목재 이용의 측면에서 중요한 인자 중 하나인 수축률에 관한 다양한 연구가 수행되고 있다. 버니어캘리퍼스를 이용하여 치수를 측정할 때, 목재 시편에 작용하는 외력에 의해 왜곡된 치수가 측정될 수 있고, 시편의 양이 많으면 치수측정에 많은 시간이 소요된다. 스캐너를 이용하여 획득한 이미지로 치수를 측정하고, 수축률을 계산하면 외력이 작용하지 않아 치수 측정의 오류를 줄일 수 있고, 한 번의 스캔으로 여러 시편의 이미지를 획득하여 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. 스캔 이미지 상에서 목재 시편과 배경 사이의 경계면을 뚜렷하게 구분할 수 있도록 threshold 방법을 적용하여 치수 측정을 용이하게 하였다. 이미지를 이용하여 측정된 목재 시편의 치수는 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정한 값보다 다소 크게 측정되었으며, 버니어 캘리퍼스보다 높은 정밀도로 수축률을 계산하기 위한 스캔 이미지의 최대 픽셀 길이는 0.053 mm/pixel인 것을 확인하였다.
목재 이용의 측면에서 중요한 인자 중 하나인 수축률에 관한 다양한 연구가 수행되고 있다. 버니어 캘리퍼스를 이용하여 치수를 측정할 때, 목재 시편에 작용하는 외력에 의해 왜곡된 치수가 측정될 수 있고, 시편의 양이 많으면 치수측정에 많은 시간이 소요된다. 스캐너를 이용하여 획득한 이미지로 치수를 측정하고, 수축률을 계산하면 외력이 작용하지 않아 치수 측정의 오류를 줄일 수 있고, 한 번의 스캔으로 여러 시편의 이미지를 획득하여 시간을 단축시킬 수 있다는 장점이 있다. 스캔 이미지 상에서 목재 시편과 배경 사이의 경계면을 뚜렷하게 구분할 수 있도록 threshold 방법을 적용하여 치수 측정을 용이하게 하였다. 이미지를 이용하여 측정된 목재 시편의 치수는 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정한 값보다 다소 크게 측정되었으며, 버니어 캘리퍼스보다 높은 정밀도로 수축률을 계산하기 위한 스캔 이미지의 최대 픽셀 길이는 0.053 mm/pixel인 것을 확인하였다.
Wood shrinkage, an important study subject with regard to the use of wood, has long been studied by researchers. However, when the size of a wood specimen is measured, distortion must be taken into account, which can be accomplished by applying external force on the wood specimen. However, when meas...
Wood shrinkage, an important study subject with regard to the use of wood, has long been studied by researchers. However, when the size of a wood specimen is measured, distortion must be taken into account, which can be accomplished by applying external force on the wood specimen. However, when measuring a large number of specimens, this technique can be a lengthy process. If the size is measured and the shrinkage is calculated from images acquired with a flatbed scanner, it is possible to reduce the error in the measurement and to shorten the measurement time because the images of many specimens can be acquired with one scan. To clearly establish the boundary between a wood specimen and the background in a scan, an image threshold method was applied here. The size of a wood specimen measured by means of a scanner image was found to be longer than the value determined with a vernier caliper. The maximum pixel size of a scan image for highly accurate shrinkage calculations compared with the use of a vernier caliper was 0.053 mm/pixel.
Wood shrinkage, an important study subject with regard to the use of wood, has long been studied by researchers. However, when the size of a wood specimen is measured, distortion must be taken into account, which can be accomplished by applying external force on the wood specimen. However, when measuring a large number of specimens, this technique can be a lengthy process. If the size is measured and the shrinkage is calculated from images acquired with a flatbed scanner, it is possible to reduce the error in the measurement and to shorten the measurement time because the images of many specimens can be acquired with one scan. To clearly establish the boundary between a wood specimen and the background in a scan, an image threshold method was applied here. The size of a wood specimen measured by means of a scanner image was found to be longer than the value determined with a vernier caliper. The maximum pixel size of a scan image for highly accurate shrinkage calculations compared with the use of a vernier caliper was 0.053 mm/pixel.
즉, 세포 수준의 미시적인 이미지를 분석하기 위해서는 현미경의 종류나 상이 맺히는 초점 등을 고려해야 할 것이고, 건축 구조물이나 건조 중인 실대재 등의 거시적인 이미지를 분석하기 위해서는 일반적으로 2개의 CCD 카메라와 시편에 조사되는 빛의 방향과 양이 조절되어야 한다. 본 연구에서는 한국산업규격의 목재 수축률 측정 방법에 따라 목재 수축률을 측정하기 위하여 스캐너를 이용하여 이미지를 얻고, 그 이미지를 통해 시편의 치수를 측정하여 수축률을 계산하는 방법에 대해 연구하고자 한다. 스캐너는 빛의 방향과 양이 항상 일정하게 유지할 수 있고, 한 번의 스캔으로 여러 시편의 이미지를 얻을 수 있으며, 이미지를 얻는 방법도 매우 간단하다는 장점이 있어 한국산업규격의 방법으로 수축률을 측정하는 데 적절한 방법인 것으로 생각된다.
제안 방법
스캐너는 빛의 방향과 양이 항상 일정하게 유지할 수 있고, 한 번의 스캔으로 여러 시편의 이미지를 얻을 수 있으며, 이미지를 얻는 방법도 매우 간단하다는 장점이 있어 한국산업규격의 방법으로 수축률을 측정하는 데 적절한 방법인 것으로 생각된다. 또한 스캐너의 크기와 이미지 측정 환경 등을 고려하여 스캔 이미지로 측정한 목재의 치수 및 수축률 결과를 기존의 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정한 목재 치수와 수축률 결과와 비교하여 보다 정밀하게 목재 치수와 수축률을 측정할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
대상 데이터
경상북도 울진군 소광리 일대의 금강송 군락지에서 벌목한 소나무(Pinus densiflora)에서 직경 393.4 mm, 두께 59.4 mm 크기의 디스크를 채취하여 수축률 측정 시편을 제작하였다.
