지진 관측소의 지진 관측 능력은 관측소의 잡음 수준에 좌우되어 잡음 수준이 높은 관측소는 작은 규모의 지진 또는 원거리의 지진에 의한 약한 지반 진동을 감지하기 어렵다. 그러므로 지진관측망의 지진 관측 능력을 고려하기 위해서는 지진관측소의 분포뿐만 아니라 각 관측소의 잡음 수준을 고려해야 한다. 대부분의 국내 지진관측소는 1 Hz 이상의 주파수 대역에서 인간의 활동에 의한 영향을 받고 있으며, 이로 인해 주간과 야간의 잡음 수준 차이가 나타난다. 이러한 잡음 변화에 따른 지진 관측 능력의 차이와 분포를 살펴보기 위해 2005년부터 2007년까지 한국지질자원연구원과 기상청에서 운영하는 광대역 관측소 30개소의 잡음 분석 결과를 이용하였다. 각 관측소의 잡음 수준을 고려하였을 때 야간에는 규모 2.4 정도 이상의 지진이 내륙에서 발생한 것을 관측할 수 있는 반면, 주간에는 규모 2.6 정도의 지진 관측 능력을 보였다.
본 연구에서는 방사성폐기물처분장에서 발생하는 탄성파와 같이 낮은 신호 대 잡음비로 인하여 P파의 식별이 어려운 신호에 적합한 P파 도달시간 결정 알고리즘에 대한 연구를 수행하였다. 사용된 알고리즘은 임계 전압법, Akaike Information Criterion(AIC), Two step AIC, Hinkley criterion이며 샤프심 압절법에 의하여 생성된 탄성파 신호에 white noise를 적용하여 신호 대 잡음비를 낮추었다. 실험결과 임계전압, AIC, Hinkley criterion 알고리즘의 경우 배경잡음 수준이 증가함에 따라 P파 도달시간의 정확성은 감소하였으나 Two step AIC 알고리즘의 경우 1차적으로 결정된 P파의 도달시간 주변의 신호를 중심으로 특성함수와 AIC 알고리즘을 반복적으로 적용함에 따라 배경잡음 수준에 관계없이 정확한 결과를 나타냈다.
배전케이블 수 트리 현상은 XLPE케이블의 고장을 초래하는 주요원인이다. 수 트리에 기인한 신호는 아주 미세하여 현장진단은 배경 잡음으로 인해 검출이 어렵다. 본 논문에서는 고주파특성이 우수한 L-C결합센서를 사용하여 방전신호를 측정하고 이를 주파수영역에서의 분석을 통해 현장에서 부분방전이 발생하기 훨씬 이전에 존재하는 미세신호(Pre-Discharge)를 검출하고 분석한 결과를 제시하였다. 케이블 내 수(水) 트리가가 존재하면 이것이 이종 절연물의 경계면 역할을 하석 서-지 임피던스의 차이로 인해 케이블 단자에서 발생하는 전기적 신호가 수 트리 지점에서 다수의 반사를 일으켜 그 잡음 수준을 높이는 역한을 하게 되는 것으로 알려져 있다. 만일 여러 개소에 수 트리가 존재하는 경우에는 그 배경잡음을 현저하게 높이는 결과를 보여주었다. 실험실에서 발생하는 미세 신호와 현장의 신호를 비교한 결과 아주 유사한 패턴이 있음이 파악되어 이 방법은 수 트리의 활선 진단이 가능함을 확인시켜 주었다.
