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- 저자 : 김기석 ( Ghiseok Kim ) (검색결과 55 건)
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김기석,이계승,김건희,허환,김동익,장기수,Kim, Ghiseok,Lee, Kye-Sung,Kim, Geon-Hee,Hur, Hwan,Kim, Dong-Ik,Chang, Ki Soo 한국비파괴검사학회 2015 한국비파괴검사학회지 Vol.15 No.1
본 연구에서는 기존의 열영상 측정 장치에 비해 위상잠금기법을 채용한 열영상 측정 장치의 온도분해능이 얼마나 향상될 수 있는지를 평가하기 위해 흑체시스템과 마이크로 레지스터 시편을 이용한 실험을 수행하여 개선된 온도분해능을 확인하였다. 일반적으로 적외선 열영상 측정 장치의 노이즈 수준 또는 온도분해능은 연속적으로 측정된 열영상의 픽셀별 온도의 평균과 각각의 측정값의 편차에 대한 제곱의 평균으로 정의되는 잡음등가온도차(noise equivalent temperature difference, NETD)라는 척도를 이용하여 평가되고 있다. 하지만 위상잠금 열영상 기법을 적용하면 더욱 편리한 방법을 이용할 수 있는데 이는 측정된 열영상 신호의 위상과는 무관한 온도의 진폭에 관한 정보를 이용하는 것이다. 연구결과를 통해 알 수 있듯이, 위상잠금 기법을 적용하게 되면 측정된 신호의 온도분해능 성능을 보여주는 잡음등가온도차가 크게 향상되었으며 이는 위상잠금기법이 내부적으로 수행하는 평균화 작업과 필터링 기능 때문인 것으로 판단되고 있다. In this study, we analyzed and showed the enhanced thermal resolution of a lock-in infrared thermography system by employing a blackbody system and micro-register sample. The noise level or thermal resolution of an infrared camera system is usually expressed by a noise equivalent temperature difference (NETD), which is the mean square of the deviation of the different values measured for one pixel from its mean values obtained in successive measurements. However, for lock-in thermography, a more convenient quantity in the phase-independent temperature modulation amplitude can be acquired. On the basis of results, it was observed that the NETD or thermal resolution of the lock-in thermography system was significantly enhanced, which we consider to have been caused by the averaging and filtering effects of the lock-in technique.
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김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2018 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.23 No.2
농산가공 및 농산물 물성학분야는 농업기계 및 농식품산업에서 중요한 역할을 담당해왔으며 반드시 필요한 산업 및 연구분야이다. 하지만, 농산가공분야는 일반 제조분야와는 달리 대단위 산업규모를 가지고 있지 않으며 곡물을 제외하고는 대부분 소량의 다품종을 대상으로 하고 있는 탓에 일반적으로 고부가 가치의 산업으로 인식되고 있지 않은 것이 현실이다. 하지만, 농산가공 및 농산물 물성학에 관한 연구는 최근 들어 4차산업혁명에 이용되는 다양한 첨단 기술과 타 영역과의 융복합을 통한 변화를 모색 중에 있으며 이로 인한 농식품산업의 발전과 구조적 변화가 꾀해 질 것이라는 전망을 나오게 하고 있다. 전세계적인 글로벌 농산업 및 식품시장은 기존의 IT시장과 자동차시장을 합한 것 보다 큰 거대한 시장으로 미래 유망산업인 것으로 평가받고 있으며 또한, 농산업 및 농식품산업은 인류의 삶을 영위할 수 있는 기본적인 식량과 안전한 먹거리를 공급하는 산업이라는 기초적인 면을 가지고 있으며 아울러 복지, 건강 및 행복한 노후 등과 같은 기능적 역할과 문화적 충족까지 그 영역이 확대되고 있다. 또한, 농식품에 대한 소비자의 니즈가 다양화됨에 따라 식품산업과 첨단기술, 문화, 관광 등 타 영역과 의 융복합이 가속화되고 부가가치가 높아져 미래유망산업으로 떠오르고 있으며 2018년 농식품 산업은 6조 3,000억 달러 규모로 성장할 것으로 예상되고 있다. 본 발표에서는 이러한 농산업 및 식품산업의 성장 가능성을 위한 농산가공분야의 ICT기술 융합연구들에 대해 최근의 연구사례들을 살펴보고자 한다.