이론/모형
시편은 한국 산업 규격의 “목재의 수축률 시험 방법(KS F 2203)”에 따라 Fig. 1과 같이 시편의 횡단면에 방사방향과 접선방향이 시편의 모서리와 평행하도록 한 변의 길이가 20 mm인 정육면체 모양으로 20개 제작하였다. 제작된 시편의 횡단면에 방사방향과 접선방향으로 측정 기준선을 그어 동일한 위치에서 치수가 측정될 수 있도록 하였다.
성능/효과
목재 시편의 이미지를 정밀하게 얻기 위하여 시편은 스캐너의 평판 위 가운데에 시편이 서로 겹치지 않게 두 줄로 위치시키고, 경계면을 뚜렷하게 하기 위하여 스캐너의 뚜껑은 덮지 않은 상태에서 스캔한 이미지를 이용하여 목재의 치수 및 수축률을 측정하는 방법을 정립하였다. 스캔 이미지를 이용하여 측정한 목재의 치수와 수축률의 정확도 및 정밀도는 픽셀 길이에 영향을 받고, 이는 해상도로 조절할 수 있다.
목재 시편의 이미지를 정밀하게 얻기 위하여 시편은 스캐너의 평판 위 가운데에 시편이 서로 겹치지 않게 두 줄로 위치시키고, 경계면을 뚜렷하게 하기 위하여 스캐너의 뚜껑은 덮지 않은 상태에서 스캔한 이미지를 이용하여 목재의 치수 및 수축률을 측정하는 방법을 정립하였다. 스캔 이미지를 이용하여 측정한 목재의 치수와 수축률의 정확도 및 정밀도는 픽셀 길이에 영향을 받고, 이는 해상도로 조절할 수 있다. 정확도 및 정밀도를 높이면서 스캔 이미지 파일의 용량을 최소화할 수 있는 적절한 조건을 찾기 위하여 세 가지 조건의 픽셀 길이에서 목재의 치수를 측정하고 수축률을 계산한 결과 픽셀 길이가 작을수록 측정의 정밀도는 증가함을 확인하였다. 또한,0.
후속연구
많은 양의 누적 데이터를 필요로하는 수축률 시험을 스캔 이미지를 이용하여 진행하면 치수 측정 시간을 줄일 수 있을 것으로 생각된다. 특히, 치수 측정을 컴퓨터 프로그램을 이용하여 자동화시킨다면 훨씬 더 빠르게 목재의 치수를 측정할 수 있을 것으로 기대된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
이미지를 이용하여 치수를 측정하는 방법에서는 무엇을 고려해야 하는가?
이미지를 이용하여 치수를 측정하는 방법은 측정하고자 하는 대상의 크기와 성격에 따라 고려해야 할 점이 매우 다양하다. 즉, 세포 수준의 미시적인 이미지를 분석하기 위해서는 현미경의 종류나 상이 맺히는 초점 등을 고려해야 할 것이고, 건축 구조물이나 건조 중인 실대재 등의 거시적인 이미지를 분석하기 위해서는 일반적으로 2개의 CCD 카메라와 시편에 조사되는 빛의 방향과 양이 조절되어야 한다. 본 연구에서는 한국산업규격의 목재 수축률 측정 방법에 따라 목재 수축률을 측정하기 위하여 스캐너를 이용하여 이미지를 얻고, 그 이미지를 통해 시편의 치수를 측정하여 수축률을 계산하는 방법에 대해 연구하고자 한다.
목재의 장점은?
오늘날 전 세계적으로 환경문제가 중요한 문제로 대두되면서 친환경재료로서 목재의 이용이 크게 부각되고 있다. 목재는 다른 재료에서는 기대할 수 없는 촉감과 시각에서 따스한 느낌을 주는 등 사람의 감성과 부합되는 재료라는 미관상의 장점뿐만 아니라 가벼우면서도 강도와 강성이 크고, 열과 전기에 대해 절연성이 크며, 열전도성이 낮다는 등의 다양한 장점을 갖고 있다. 하지만 목재는 주위 공기의 상대습도가 증가하면 흡습하여 팽창하고, 상대습도가 낮아지면 방습하여 수축하는 단점이 있다.
스캐너를 통해 이미지를 얻는 방법의 장점은?
본 연구에서는 한국산업규격의 목재 수축률 측정 방법에 따라 목재 수축률을 측정하기 위하여 스캐너를 이용하여 이미지를 얻고, 그 이미지를 통해 시편의 치수를 측정하여 수축률을 계산하는 방법에 대해 연구하고자 한다. 스캐너는 빛의 방향과 양이 항상 일정하게 유지할 수 있고, 한 번의 스캔으로 여러 시편의 이미지를 얻을 수 있으며, 이미지를 얻는 방법도 매우 간단하다는 장점이 있어 한국산업규격의 방법으로 수축률을 측정하는 데 적절한 방법인 것으로 생각된다. 또한 스캐너의 크기와 이미지 측정 환경 등을 고려하여 스캔 이미지로 측정한 목재의 치수 및 수축률 결과를 기존의 버니어 캘리퍼스를 이용하여 측정한 목재 치수와 수축률 결과와 비교하여 보다 정밀하게 목재 치수와 수축률을 측정할 수 있는 방법을 제안하고자 한다.
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