비열 플라즈마 산화제 농도 측정을 위한 이미지·머신러닝 기반 색상 분석 시스템

초록

본 연구는 비열 플라즈마(NTP) 처리 수용액에서 총 산화제 농도(

상세 분석

이 논문은 비열 플라즈마가 생성하는 다양한 반응성 산소·질소 종(RONS)의 총 농도를 기존의 주관적 적정법 대신 객관적인 영상 기반 방법으로 대체하려는 시도이다. 핵심은 ‘Genesis’라는 맞춤형 촬영 챔버와 라즈베리 파이 카메라를 이용해 30 fps, 1280 × 720 해상도의 영상을 실시간 수집하고, 이를 프레임 단위로 분해해 색상 데이터를 추출하는 점이다. 이미지 전처리 파이프라인은 8단계로 구성되며, 특히 YOLOv8 기반 ROI 자동 분할, HSV 마스킹을 통한 반사 보정, Lab 공간에서의 CLAHE 적용, 그리고 양방향 필터링을 통해 잡음과 조명 변동을 최소화한다. 이렇게 정제된 픽셀 집합에서 RGB 히스토그램을 256 bin으로 계산하고, 평균값을 HSV·Lab 채널과 결합해 총 9개의 색상 특징을 만든다.

통계적으로는 HSV 포화도(S), Lab의 a·b 채널, 그리고 RGB의 B(청색) 값이