선형 강도 교정을 이용한 라만 스펙트럼 인식

박준규; 백성준; 박아론

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박준규 (전남대학교) 백성준 (전남대학교) 박아론 (전남대학교)

저널정보: 한국산학기술학회 한국산학기술학회 논문지 한국산학기술학회논문지 제19권 제3호

발행연도: 2018.3

수록면: 32 - 39 (8page)

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라만 스펙트럼은 측정 장비 및 환경 조건에 따라 동일한 물질이라도 스펙트럼의 강도 차이를 보인다. 이는 라만분광의 패턴 인식적인 접근에 제약을 주기 때문에 장비간의 호환성 및 라만 데이터베이스의 재사용을 위해 반드시 해결해야 하는 문제다. 이를 위해 이전의 주요 연구들에서는 측정 장비 간에 전달 함수를 가정하고 이를 구한 후 직접적인 스펙트럼의 교정을 수행하였다. 하지만 이 방식은 강도 왜곡을 발생시키는 다른 조건들에 대해서는 대처 할 수 없는 방법이다. 따라서 본 논문에서는 다양한 측정 조건에 보다 유연하게 대응 할 수 있는 선형 강도 교정을 이용한 분류 방법을 제안하였다. 제안한 방법의 성능 평가를 위해 실험에서는 14033종의 화학 물질에서 측정된 라만 라이브러리를 실험물질에 대한 판별 지표로 사용하였으며, 3개의 라만 분광기로부터 측정된 10종의 화학 물질 라만 스펙트럼을 실험 데이터로 사용하였다. 실험결과에 따르면 제안한 방법을 사용하였을 때 강도 왜곡된 스펙트럼에 대해 100%의 판별 성능을 보였으며, 판별된 스펙트럼에 대해서도 이전보다 높은 상관점수를 보여 사용자가 화학 물질을 판별하는 데 유용한 도구로 사용될 수 있음을 확인하였다.

#Chemical identification #Linear intensity calibration #Machine learning #Pattern recognition #Raman spectroscopy

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K. Kong, C. Kendall. N. Stone, I. Notingher, Raman spectroscopy for medical diagnostics From in-vitro biofluid assays to in-vivo cancer detection, Adv. Drug Delivery Rev, vol. 89, pp. 121-134, March, 2015. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addr.2015.03.009 E. L. Izake, Forensic and homeland security applications of modern portable Raman spectroscopy, Forensic Sci. Int, vol. 202, pp. 1-8, April, 2010. DOI: https://doi.org/10.1016/j.forsciint.2010.03.020 Joonki Hwang, Namhyun Choi, “Fast and sensitive recognition of various explosive compounds using Raman spectroscopy and principal component analysis,” J MOL STRUCT, vol. 1038, pp. 130-136, April 2013. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2013.01.079 J. D. Rodriguez, B. J. Westenberger, L. F. Buhse, J. F. Kauffman, Standardization of Raman spectra for transfer of spectral libraries across different instruments, Analyst, vol. 136, pp. 4232-4240, July, 2011. DOI: https://doi.org/10.1039/c1an15636e J.K. Park, A. Park, S. K. Yang, S.J. Baek, et al., Raman spectrum identification based on the correlation score using the weighted segmental hit quality index, Analyst., vol. 142, pp. 380-388, Dec, 2017. DOI: https://doi.org/10.1039/C6AN02315K

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