근적외선 비파괴 측정 시스템의 당도 추정 모델 성능평가 및 GUI 설계 :A GUI design of near-infrared nondestructive measurement system and performance evaluation of the sugar contents estimation model

유승환

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자료유형: 학위논문

저자정보: 유승환 (청주대학교, 청주대학교 대학원)

지도교수: 김학윤

발행연도: 2015

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이용수16

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2015

근적외선 비파괴 측정 시스템의 당도 추정 모델 성능평가 및 GUI 설계

유승환 전자공학과 2015.01 학위논문

2014

근적외선을 이용한 비파괴 당도 측정 시스템의 GUI 설계

유승환 , 소민혁 , 한철수 외 1명 Proceedings of KIIT Conference 2014.05 학술대회자료

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비파괴 측정 시스템은 측정하고자 하는 과일에 근적외선을 투과시켜 얻어진 스펙트럼 데이터를 통계 처리기법을 이용하여 당도를 추정하는 것을 말한다.
현재 시판되고 있는 비파괴 측정 시스템에서는 과일 당도 추정 알고리즘으로 부분 최소제곱회귀 모델을 가장 많이 사용하고 있으나, 통계 처리에서 성능이 우수하다고 알려진 모델들을 과일에 직접 적용한 방법에 대한 당도 추정의 성능평가는 수행되어 있지 않다. 더욱이 시판되고 있는 측정 시스템의 GUI는 기술자가 사용하기 적합하도록 설계되어 있어, 사용자인 농민이 다루기에는 어려운 점이 많았다.
따라서 본 연구에서는 추정 성능이 우수하다고 알려진 모델들 중, 대표적인 세 가지 모델, 다중회귀 모델, 부분 최소제곱회귀 모델, 능형회귀 모델에 관한 성능평가를 직접 과일에 적용시켜 결정계수, 바이어스, 추정 표준오차를 이용하여 어느 모델이 과일의 당도 추정에 적합한 것인지를 검증하고, 측정 시스템의 GUI를 실제 사용자가 사용하기 편리하도록 설계하고자 한다.
실험 결과, 당도 추정 성능평가에 있어서는 세 가지 모델 중, 부분 최소제곱회귀 모델이 결정계수, 바이어스, 추정 평균오차의 모든 면에서 가장 우수한 결과를 얻었다. 또한, GUI는 C++과 MFC를 이용하여 농민이 사용하기 편하도록 사용 목적에 맞게 기술자용 GUI, 운영자용 GUI, 분광기 제어 PC용 GUI로 분할 설계하였다.

제1장 서 론 1
제2장 근적외선을 이용한 비파괴 측정 시스템 및 추정 모델 4
제1절 측정 시스템의 동작 원리 4
1. 시스템의 개요 4
가. 근적외선 분광분석법 4
나. 비파괴 방법을 이용한 측정 시스템 6
2. 시스템의 동작 원리 7
제2절 추정 모델의 이론적 고찰 10
1. 다중회귀 모델과 다중공선성 10
가. 다중회귀 모델 10
나. 다중공선성 11
2. 부분 최소제곱회귀 모델 12
3. 능형회귀 모델 12
제3장 당도 추정 모델의 성능평가 14
제1절 실험조건 및 방법 14
1. 실험조건 14
2. 실험방법 16
제2절 실험결과 및 고찰 17
제4장 사용자 편의 GUI 설계 22
제1절 외부 제어 PC의 GUI 22
1. 기술자용 GUI의 설계 23
가. 기술자용 GUI 23
나. 설계된 기술자용 GUI 24
2. 운영자용 GUI의 설계 27
가. 운영자용 GUI 27
나. 설계된 운영자용 GUI 28
제2절 분광기 제어 PC의 GUI 32
1. 분광기 제어 PC의 GUI 설계 32
2. 설계된 분광기 제어 PC의 GUI 33
제5장 결 론 35
참 고 문 헌 37
ABSTRACT 39
감사의 글 41

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