농산물의 외형적 특징 중 형상은 생산, 보관, 마케팅 및 소비자 구매 패턴까지 상업적 연결고리로 활용되어 왔다. 산업의 발달과 고성능 카메라의 개발로 카메라 비전을 이용한 농산물의 외부 품질을 평가하는 범위가 넓어지고 있다. 신맛과 단맛이 적당히 조화되어 있으며 비타민 C가 풍부한 딸기는 소비자들에게 인기가 많은 과일로 우리나라의 수출은 44 백만 달러, 세계점유율 1.4%로 신선딸기가 97.7%을 차지한다. 상품성이 낮은 비정상적인 딸기를 선별하기 위하여 자동화된 선별 시스템이 요구되고 있다. 본 연구에서는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 사용하여 우리나라의 대표적인 수출 품종인 매향과 설향의 표준 형상과 비정상적인 형상의 기형 딸기를 객관적으로 판별하여 선별 할 수 있는 시스템을 구축하였다. 비정상적인 형상의 기형과는 정상적인 딸기 형상과 다른 모양으로 수정불량에 의한 것이 대부분이며 크게 쐐기형(투탑, 쓰리탑형), 원통형(사각형), 비대칭으로 구분하였다. CCD 카메라로 딸기의 상하 2면 영상을 촬영하여 매향과 설향의 표준 형상과 비정상적인 형상인 기형 딸기 영상을 얻었다. 영상처리를 활용하여 녹색으로 이루어진 꼭지 부분을 제거한 딸기 과육 형상을 획득하였다. 획득한 영상에서 딸기의 윤곽선을 추출하고 미분함수를 적용하여 기울기의 변화로 비정상적인 형상의 기형과 특징을 알 수 있었다. CCD 영상처리 분석을 이용하여 대표적인 수출 딸기 품종인 매향과 설향의 형상을 분류, 선별하여 객관적이고 표준화된 딸기 선별 가능성이 있음을 보여준다.

세계적으로 소비가 많은 과일 중 하나인 딸기는 안토시아닌, 비타민 및 β-카로틴이 매우 풍부하다고 연구되었다. 현재 국산 딸기는 미국산과 일본산의 딸기에 비해 우수한 당도와 가격경쟁력을 가지고 있어 수출시장이 넓어지고 있다. 수출하는 딸기의 품종은 주로 매향과 설향이며 그 중에서도 상대적으로 경도가 우수한 매향의 비중이 더 크다. 딸기의 상업적 가치를 결정하는 요인에는 모양, 크기, 색상 등이 존재한다. 본 연구는 영상처리기술을 이용하여 딸기 영상으로 중량을 예측하기 위하여 수행되었다. 딸기 RGB 영상은 CCD 칼라 카메라를 이용하여 획득하였고, 획득한 딸기 영상을 분석하기 위하여 매트랩 프로그램이 사용되었다. 배경이 제거된 딸기 영상에서 측정한 픽셀 수와 실측된 딸기의 중량과의 상관관계를 분석하기 위해서 R-프로그램을 사용하였다. 정규성, 독립성, 선형성 및 등분산성을 검증을 통해서 회귀모형의 적절성을 확인하였고, 이를 활용하여 선형 회귀 모델을 개발하였다. 딸기 영상을 이용한 중량 예측모델의 결정계수(R2)가 0.8966으로 딸기 영상의 픽셀 수가 딸기 중량과 높은 상관관계를 보였다. 따라서 딸기의 2차원 영상과 영상처리기술로 딸기의 중량 예측이 가능함을 확인하였다.

국내뿐만 아니라 국외에서도 소고기 품질 종합 판정의 과정은 숙련된 인력에 의해 수행되고 있다. 숙련된 전문가라도 주관적인 견해가 포함 될 가능성이 존재하는 현행의 과정을 개선하고, 판정에 필요한 인자(근내지방도, 지방색, 육색 등)를 보다 객관적으로 획득하기 위해 다양한 센서 및 분석법을 활용하는 시도가 전세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 하지만, 선행 연구들의 최종 목표인 현장 실용화 단계로의 적용은 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 Computer vision 장치로 촬영한 영상을 소고기 품질 판정 과정의 시각 대체 자료로 활용하고, 다양한 영상처리 기법을 이용하여 소고기 품질 판정에 필요한 주요 인자의 추출 가능성을 확인하고자 하였다. 이 과정에서 소고기 품질 판정에 필요한 주요 인자 중 근내지방도를 본 연구의 대상으로 선정하였으며, 근내지방을 효과적으로 추출하는 영상처리 알고리즘을 도입하고, 본 연구에 적합한 알고리즘을 판단하고자 하였다. 소고기 품질 판정에 사용되는 등심 부위의 RGB 영상을 촬영하였다. 촬영된 영상의 기하학적 왜곡과 색상 왜곡을 보정하여, 영상 획득 과정에서 발생하는 기계적 오차를 최소화 하고자 하였다. 보정된 영상에서 배경을 제거하고, 관심 영역(Region of Interest)을 추출하였다. 추출한 영역에서 근내지방을 추출하기 위해 MSER(maximally stable extremal regions) 알고리즘을 중점으로 사용하였고, 이를 제외한 다양한 영상처리 알고리즘도 적용하여 활용 가능성을 확인하였다. 이를 바탕으로, 추후 연구에서는 소고기 품질 판정의 주요 인자인 근내지방의 추출 알고리즘을 개발하고, 나아가 소고기 품질 판정 시스템 구축을 최종 목표로 하고 있다.

