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Back-Projection을 활용한 홍삼 내부 측정 시스템
A Red Ginseng Internal Measurement System Using Back-Projection 원문보기

정보처리학회논문지. KIPS transactions on software and data engineering. 소프트웨어 및 데이터 공학, v.7 no.10, 2018년, pp.377 - 382  

박재영 (선문대학교 정보통신공학부) ,  이상준 (선문대학교 스마트자동차공학부)

초록
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본 연구는 홍삼 등급 판정을 위한 내부 상태 및 조직의 치밀도 분석 방법에 관한 것이다. 홍삼 내부 측정을 위해 1990년대 이후부터는 자기공명영상법(MRI), X-ray 판별 등의 비파괴 검사 방법에 대한 연구가 다양하게 이루어졌지만, 등급 판정에 가장 중요한 내공(內空), 내백(內白)을 파악하는데 어려움이 있어 정확한 내부 판정이 불가능하였다. 그리하여 본 연구에서는 적외선 조명 환경의 폐쇄형 영상 취득 장치를 제작하고 내공, 내백의 유무와 직경을 파악할 수 있는 내부 측정 시스템을 개발하였다. 제작한 장치는 홍삼 내부 투과율이 높은 950nm 파장대역의 적외선 조명, 적외선 대역 촬영이 가능한 카메라, 카메라에 홍삼의 초점을 자동제어 할 수 있는 Y축 제어 액추에이터 그리고 홍삼을 $1^{\circ}$의 간격으로 $360^{\circ}$ 회전하며 영상을 취득할 수 있는 회전 액추에이터로 구성이 되어있다. 제안하는 알고리즘은 Y축 액추에이터에서 Auto-Focus 알고리즘을 수행하여 홍삼의 크기와 두께 변화에 따라 객체의 선명한 초점을 자동으로 맞춰준다. 그다음 홍삼을 $1^{\circ}$ 간격으로 $360^{\circ}$ 회전하며 총 360장의 홍삼 영상을 취득하면 라돈 변환(Radon transform)을 통해 사이노그램(Sinogram)으로 재구성하고, 역 라돈 변환(Inverse Radon transform)을 통해 단층영상복원(Back-projection) 알고리즘이 수행되어 홍삼 내부 영상을 획득하였다. 알고리즘 수행 결과 홍삼 두께나 모양에 관계없이 내부 단면영상 획득이 가능하였고 영상을 통해 내공, 내백의 유무와 직경을 파악할 수 있었다. 추후 10,000개 이상의 다양한 모양과 크기를 가지는 홍삼에 대하여 내부 영상을 취득하여 등급 판별 기준을 적용한다면 신뢰성 있는 홍삼 등급 자동화 측정 방법으로 사용가능 할 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study deals with internal state and tissue density analysis methods for red ginseng grade determination. For internal measurement of red ginseng, there have been various studies on nondestructive testing methods since the 1990s, It was difficult to grasp the most important inner hole and inside...

주제어

표/그림 (13)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 홍삼 내부(내공, 내백) 측정 방법에 대해 연구를 진행하였다. CT 촬영 기술 원리인 Sinogram과 Back-Projection 알고리즘을 수행하였고, 그 결과 내부 단층 이미지를 획득하고 획득한 내부 단층 이미지에서 내공, 내백, 정상 유무를 판별하고 직경을 파악할 수 있었다.
  • 본 연구의 목적은 홍삼 등급 분류 시 작업 환경개선 및 분석 정확도 향상을 위해 홍삼 투과율은 높지만 무해하고 사람 눈에 보이지 않는 조명 파장대역을 조사한 후, 이에 따른 영상 분석 알고리즘과 비파괴 객체 내부 분석 시스템을 연구하는 것이다.
  • 이에 따라 본 연구에서는 의료 영상 기술 중 X-ray촬영기법을 응용하여 내공과 내백을 파악할 수 있는 내부 분석 방법을 제시한다. 제시하는 방법은 암실 속 적외선 조명 환경에서 홍삼영상을 취득하고 라돈 변환(Radon Transform)하여 사이노그램(Sinogram)으로 재구성한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
홍삼은 무엇인가? 홍삼은 수삼을 증기나 그 밖의 방법으로 쪄서 익혀 말린 것으로 농림수산식품 부령으로 정하는 색상을 띠는 것을 일컫는다[1]. 홍삼은 크기, 다리길이 등 외부 형태와 내부 상태 및 내부조직의 치밀도에 따라 천, 지, 양 3등급으로 분류한다.
홍삼은 어떻게 분류되는가? 홍삼은 수삼을 증기나 그 밖의 방법으로 쪄서 익혀 말린 것으로 농림수산식품 부령으로 정하는 색상을 띠는 것을 일컫는다[1]. 홍삼은 크기, 다리길이 등 외부 형태와 내부 상태 및 내부조직의 치밀도에 따라 천, 지, 양 3등급으로 분류한다. 분류된 홍삼은 등급에 따라 가격차이가 크기 때문에 저급홍삼에 고급홍삼이 혼입되면 경제적 손실이 발생하고, 고급 홍삼에 하위 등급이나 등급 외의 홍삼이 혼입되면 소비자 클레임이 증가한다.
최고등급인 1등급 홍삼을 일컫는 말은? 이에 따라 홍삼은 판매되기 전에 정확한 등급분류가 이루어져야한다. 최고등급인 1등급 천삼은 전체 1~2%로 생산량이 매우 적고 값어치가 비싸게 평가받는다. 그에 따라 홍삼 등급을 판별하는 기준 또한 매우 까다로워 외부형태와 흠집 유무, 다리 개수와 길이, 내부 조직의 치밀도, 내공과 내백의 유무와 직경까지 파악하여야 한다[2].
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참고문헌 (8)

  1. Gi-Hyung Ryu, "Present Status of Red Ginseng Products and Its Manufacturing Process," The Korean Society of Food Scienceand Nurition, Vol.8, No.2, pp.38-42, 2003. 

  2. Chul-Soo Kim, "Quantification of Sensory Color Quality of Red Ginseng," Chonbuk National University, Vol.42, pp.173-178, 1996. 

  3. J. G. Lim and S. M. Kim, "Analysis of Magnetic Resonance Characteristics and Images of Korean Red Ginseng," Journal of the Korean Society for Agricultural Machinery, Vol.28, No.3, pp.253-260, 2003. 

  4. Gi Chul Jang and R. Ruan, "Determination of Bulk Density and Internal Structure of Red Ginseng Root Using NMR," Journal of Ginseng Research, Vol.22, No.2, pp.96-101, 1998. 

  5. Chun-Suk Kim, In Chan Jung and Se Bong Kim, "Distinction of Internal Tissue of Red Ginseng Using Magnetic Resonance Image," Journal of Ginseng Research, Vol.32, No.4, pp.332-336, 2008. 

  6. J. R. Son, K. H. Choi, K. J. Lee, D. S. Choi, and G. Y. Kim, "X-ray Image Processing for the Korea Red Ginseng Inner Hole Detection (I) - Preprocessing technique for inner hole detection," Journal of the Korean Society for Agricultural Machinery, Vol.27, No.4, pp.341-348, 2002. 

  7. Jae-Min Kim and Ki-Seung Lee, "A Method for Sinogram Interpolation for Reducing X-ray Dose," The Journal of Korea Information and Communications Society, Vol.37C, No.7, pp.601-609, 2012. 

  8. Kwonsu, Chon, "Noise Properties for Filtered Back Projection in CT Reconstruction," Journal of the Korean Society of Radiology, Vol.8, No.6, pp.357-364, 2014. 

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