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하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리 구축 수단에 의해 구축된 하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리와 신규 촬영된 유해화학물질 분광 스펙트럼 간의 그룹별 상관계수를 비교하는 그룹별 상관계수 비교부;상기 그룹별 상관계수 비교부의 비교 결과 설정된 상위값에 속하는 그룹을 선별하는 그룹 선별부;상기 그룹 선별부에서 선별된 그룹의 반사율을 이용하여 시료간의 인식률을 평가하고, 설정된 인식률에 미치지 못할 경우 그룹 선별 단계부터 재수행하도록 하는 인식률 평가부;최종적으로 설정된 인식률을 만족할 경우 하천수 혼합 유해화학물질의 표준 특성 분광라이브러리를 확정하는 표준 특성 분광라이브러리 확정부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리 구축 수단은,제조된 시료의 초분광 영상 촬영을 하는 초분광 영상 촬영부와,이미지 저장단계에서 빛의 세기를 상대적인 크기를 정규화한 숫자 DN(Digital Number)으로 변환하여 저장된 초분광 영상을 방사보정(Radiometric Calibration)을 통하여 반사도(Reflectance)값으로 변환하는 초분광 영상 방사보정부와,초분광 영상에서 촬영된 하천수 혼합 유해화학물질 시료에서 빛의 산란 영향을 최대한 받지 않는 영역의 분광 스펙트럼을 추출하는 분광 스펙트럼 추출부와,하천수와 유해화학물질이 혼합된 시료에서 해당 유해화학물질만의 특성을 추출하기 위하여 하천수의 분광정보를 제거하는 유해화학물질 특성 추출부와,획득된 분광 스펙트럼의 유효성을 검토하여 아웃라이어 제거하는 이상치 제거부와,이상치 제거부에서 이상치 제거 후 남은 분광 스펙트럼들을 Super Smoother 처리하여 하나의 분광 스펙트럼으로 확정하는 분광 스펙트럼 확정부와,확정된 분광 스펙트럼들을 최종 라이브러리로 구축하여 각각의 유해화학물질들을 상호 비교하기 위하여 벡터 정규화(Vector Normalization)를 수행하는 벡터 정규화부를 포함하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 장치
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하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리 구축 수단에서 초분광 영상을 활용하여 하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리를 구축하는 단계;하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리 구축 수단에서 구축된 하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리와 신규 촬영된 유해화학물질 분광 스펙트럼 간의 그룹별 상관계수를 비교하는 단계;그룹별 상관계수 비교 단계의 비교 결과 설정된 상위값에 속하는 그룹을 선별하는 단계;선별된 그룹의 반사율을 이용하여 시료간의 인식률을 평가하고, 설정된 인식률에 미치지 못할 경우 그룹 선별 단계부터 재수행하는 단계; 최종적으로 설정된 인식률을 만족할 경우 하천수 혼합 유해화학물질의 표준 특성 분광라이브러리를 확정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 3 항에 있어서, 설정된 인식률에 미치지 못할 경우 그룹 선별 단계부터 재수행하는 단계에서,1차 특성 분광라이브러리에서 3순위 안에 들지 못하는 물질은 설정된 파장 구간을 수정하여 3순위 안에 들도록 개선하고, 1순위 상관계수가 나타난 유해화학물질은 2순위 물질과 상관계수 격차가 많이 벌어지도록 파장 구간을 수정하여,차수를 증가하여 지속적으로 해당 과정을 수행하고, 인식률 평가 결과 인식률이 변화가 없을 시 표준 특성 라이브러리로 확정하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 3 항에 있어서, 선별된 그룹의 반사율을 이용하여 시료간의 인식률 평가는,으로 수행하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 3 항에 있어서, 구축된 하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리와 신규 촬영된 유해화학물질 분광 스펙트럼 간의 그룹별 상관계수를 비교하는 단계에서,설정한 그룹의 분광라이브러리와 신규 분광 스펙트럼의 상관계수를,으로 산정하고,여기서, 와 는 