실제 국내에서 관측된 가속도를 이용한 스펙트럼 값이 내진설계기준보다 상대적으로 크게 나타나는 경향을 보이며, 특히 고진동수 구간에서 국내 내진설계 기준이 국내 고유의 지반증폭 특성을 제대로 반영하지 못하고 있어 문제점이 많다고 지적되어 왔다. 지반증폭 특성을 분석할 때 여러 가지 방법이 제시되어 왔으며 본 연구는 현장에서 자주 적용되고 있는 지반진동의 수평/수직 스펙트럼 비율을 이용하는 방법을 적용하였다. 이 방법은 S파 및 레일리파를 이용하는 것으로부터 출발하였으나, 최근 Coda파 및 배경잡음 등에 확대 적용되어 지반의 동적인 증폭특성 연구에 많이 이용되고 있다. 제한된 연구 기간 동안 4개 변전소시설 관측소 각각 2개 지점(노두 및 시추공)에서 운영되었고 본 연구는 4개 관측소의 노두에서 동시에 관측된 3개 중규모 지진의 가속도 지반진동(S파, Coda파 및 배경잡음)을 이용하여 지반증폭을 분석하였다. 분석결과는 4개 관측소 각각에 대해 기존 연구결과인 시추공 지반증폭 특성과 상호 비교하였다. 또한 각각 관측소 및 지점에서 지반의 우월진동수를 이용하여 각각 지반에 대한 등급분류도 시도하였다. 각각의 지진관측소마다 저진동수 및 고진동수 특성, 관측소 고유의 우월진동수가 서로 상이하여 관측소 고유의 증폭특성을 보여주었다. 대다수 관측소는 S파, Coda파 및 배경잡음 에너지를 분석한 결과와 많은 부분이 유사함을 보여 주었다. 물론 본 연구로부터 도출된 결과를 다른 방법에 적용하여 얻어진 결과와 비교한다면 지반의 동적 특성 및 지반분류 연구에 많은 정보를 제시할 수 있다고 판단된다.
간접접촉 심전도 측정(Indirect-Contact ECG)은 일상생활에서의 무구속 무자각 측정에 적합한 새로운 심전도 측정 방법이다. 간접접촉 심전도 측정 에 서 관측되는 큰 배경 잡음을 줄이기 위한 기초 연구로서, 본 연구에서는 간접 접촉 심전도에서 사용되는 용량성 결합 능동 전극(Capacitively coupled active electrode)의 열잡음(Thermal Noise) 모델을 구성하였다. 실험을 통해, 용량성 결합 능동 전극만의 배경 잡음의 크기가 열잡음 모델에서 예상한 수준과 거의 일치함을 확인하였다. 면으로 된 직물의 실제의 전기적 특성을 열잡음 모델에 적용하여, 면 위에서 측정된 간접접촉 심전도의 이론적 열잡음을 계산하였다. 이 연구를 통해, op-amp의 내부 잡음(intrinsic noise)은 저항에 의한 열잡음에 비해 무시할 수 있을 정도로 작음을 알 수 있었다. 그리고 열잡음의 크기와 능동 전극의 입력 저항간의 관계를 도출할 수 있게 되어, 능동 전극의 입력 저항의 최적 값 선정을 위한 향후 연구의 기반이 되었다.
지진파 간섭법으로 구한 심부 가상 반사파 영상 특성 분석을 위하여, 벌림 범위, 무작위 잡음, 손실 자료, 정적 이상 등의 요인이 간섭파 단면에 미치는 영향을 분석하였다. 중심주파수 5 Hz의 지표 점샘에서 발생한 지진파 입자운동속도의 수직성분을 1 km 간격으로 100 m 깊이에 매설된 201개 수신기에서 유한차분법으로 계산하였다. 모든 합성지진파 트레이스의 쌍을 교차 상관하여 간섭파를 구하였고, 통상적인 반사파 처리방법으로 반사단면을 작성하였다. 분석결과, 반사파 간섭법의 광각반사에 따른 문제점들은 최대 벌림범위를 설정하여 최소화할 수 있었으며, 무작위 잡음, 손실 자료, 정적 이상 등은 수직 시간차 보정시 이완뮤트의 영향으로 가상 샘으로부터 퍼져나가는 형태의 처리잡음이 발생함이 밝혀졌다. 이들 처리잡음의 수준은 공통 중간점 겹쌓기 단면상에서 배경잡음의 크기 및 지속시간에 가장 민감하며, 손실된 자료의 수와 정적 이상의 증가에 따라서도 증가하는 특성을 보인다.
