의 상관은 0.82로 육량지수 산식의 0.79 에 비해 높게 나타났다. 또한, 도체율의 적용없이 생체중을 그대로 사용함으로써 그 이용가능성이 높은 것으로 판단된다.
후속연구
- 초음파 측정치와 도체 실측치에서 등지방 두 께는 평균 0.6mm, 배최장근 단면적은 평균 0.7 cm2의 오차를 보였고, 일반 육량지수 공식을 이용할 경우 도체율을 이용해야 하기 때문에 생체중과 초음파 측정치를 이용한 새로운 육량 지수 공식의 개발이 필요하다. 이에 초음파측정 등지방 두께, 초음파측정 배최장근 단면적, 생체중을 독립변수로 하고, 도체육량지수를 목 적변수로 하여 중회귀 분석을 실시하였다.
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