각각 분광라이브러리의 반사도와 신규 초분광영상에서 추출한 분광 스펙트럼의 반사도의 평균값이며, 와 는 분광라이브러리와 신규 초분광영상에서 추출한 분광 스펙트럼의 반사도의 표준편차인 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 6 항에 있어서, 설정한 파장 그룹들 중 상관계수가 상위에 랭크된 그룹을 특성 구간으로 지정하여 1차 특성 분광라이브러리를 구축하고,각 유해화학물질 별로 다른 구간의 파장 그룹이 설정되도록 하고, 파장 그룹의 개수 또한 다르게 설정하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 7 항에 있어서, 1차 특성 분광라이브러리의 상관관계 산정 및 인식률 평가 결과 특성 분광라이브러리의 개선이 필요하다고 판단되는 유해화학물질의 경우 차순위의 상관계수를 갖는 파장 그룹을 추가하거나 제외하여 특성 분광라이브러리를 수정하고,이 구성을 이후 진행되는 증가된 차수의 특성 분광라이브러리의 상관관계 산정 및 인식률 평가시에도 동일하게 적용하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 3 항에 있어서, 초분광 영상을 활용하여 하천수 혼합 유해화학물질 분광라이브러리를 구축하는 단계는,유해화학물질 시료를 제조하여 초분광 영상 촬영부에서 초분광 영상을 촬영하는 단계와,초분광 영상 방사보정부에서 빛의 세기를 DN(Digital Number)값으로 저장된 분광정보를 방사보정(Radiometric Calibration)을 통하여 반사도(Reflectance)값으로 변환하는 단계와,분광 스펙트럼 추출부에서 초분광 영상에서 촬영된 하천수 혼합 유해화학물질 시료에서 빛의 산란 영향을 받지 않는 영역의 분광 스펙트럼을 추출하는 단계와,유해화학물질 특성 추출부에서 하천수와 유해화학물질이 혼합된 시료에서 해당 유해화학물질만의 특성을 추출하기 위하여 하천수의 분광정보를 제거하는 단계와,이상치 제거부에서 획득된 분광 스펙트럼의 유효성을 판단하여 아웃라이어 제거를 하는 단계와,분광 스펙트럼 확정부에서 이상치 제거 후 남은 분광 스펙트럼들을 Super Smoother 처리하여 하나의 분광 스펙트럼으로 확정하고, 벡터 정규화부에서 확정된 분광 스펙트럼들을 벡터 정규화(Vector Normalization)를 하여 분광 라이브러리를 구축하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 9 항에 있어서, 반사도(Reflectance)값으로 변환하는 단계에서,DN값으로 저장된 분광정보를 반사도(Reflectance) 값으로 변환하기 위하여 일정한 반사도를 나타내는 반사천을 이용하여 선형 회귀식을 적용하여 보정하고,여기서, : 파장, : 파장 에 대한 반사율(%), : 초분광 영상을 반사율로 보정하기 위한 기울기, : 저장된 이미지 값(Digital Number), : 절편값인 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 9 항에 있어서, 유해화학물질의 초분광영상 촬영 시 표준 반사도를 반사천을 함께 촬영하여 초분광센서로 기록된 휘도(Radiance)를 반사도(Reflectance)로 전환하는 방사보정을 수행하고,400∼420nm의 파장대에서 분광복사계 측정값을 따라 상승하도록 정규분포를 따라 모델링을 적용한 관계식은,이고,여기서, 는 평균, 는 분산이고, 단, 에서 값을 가져야 하므로 을 만족하는 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 9 항에 있어서, 해당 유해화학물질만의 특성을 추출하기 위하여 하천수의 분광정보를 제거하는 단계에서,전체 휘도를 으로 정의하고,여기서, 는 파장, 는 총 휘도, 는 바닥반사, 는 물기둥에 의한 흡수, 는 수표면 반사, 는 대기에 의한 흡수이고,으로 유해화학물질만의 특성을 추출하고,여기서, 는 하천수와 유해화학물질 혼합물의 반사도,는 하천수의 반사도인 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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제 9 항에 있어서, 분광 스펙트럼의 유효성을 판단하여 아웃라이어 제거를 하는 단계에서 유효 반사도 범위는,으로 정의되고,여기서, 는 파장, 는 Super Smoother 처리된 화학물질의 반사도인 것을 특징으로 하는 초분광 영상을 활용한 하천수 혼합 유해화학물질 식별 능력 개선을 위한 분광라이브러리 특성화를 위한 방법
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