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홍삼 내부 분석을 위한 적외선 영상 측정기기 개발
Development of Infrared Imaging Measurement Device for Internal Red Ginseng Analysis. 원문보기

한국정보처리학회 2017년도 춘계학술발표대회, 2017 Apr. 27, 2017년, pp.573 - 576  

박재영 (선문대학교 기계ICT융합공학부) ,  김태훈 (선문대학교 기계ICT융합공학부) ,  정석훈 (선문대학교 기계ICT융합공학부) ,  김동근 (선문대학교 기계ICT융합공학부) ,  조세형 (선문대학교 기계ICT융합공학부) ,  한창호 (선문대학교 기계ICT융합공학부) ,  이상준 (선문대학교 스마트자동차공학부) ,  이지연 (선문대학교 스마트자동차공학부) ,  고국원 (선문대학교 스마트자동차공학부)

초록
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본 연구는 홍삼 등급판정 과정에서 내부 조직 치밀도 분석을 위해 의료 영상 분석 방법을 이용하여 적외선 영상 측정기기를 개발하였다. 기존 홍삼 내부분석방법은 수동으로 암실환경에서 강한 조명을 홍삼에 투과하여 사람 눈으로 직접 판별하는 과정을 거친다. 이러한 기존 검사 과정은 작업 비효율성과 불균일한 검사기준으로 제품 품질 신뢰도 저하의 단점을 가져온다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구는 적외선 조명환경에서 자동 측정이 가능한 홍삼 내부 측정기기를 개발하였다. 개발된 장치는 홍삼의 빛 투과 특성을 응용한 920nm 파장대역의 적외선 조명기구, 조명 제어회로, 적외선 대역 촬영이 가능한 영상 측정 카메라 장치, $0.9^{\circ}$의 간격으로 $360^{\circ}$ 홍삼 영상취득이 가능한 회전 엑츄에이터로 구성이 된다. 본 연구에서 제안 하는 홍삼 단층 영상분석 방법은, 홍삼을 $0.9^{\circ}$ 간격으로 회전시키어 $360^{\circ}$ 홍삼 내부영상을 취득하여 라돈 변환(Radon transform)을 통해 사이노그램(Sinogram)으로 재구성 하였으며, 역 라돈 변환(Inverse Radon transform)을 통해 단층 영상복원(Back-projection)알고리즘을 구현하였다. 이 결과 홍삼을 절단하지 않고 홍삼 내부 단면영상 획득이 가능하였으며 내공(內空), 내백(內白)의 유무를 판단하고 직경을 파악할 수 있었다. 이를 토대로 등급 판별 공식을 산출하면 신뢰성 있는 홍삼 등급 자동화 측정기기를 개발할 수 있을 것으로 기대된다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 본 연구에서는 홍상등급 판정기준 중 사람이 수작업으로 진행하기 힘든 홍삼 내부(내공, 내백) 직경 정보를 영상 분석으로 측정하기 위해 내부 촬영에 최적화된 적외선 빛의 파장대역을 설정하였다. 설정된 파장대역(950nm)으로 이미지 촬영 후, 단층 영상 복원 알고리즘을 적용하여 내부 직경을 파악하여 그래프로 산출하였으며 내공, 내백의 직경을 측정할 수 있었다.
  • 본 연구의 목적은 홍삼 내부(내공, 내백) 분석 작업 환경을 개선시키고자, 홍삼 투과율은 높지만 무해하고 사람 눈에 보이지 않는 조명 파장대역을 조사한 후, 이에 따른 영상 분석 시스템과 객체 내부 분석 및 측정 시스템을 연구하고자 한다.
  • 이 원리를 이용하여 홍삼을 절단하지 않고 0.9°간격으로 360°까지 회전시키며 400장의 X선 이미지를 촬영하여 XY 좌표에 홍삼 내부 이미지를 생성한 후 복원하여 내공, 내백의 직경을 측정하는 것이 실험 목표이다.
  • 홍삼 내부를 관찰하기 위해 홍삼 투과율이 높은 적외선 빛의 파장대역을 확인하는 실험을 진행하였다. 그림 1의 암실 환경 이미지 측정 장치 내부에서 LED 조명 제어 보드는 일정한 빛의 세기로 고정하였고, 4가지의 빛의 파장대역(620, 713, 820, 950nm)에서 홍삼 투과량 변화를 측정하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
홍삼 내부 품질의 판정 기준은 무엇인가? 홍삼 내부 품질의 판정 기준은 내부에 존재하는 색택과 내공, 내백의 유무이다. 내공(內空)은 홍삼 내부가 비어 구멍이 형성되어 있는 것을 말하며 내백(內白)은 홍삼 제조 과정에서 중심부 조직이 갈변되지 않고 백색으로 남아있는 것을 일컫는다.
내공이란 무엇인가? 홍삼 내부 품질의 판정 기준은 내부에 존재하는 색택과 내공, 내백의 유무이다. 내공(內空)은 홍삼 내부가 비어 구멍이 형성되어 있는 것을 말하며 내백(內白)은 홍삼 제조 과정에서 중심부 조직이 갈변되지 않고 백색으로 남아있는 것을 일컫는다. 수삼에서 홍삼을 만드는 과정 중 수증기로 수삼을 찌는 증삼 공정에서 동체균열, 내공, 내백 등이 발생하는데 이는 홍삼의 품질을 저하시키는 원인이 된다.
홍삼 내부를 분석하기 위해서 육안검사를 하는데, 이에 대한 문제점은 무엇인가? 특히, 균열한 정도와 흠집 유무, 내부 조직의 치밀성까지 파악하여야 하기 때문에 지금까지 홍삼 내부를 분석하기 위해서 종래 내부조직의 치밀도를 홍삼을 절단한 후, 사람 눈으로 강한 불빛을 투과하여 캄캄한 암실에서 분류 작업을 진행하였다. 이러한 육안검사는 검사자에 따라 기준이 통일되기 어렵고, 오차를 일으킬 가능성이 있으며 생산량의 한계, 작업환경의 열악함, 작업자의 피로도, 분류 작업의 비용 상승 등 생산 효율의 저하 요인으로 판단되고 있다.[1]
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