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김기석(Ghiseok Kim),이계승(Kye-Sung Lee),김건희(Geon-Hee Kim),허환(Hwan Hur),김동익(Dong-Ik Kim),장기수(Ki Soo Chang) 한국비파괴검사학회 2015 한국비파괴검사학회지 Vol.35 No.1
본 연구에서는 기존의 열영상 측정 장치에 비해 위상잠금기법을 채용한 열영상 측정 장치의 온도분해능이 얼마나 향상될 수 있는지를 평가하기 위해 흑체시스템과 마이크로 레지스터 시편을 이용한 실험을 수행하여 개선된 온도분해능을 확인하였다. 일반적으로 적외선 열영상 측정 장치의 노이즈 수준 또는 온도분해능은 연속적으로 측정된 열영상의 픽셀별 온도의 평균과 각각의 측정값의 편차에 대한 제곱의 평균으로 정의되는 잡음등가온도차(noise equivalent temperature difference, NETD)라는 척도를 이용하여 평가되고 있다. 하지만 위상잠금 열영상 기법을 적용하면 더욱 편리한 방법을 이용할 수 있는데 이는 측정된 열영상 신호의 위상과는 무관한 온도의 진폭에 관한 정보를 이용하는 것이다. 연구결과를 통해 알 수 있듯이, 위상잠금 기법을 적용하게 되면 측정된 신호의 온도분해능 성능을 보여주는 잡음등가온도차가 크게 향상되었으며 이는 위상잠금기법이 내부적으로 수행하는 평균화 작업과 필터링 기능 때문인 것으로 판단되고 있다. In this study, we analyzed and showed the enhanced thermal resolution of a lock-in infrared thermography system by employing a blackbody system and micro-register sample. The noise level or thermal resolution of an infrared camera system is usually expressed by a noise equivalent temperature difference (NETD), which is the mean square of the deviation of the different values measured for one pixel from its mean values obtained in successive measurements. However, for lock-in thermography, a more convenient quantity in the phase-independent temperature modulation amplitude can be acquired. On the basis of results, it was observed that the NETD or thermal resolution of the lock-in thermography system was significantly enhanced, which we consider to have been caused by the averaging and filtering effects of the lock-in technique.
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김기석(Ghiseok Kim),장기수(Ki Soo Chang),이상용(Sang-Yong Lee),김건희(Geon-Hee Kim),김동익(Geon-Hee Kim) 한국비파괴검사학회 2013 한국비파괴검사학회지 Vol.33 No.4
본 논문에서는 저온-진공 흑체시스템의 설계 및 구성과 함께 흑체시스템의 수학 모델을 이용한 열해석 평가 방법과 그 결과를 제시하였으며 적외선 카메라를 이용한 흑체시스템의 평가 방안 및 결과를 명시하였다. 개발된 흑체시스템은 기존의 시스템에 비해 상대적으로 규모가 소형이며 273 K이하의 저온에서 수증기가 응결될 수 있는 현상을 방지하기 위하여 흑체시스템 내부를 진공 (2.67 × 10<SUP>-2</SUP> ㎩) 상태로 유지되도록 제작되었다. 또한 흑체시스템 내부의 열손실로 인한 성능 저하를 막기 위하여 radiator가 설치되는 부위에는 heat sink, heat shield 및 cold shield를 설계하였다. 흑체시스템의 수학 모델에 대한 열 해석을 위해서 변형된 스테판-볼츠만의 정리를 이용하여 radiator의 성능을 검증하였고 실제 흑체시스템에서 방사되는 적외선 신호에 대해서는 적외선 카메라를 이용하여 신호전달함수 및 온도분해능을 측정, 분석하였다. 제안된 설계와 해석 및 실험 결과에 근거하여, 개발된 저온-진공 흑체시스템은 적용온도범위인 268~333 K 구간에서 적외선 측정장치의 캘리브레이션을 위한 기준장치로서 성능이 안정적이고 적용이 적합한 것으로 확인되었다. In this paper, the design concept of a low-temperature vacuum blackbody was described, and thermophysical model of the blackbody was numerically evaluated. Also the working performance of low-temperature vacuum blackbody was evaluated using infrared camera system. The blackbody system was constructed to operate under high-vacuum conditions (2.67 × 10<SUP>-2</SUP> ㎩) to reduce temperature uncertainty, which is caused by vapor condensation at low temperatures usually below 273 K. In addition, both heat sink and heat shield including cold shield were installed around radiator to prevent heat loss from the blackbody. Simplified mathematical model of blackbody radiator was analyzed using modified Stefan-Boltzmann’s rule. The infrared radiant performance of the blackbody was evaluated using infrared camera. Based on the results of measurements, and simulation, temperature stability of the low-temperature vacuum blackbody demonstrated that the blackbody system can serve as a highly stable reference source for the calibration of an infrared optical system.