소 도체의 등급 판정은 육량과 육질의 품질을 고려하여 숙련된 전문인력에 의해 수행되고 있다. 육질의 품질을 결정하는 중요한 인자로 근내지방도, 지방색, 육색 등이 이용되고 있다. 소도체의 품종, 성별, 연령에 따라 근섬유의 특성과 근내지방의 시각적 발현특성이 다르므로 측정자간 시각적 해석에 오차가 발생할 수 있다. 주요 판정인자들을 객관적으로 판정하기 위한 자동 측정기술의 개발이 필요하다. 본 연구는 근적외선 분광 영상을 이용하여 소 도체의 육질 판정 가능성을 조사하기 위하여 수행되었다. 다섯 등급(1++, 1+, 1, 2, 3)의 소 도체에 대하여 배최장근(등심부위)의 1,000-1,700 nm 영역의 분광 영상을 측정하였고, 육질부분과 지방부분의 분광 특성을 조사하였다. 그 결과 근적외선 분광 영상기술을 이용하여 육질부위와 지방부위의 구분이 가능하였으며, 근내지방도 예측도 가능하였다.

딸기는 파프리카 다음으로 국내에서 두 번째로 수출이 많이 되는 채소로써 수출량이 매년 증가하는 추세이다. 주력 시장은 동남아시아로 홍콩, 싱가포르, 말레이시아가 수출량의 약 84%를 차지하고 있다. 딸기의 물성이 연하고 상온 유통시 선도유지기간이 길지 않아서 수출시 숙도, 경도와 저장성이 우수한 딸기의 선별이 필요하다. 본 연구는 CCD 영상 센서를 이용하여 수출용 딸기의 숙도 판별 가능성을 조사하기 위하여 수행되었다. 우리나라 주요 수출 품종인 설향 품종의 딸기에 대하여 양면(윗면, 아랫면)의 RGB 영상을 측정하고, 빨간색의 착색비율로 미숙과와 적숙과 예측 모델을 개발하였다. 그 결과, CCD 영상 기술을 이용하여 딸기의 숙도 판별이 가능함을 확인하였다.

수입 농산물의 증가함에 따라 국산 농산물보다 가격이 저렴한 수입 농산물의 원산지 표시 위반 사례들이 증가하고 있다. 공정한 유통질서를 확립하기 위하여 농축산물의 원산지 표시제를 시행하고 있다. 특히 쌀은 관세화 전환 의무에 따라 수입량이 증가하고 있으며, 수입산 쌀 중에서 중립종 및 단립종 품종은 국내산 쌀과 외관이 유사하여 육안 판별이 어렵다. 따라서 국내산과 수입산 쌀을 신속하게 판별할 수 있는 기술이 요구되고 있다. 본 연구에서는 근적외선 초분광 영상 기술을 적용하여 국내산과 수입산 쌀 판별 기술을 개발하였다. 2014~2015년에 국내에서 생산된 중립종 쌀 100점과 중국에서 생산된 단립종 및 중립종 쌀 120점이 실험에 사용되었다. 990~1,700 nm 파장 영역에서 쌀의 근적외선 초분광 영상을 측정하였으며, 초분광 영상의 픽셀 스펙트럼의 평균값을 추출하여 데이터를 분석하였다. 쌀의 원산지 판별을 위해 주성분 선형판별 모델을 개발하였으며, 그 결과 국내산 쌀과 수입산 쌀 판별 정확도 99.9% 이상으로 원산지 판별이 가능하였다.

This study was to explore how effective wordless picture book reading activities were in developing young children's fictional narratives. Subjects for this study were 40 five-year-old children attending two classes of S kindergarten located in Seoul. They comprised the experimental group of 20 children and the control group of 20 children. As the treatment for the experimental group, the researcher applied the wordless picture book reading activities to small groups of five children using active interactions. Twelve sessions had been carried out once or twice a week for nine weeks. Results of this study, it was found that the wordless picture book reading activities positively affected young children's structural development levels of fictional narratives, the emergence of structural components, the use of logically cohesive devices, the number of clauses. This suggests that the wordless picture book reading activities using teacher-child interactions would be one of effective ways of developing young children's fictional narratives.