본 연구에서는 GAT(Geometry Acoustic Theory)를 이용한 표적신호 합성모델의 이론적 배경을 제시하고, 수치모델의 결과를 음향수조에서 축소표적 실험자료 결과와 비교한다. GAT에 의한 표적신호 합성모델은 3차원 해양환경에서 음원과 표적에 의한 음장을 적절히 묘사할 뿐만 아니라 표적 형상에 의한 효과를 정밀하게 계산함으로써 고 정밀도의 표적신호 합성을 가능하게 한다.
The large jellyfish Nemopilema nomurai causes serious damage to fisheries, particularly around the seas of Korea and Japan. Decreasing this damage requires knowledge of the distribution and abundance of jellyfish. Acoustic technology using quantitative echosounders is one method of studying the distribution and abundance of jellyfish. Such methods are commonly used worldwide because they have the advantage of providing substantial information about all water layers in a wide area in a short time. However, in order to conduct an acoustic survey, the acoustic characteristics of the target organism must be known. These can be altered by a number of factors, including pulsation, swimming angle, frequency and size. Accordingly, this study determined the variation in target strength according to pulsation of N. nomurai. Data were analyzed for two jellyfish with bell diameters in air of (a) was 32.0 and (b) 25.0 cm. The pulsation cycle of jellyfish (a) was 1.5~2.0 sec and the target strength (TS) cycle was 1.0~2.5 sec, while jellyfish (b) had a pulsation cycle of 1.0~1.5 sec and TS cycle of 1.0~3.0 sec. The variation width of the TS with the change in pulsation was 7.8 dB (-72.4~-64.6 dB) for jellyfish (a) and 10.3 dB (-71.6~-61.3 dB) for jellyfish (b). The variation in bell diameter was about 0.28 and 0.35, respectively. These results confirmed that the variation in bell diameter caused by pulsation is closely related to the variation in TS.
For the analysis of Acoustic Target Strength(TS) that indicates the scattered acoustic intensity from the underwater vehicles, an analysis program that is applicable to scatterers insonified by spherical wave source in near field is developed. In this program, the Physical Optics(PO) method is embedded as a base component. To increase the accuracy of the program, multiple bounce effects based on Geometrical Optics(GO) method are applied. To implement multiple bounce effects, GO method is used together with PO method. In detail, GO method has a concern in the evaluation of the effective area, and PO method is involved in the calculation of Acoustic Target Strength for the final effective area that is evaluated by GO method. For the embodiment of near field spherical wave source originated multiple bounce effects, image source concept is implemented additively to the existing multiple bounce algorithm which assumes plane wave insonification. Various types of models are tested to evaluate the reliability of the developed program and finally, a submarine is analyzed as an arbitrary scatterer.
Acoustic side-aspect target strength (TS) of living Japanese anchovy (Engraulis japonicus) was measured at 120kHz during in situ experiments. The data were collected by lowering and horizontally projecting the splitbeam transducer into the anchovy school. For analysis and interpretation of the side-aspect TS data, acoustic theoretical model, based on the fish morphology, and dorsal-aspect TS data were used. Total length of the anchovy ranged from 6.6 to 12.8cm (mean length 9.3cm). The side-aspect TS distributed between -40 and -55dB, has an obvious length dependency. The mean side-aspect TS of the anchovy was -47.8dB, and the TS was about 2dB higher than mean TS generated from dorsal-aspect measurements. With reference to maximum TS, the results of the side-aspect TS were distributed within the range of the theoretical and dorsal-aspect TS. Apparently these tendency indicates that side-aspect TS measured from the study is useful data. These in situ measurements of side-aspect TS can be applied to improve acoustic detection and estimates of the anchovy, and is necessary to measure with a various frequency and length for making enhance data.
This study determined the acoustic target strength (TS; dB) of black seabream Acanthopagrus schlegeli off the southern coast of Korea. For the ex-situ measurements, 200 kHz split beam transducers were used, and a Kirchhoff-ray mode (KRM) model acoustic model was used for the calculation. The fork length and total weight of the black seabream ranged from 6.4 to 30.8 cm and 6.4 to 683.8 g. respectively 200 kHz, the TS could beexpressed as a function of fork length as: $TS_{max}=20log_{10}(FL)-60.35(R=0.92)$ and $TS_{avg.}=20log_{10}(FL)-66.89(R=0.88)$. These TS results for black seabream can be used for estimating the biomass of fish in acoustic surveys in coastal areas.