데이터에 포함된 잡음이 소규모 저속도 이상대 탐지를 위한 시추공 주시토모그래피에 미치는 영향을 분석하기 위하여, 터널모델에 대하여 유한차분 파선추적 법으로 기록의 초동주시를 산출하고 산출된 초동주시에 세 종류의 잡음과 잡음수준이 다른 네 종류의 백색 잡음을 첨가한 후 SIRT 반복역산 법으로 속도영상을 도출하였다. 첨가된 잡음의 세기가 터널로 인한 기록의 최대 예상 주시지연의 10% 정도인 속도영상에서 저속도 이상대가 정확하게 터널위치에 형성되었다. 그러나 터널의 위치에 산출된 속도는 상정된 속도모델의 속도와는 현저하게 다르며 배경 속도와 비슷하였다. 잡음이 결과영상에 미치는 영향은 무작위 잡음이 송신기나 수신기 종속적인 잡음보다 현저하게 적은 것으로 나타났다.
최근 TFT-LCD (Thin film transistor liquid crystal display)패널의 수요증가에 비례하여 공정상 발생하는 LCD 불량의 수도 증가하고 있다. LCD 불량은 배경화면과 미세한 밝기대비 차이를 가지는 패널상의 불균등한 영역으로서 크게 정형과 비정형으로 나누어지며 사람의 눈에 매끄럽지 않게 보여진다. 이러한 불량은 배경과의 대비 차이가 미세하여 기존의 임계수준 검출이나 윤곽선 검출로는 불량을 검출할 수 없다. 본 논문은 비정형 LCD 불량을 독립성분분석, 적응 임계수준 검출 그리고 왜도를 이용하여 검출하는 방법을 제시한다. 본 검출방법은 잡음이 심한 영상에 대해서도 대응력이 뛰어나며, 생산라인에서 성공적으로 적용된다.
이 논문은 원거리회의 환경에서 음성신호와 같은 광대역 신호를 다룰 수 있는 마이크로폰 어레이의 빔패턴(beam pattern)을 형성하는 효과적인 방법에 대하여 서술한다. 어레이의 변수를 반복적으로 변화시킴으로써, 측면롭의 높이를 조정하여 일정한 수준의 측면롭을 형성하며, 갱신된 측면롭을 대수적으로 찾지 않고 수치적으로 찾는 접근방법을 제안하였다. 어레이 계수나 마이크로폰 간격을 어레이변수로 사용하였으며, 마이크로폰 어레이 가시범위에 공간적으로 균일하게 입력되는 방향성잡음 또는 배경잡음을 효과적으로 줄일 수 있는 Dolph-Chebyshev형태의 최적화패턴을 형성하였다. 어레이 계수보다 마이크로폰 간격을 변화시키는 것이 광대역신호를 더 효과적으로 다룰 수 있는 최적화 패턴을 제공하는 것이 판명되었다. 또한 방향조정(scanning)상황 하에서 측면롭에 강한(robust)패턴을 형성할 수 있는 방법을 제안하였으며, 컴퓨터 실험결과를 제시하였다.
TV 대역에 나타날 수 있는 무선 마이크 신호를 검출하는 방안으로 전력 스펙트럼의 최대값을 시험 통계량으로 사용하는 방안이 최근 발표되었다. 이 방식은 시험 통계량을 임계값과 비교하여 우선 사용자의 유무를 판정하는데, 이때 임계값은 목표로 하는 오경보 확률뿐만 아니라 배경 잡음 전력 수준에 따라 달라진다. 따라서 잡음 전력에 대한 불확실성이 존재하는 경우 그로 인한 성능 저하가 발생할 수 있다. 이에 대한 해결책으로 본 논문은 전력 스펙트럼의 최대값과 최소값의 비율을 시험 통계량으로 사용하는 방식을 제안하고, 그 분석 결과를 제시하고자 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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