Kim An, Youngwon;Yoo, Seong-Moo;An, Changhyuk;Wells, Earl
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제7권5호
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pp.1166-1179
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2013
In wireless sensor network (WSN) environments, environmental noises are generated by, for example, small passing animals, crickets chirping or foliage blowing and will interfere target detection if the noises are higher than the sensor threshold value. For accurate tracking by acoustic WSNs, these environmental noises should be filtered out before initiating track. This paper presents the effect of environmental noises on target tracking and proposes a new algorithm for the noise mitigation in acoustic WSNs. We find that our noise mitigation algorithm works well even for targets with sensing range shorter than the sensor separation as well as with longer sensing ranges. It is also found that noise duration at each sensor affects the performance of the algorithm. A detection algorithm is also presented to account for the Doppler effect which is an important consideration for tracking higher-speed ground targets. For tracking, we use the weighted sensor position centroid to represent the target position measurement and use the Kalman filter (KF) for tracking.
음향 표적강도는 잠수함의 생존성을 보장하기 위한 중요한 설계 고려 요소이다. 잠수함이 대형화 됨에 따라 음향 표적강도 저감을 위한 대표적인 방법으로 알베리히 무반향 코팅재가 널리 사용되고 있다. 본 논문에서는 규칙적으로 배열된 알베리히 무반향 코팅재 단위 셀에 대해 유한요소법을 이용하여 음압 투과반사 계수를 해석하였다. 해석 결과는 문헌의 실험결과와 비교 검증하였다. 또한, 잠수함의 음향 표적강도 계산시 해석된 코팅재의 입력 임피던스를 이용하여 반사계수를 고려하였다. 마지막으로 알베리히 무반향 코팅재 적용에 따른 음향 표적강도 감소 효과(Case 1: 10dB, Case 2: 6dB)를 확인하였다.
Understanding the abundance and distribution of massive jellyfish is necessary to forecast where or when their blooms will happen. The acoustic technique is one of the most useful methods of obtaining information if the acoustic characteristics of the targets are known. This study was conducted to determine the acoustic target strength (TS, dB) of two jellyfish species, Aurelia aurita and Cyanea nozakii, in the southern coast of Korea. For the ex situ measurements, 120, 200, and 420 kHz split beam transducers were used, and jellyfish with various bell lengths were arranged to prepare multiple jellyfish. Under 2 vertical individuals, the mean TS for multiple A. aurita at 120, 200, and 420 kHz was -72.7, -71.7, and -68.2 dB, respectively. In the case of 5 vertical individuals, the mean TS of the species was -71.3, -68.2, and -62.0 dB. Finally, the mean TS of C. nozakii at 120, 200, and 200 kHz was -62.0, -60.3, and -58.2 dB under 2 individuals and -58.1, -57.4, and -54.0 dB under 4 individuals, respectively. For both species, higher numbers of jellyfish resulted in a higher TS. In addition, higher frequencies were associated with a higher TS for the same jellyfish. These TS results for two species can be used as essential data for the acoustic detection of jellyfish in an open ocean or coastal area.
The acoustic target strength (TS) is one of the most important parameters for a submarine's stealth design. Because modem submarines are larger than their predecessors, TS must be managed at each design stage in order to reduce it. To predict the TS of a submarine, TASTRAN R1 was developed based on a Kirchhoff approximation in a high-frequency range. This program can present TS values that include multi-bounce effect in the exterior and interior of the structure by combining geometric optics (GO) and physical optics (PO) methods, anechoic coating effect by using the reflection coefficient, and response time pattern for a detected target. In this paper, TS calculations for a submarine model with the above effects are simulated by using this developed program, and the TS results are discussed.
수중 능동소나에 의해 표적을 분류하는데 있어 표적신호의 특징파라미터는 매우 중요하다. 광대역이고 상관성이 높은 두 개의 펄스가 시간 T의 간격으로 분리되어 있을 때, 스펙트럼에서 리플간의 1/T Hz에 해당하는 TSP, 즉 피치 성분을 가진다. 음향산란 실험에 사용된 축소표적신호 또한 이러한 TSP 특징을 잘 반영하고 있다. 본 논문에서는 각 표적신호의 특징에 해당하는 TSP 정보를 FFT를 이용하여 효과적으로 추출하였다. 네 개의 표적과 각 표적의 자세각에 따라 추출된 TSP 특징파라미터를 패턴인식 기법에 적용하여 표적을 분류하고 각 표적의 특징을 분석하였다.