As first step of any acoustic defence system, a attacking target warning system needs to be extremely reliable. This means the system must ensure a high probability of target classification together with a very low false alarm rate. In this paper, a algorithms for underwater target automatic classification is available for use in the passive sonar will be presented. In first, we will describe the precise automatic extraction of frequency lines for the detection of acoustic signatures. Also, a neural network and fuzzy based algorithms for target classification will be described. Thus the performances of these algorithms are very good with a high probability of classification.
International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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제13권1호
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pp.187-193
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2021
In order to solve the problem of false terrains caused by environmental interferences and tunneling effect in the conventional multi-beam seafloor terrain detection, this paper proposed a seafloor topography detection method based on fast two-dimensional (2D) Censored Mean Level Detector-statistics Constant False Alarm Rate (CMLD-CFAR) method. The proposed method uses s cross-sliding window. The target occlusion phenomenon that occurs in multi-target environments can be eliminated by censoring some of the large cells of the reference cells, while the remaining reference cells are used to calculate the local threshold. The conventional 2D CMLD-CFAR methods need to estimate the background clutter power level for every pixel, thus increasing the computational burden significantly. In order to overcome this limitation, the proposed method uses a fast algorithm to select the Regions of Interest (ROI) based on a global threshold, while the rest pixels are distinguished as clutter directly. The proposed method is verified by experiments with real multi-beam data. The results show that the proposed method can effectively solve the problem of false terrain in a multi-beam terrain survey and achieve a high detection accuracy.
In environment of torpedo firing, underwater acoustic signal is generated by target and noise. Sound wave which is generated from acoustic signal is propagated by seawater and it is received through the sonar(sound navigation and ranging) system mounted on torpedo. In the ocean, acoustic signal or sound wave from target that is generated by the spread of broadband can be attenuated by ambient noise and can be lost by medium and environment. This research is designed to support teamwork training in Naval operations by constructing a simulation system that is more similar to the real-world conditions. This paper attempts to research the modeling of target detection and to develop the simulation of torpedo sonar(TOSO). In order to develop the realistic simulation, we researched the broadband sound modeling of target and noise source, the modeling of acoustic transmission loss by chemical component of seawater, and the modeling of signal attenuation by ambient noise environment which is approximated by experimental measurements in seawater surrounding the Korea Peninsular and by experience of Navy's actual torpedo firing. This research contributed to constructing more practical simulation of torpedo firing in real time and the results of this research were used to develop a teamwork training system for the Navy and their education.
수동소나에서의 표적기동분석은 방위 또는 방위-주파수와 같이 제한된 정보를 이용하여 수행된다. 표적기동분석을 빠르고 정확하게 수행하기 위해서는 정확한 표적기동 초기치의 추정이 필수적이다. 기존의 표적기동분석과 달리 신호 대 잡음비 정보와 음파전달모델을 추가로 이용하면 표적기동분석의 정확도를 향상시킬 수 있다. 이 방법은 표적의 방사소음수준은 알고 있다고 가정하지만 가정한 수준과 실제 수준간의 오차에 따라 표적기동분석의 정확도가 저하될 수 있다. 본 논문에서는 수동 소나로 탐지한 표적 방위정보, 탐지 신호 대 잡음비 정보 및 음파전달모델을 이용한 표적기동분석 알고리즘을 한국 해양환경(동해/서해/남해)에서 수행한다. 그리고 가정한 표적 방사소음수준과 실제 수준간의 차이에 따른 성능분석 결과를 제시한다.
In this study, we investigated acoustic characteristics of imitated utterances by a professional voice imitator, focusing on prosodic properties such as vowel formants and f0 distribution. To see the patterns of a voice imitation by a professional voice imitator, we compared the imitator's voice data with target speakers' voice data. The professional imitator, Mr. Bae produced utterances imitating the former President Kim's, the comedian Choi's, and the singer Bae's voices. Auditorily, the imitator was judged to imitate all the target speakers' voices successfully. However, acoustic examination showed that the imitator was better at imitating the singer Bae's voice in that the imitator's and the singer Bae's voices are more alike with respect to vowel formants and f0 distribution. We infer this is because the imitator's normal voice is very similar to the singer Bae's voice. On the other hand, the imitator's voice data showed that the patterns of vowel formants and f0 distribution found in the imitator's imitation voices of the other two target speakers were different from those of target speakers' voices.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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