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Instance segmentation 기반 사과 객체 비대 분석기술 개발
김응찬 ( Eungchan Kim ),박성민 ( Seongmin Park ),김상연 ( Sang-yeon Kim ),이창협 ( Chang-hyup Lee ),김성제 ( Sungjay Kim ),류지원 ( Jiwon Ryu ),김규민 ( Kyumin Kim ),이슬기 ( Seul-ki Lee ),조정건 ( Jung-gun Cho ),김기석 ( Ghiseok 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
사과는 전세계적으로 가장 많이 소비되는 청과류 중 하나로, 맛을 비롯하여 콜레스테롤 수치를 낮춰주고 혈압을 조절해주는 등 다양한 건강적 이점을 갖는 과실이다. 최근 주목받고 있는 스마트팜 분야에서는, 원예작물 과실의 성장 상태에 대한 모니터링과 수확을 위한 영상 인식 기술에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 기술은 농가의 과실 생산량 예측뿐만 아니라 수확의 자동화를 위해서도 필수적이다. 최근 영상 기반의 연구들에서는, 딥러닝 기반의 모델들이 활발히 사용되고 있다. 특히 객체의 영역을 찾아내는 객체 분할 영역 또한 합성곱 신경망이나 트랜스포머 등의 딥러닝 알고리즘이 기존 방식들 대비 높은 성능을 보인다. 본 연구에서는 사과(홍로) 과실의 객체 분할 모델을 개발하기 위하여 노지 사과밭에서 RGB-D 영상을 촬영하여 데이터를 수집하였다. 획득한 데이터는 객체 영역이 폴리곤 형태로 라벨링 되었으며, 학습 및 평가를 거쳐 여러 객체 분할 모델들의 성능이 비교 평가되었다. 또한, 객체분할 모델 결과로 획득한 mask 정보 및 영상 촬영 시 획득한 depth 정보를 활용하여, 검출된 사과의 직경(횡경 및 종경), 면적, 부피 및 과중에 대한 값을 추산하였으며 실제 값들과 비교하여 알고리즘에 대한 오차를 분석하였다.
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GAN을 이용한 참외 차폐영역복원모델 학습용 데이터셋 생성
김성제 ( Sungjay Kim ),누르히스나 ( Nandita Irsaulul Nurhisna ),류지원 ( Jiwon Ryu ),김규민 ( Kyumin Kim ),김상연 ( Sang-yeon Kim ),김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
참외와 관련하여 관행적 포복재배 형태를 수직재배 방식으로 개선하고 자동화 기술을 도입하는 연구가 국내에서 활발히 진행 중이다. 특히 수확 자동화에 필요한 수확로봇에 대한 연구도 주목을 받고 있지만 참외는 다른 덩굴식물들과 마찬가지로 잎에 의해 과실이 차폐되는 경우가 많아 과실 인식, 크기 및 숙도 인식에 어려움을 겪는다. 딥러닝을 이용한 차폐영역 복원 모델을 학습하기 위해서는 잎에 의해 차폐된 과실 영역에 대한 정보가 존재하여야 하기 때문에 이미 잎에 차폐된 과실 이미지는 학습 데이터로 부적합하다. 따라서 본 연구에서는 생성형 딥러닝 모델인 GAN을 이용하여 과실의 전체 형상이 드러난 이미지 상에 잎 차폐를 생성하는 방법을 이용한여 차폐영역 복원 모델 학습용 데이터셋을 구성하고자 하였다. GAN 모델 학습을 위해 잎에 차폐되지 않은 과실 이미지와 차폐된 과실 이미지 데이터를 수집하였다. GAN 중에서도 이미지-이미지 변환 모델 중 널리 사용되는 CycleGAN 모델을 사용하였으며, 과실 상에 잎이 생성될 수 있도록 생성되는 영역을 제한하는 attention-guided 기법을 적용하여 실제 잎에 차폐된 과실 이미지와 유사한 데이터셋을 생성하였다.
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RGBD 센서와 딥러닝을 응용한 과실의 비대 예측 및 적정 수확기 판단기술 개발
김응찬 ( Eungchan Kim ),이창협 ( Chang-hyup Lee ),노승우 ( Seungwoo Roh ),류지원 ( Jiwon Ryu ),김대영 ( Daeyoung Kim ),김기석 ( Ghiseok Kim ) 한국농업기계학회 2021 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2
4차 산업 혁명에 따른 기술의 발전이 농업 분야에도 물결이 조용하고 빠르게 번지고 있다. 이러한 스마트팜에 적용되는 여러 가지 기술 중 특정 작물 및 과실에 대한 영상 기반 객체 인식 및 검출 기술은 과실의 생육 측정을 위한 모니터링의 자동화 및 로봇 기반 수확을 위하여 필수적이다. 특히 최근에는 합성곱신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 기반의 딥러닝 모델을 활용하여 영상의 객체 검출 분야에서 높은 성능을 보이며, 스마트팜에 요구되는 영상인식 기술에서 다양하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 사과(홍로)를 대상 과실로 지정하였으며, RGB-D 센서를 통해 현지 농가에서 획득한 사과의 RGB 영상과 Depth 영상을 이용하였다. 영상 내 과실의 검출에 이용되는 합성곱신경망 기반의 네트워크인 EfficientDet D2를 주로 적용하여 영상 내 사과의 개수와 위치, 특히 검출 상자의 위치를 정확하게 찾는 것을 우선시하였다. 또한, 과실의 생육 경과를 확인하기 위해서 검출된 사과의 픽셀 좌표와 깊이 센서를 통해 얻은 3차원 깊이 정보를 병합하여 과실의 비대를 예측하고 실제 과실의 크기와 비교 측정하여 검증하는 과정을 진행하였다.
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