표적의 음향 산란 특성은 표적의 재료 특성과 구조적 특성에 영향을 받으며, 이는 음향을 이용하여 수중에서 표적을 탐지, 식별하고자 할 때 매우 중요한 정보가 된다. 특히, 얇은 탄성체의 경우 램파(Lamb wave)에 의해 표적 주변 유체에 산란파가 생성된다. 본 논문에서는 계단 주파수 스윕 사인 파형을 이용하여 수조에서 알루미늄 구의 산란 신호를 측정한 결과를 제시한다. 특히 알루미늄 구의 내부에 물이 채워져 있는 경우와 공기가 채워져 있는 경우에 대하여 산란 신호의 차이를 측정하고 이론 모델과 비교하였다. 또, 내부 물질에 따른 표적 산란 신호 차이를 유사 위그널-빌 분포를 이용하여 분석하고, 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지의 차이를 비교하였다. 분석 결과, 구의 내부에 물이 채워진 경우가 공기가 채워진 경우에 비해 유도파의 평균 주파수, 주파수 분포, 에너지가 증가하는 것을 확인하였으며 이는 이론적인 예상과 부합한다.
Optical disk drive device is improved in rotating speed for faster data reading. In the case of CD-ROM, rotating speed is over 10000 rpm in the practical use. As a result of high rotating speed, unexpected effects as like increasing disk fluctuation and acoustic noise are raised by the air friction on the rotating disk and the eccentricity of rotating parts. The overall acoustic noise of running CD-ROM could be classified into two different characterized noise. The first is the structural-borne noise which is generated from vibrating solid body. By the reason, the signal of structural borne noise has very similar to the signal of surface vibrating one. It has dense noise energy at specific frequency region. The other is the air-borne noise which is generated from turbulence or vortex caused by friction between disk and air. The signal of air-borne noise has no dominant peak point at acoustic pressure-frequency domain. The noise energy is widely distributed while comparatively high and large frequency region. The structural-borne noise could be reduced by reducing vibration of structure and in addition it's target reducing frequency is narrow. However the air-borne noise reduction is effectively needed of enclosing method for the noise source located near the disk surface because it is difficult to define target frequency point. In this study, the acoustic noise at driving CD-ROM is classified by the sides of it's character and tried to reduce the overall acoustic noise.
본 논문에서는 연속음성인식의 음향모델 출력을 이용하여 뉴스 데이터를 분석하였다. 실험에 사용된 뉴스 데이터베이스는 2,093개의 기사로 구성되어 있다. 기존의 한국어 연속음성인식은 열악한 언어모델 때문에 낮은 인식성능을 보여 뉴스 데이터 분석에 적합하지 않다. 본 논문에서는 이를 보완하기 위해서 상대적으로 견인한 음향모델의 인식결과를 후처리하여 핵심어 정보 파일을 만들었다. 음향모델의 출력레벨 문턱치가 100일 때 전체 인식대상 형태소의 86.9%가 인식되었다. 동일한 조건에 길이정보 기반 정규화를 적용하였더니 81.25%가 인식되었다. 정규화의 목적은 긴 길이의 형태소를 보상하는 것이다. 실험결과, 인식대상 형태소 인식률은 75.13%였다. 그리고 5,040MB의 뉴스 데이터에서 314MB의 핵심어 정보 파일이 만들어졌다. 이것은 절대적인 정보량이 93.8% 감소한 것이다.
음향불안정을 억제하는 수동제어기구중 하나인 음향공의 음향학적 효과를 파악하기 위해, 음향공이 장착된 로켓엔진 연소실의 음향장 특성을 수치해석적으로 조사하였다. 음향공 모델로서 Helmholtz 형태의 공명기가 채택되었고, 조화해석을 통해 주로 음향공에 의해 야기되는 음향학적 효과를 관찰하였다. 음향공의 동조주파수를 변화시켜가면서 연소실의 음향진동 응답을 구하고, 제1접선방향 음향모드의 감쇠인자를 구하였다. 동조주파수가 공진주파수에 접근함에 따라 모드분할 현상이 나타났고, 이로 인해 음향공을 본래의 제1접선방향 음향모드에 동조시키더라도 음향감쇠효과가 저하됨을 알았다. 효과적인 감쇠를 위해서는, 억제하고자 하는 음향모드로부터 모드분할 현상이 나타나지 않으면서 그 음향모드의 감쇠효과를 극대화하도록 음향공을 동조시키는 것이 바람직함을 알 수 있었다.
It has been shown that the principal subspace-based multichannel Wiener filter (MWF) provides better performance than the conventional MWF for suppressing interference in the case of a single target source. It can efficiently estimate the target speech component in the principal subspace which estimates the acoustic transfer function up to a scaling factor. However, as the input signal-to-interference ratio (SIR) becomes lower, larger errors are incurred in the estimation of the acoustic transfer function by the principal subspace method, degrading the performance in interference suppression. In order to alleviate this problem, a principal subspace modification method was proposed in previous work. The principal subspace modification reduces the estimation error of the acoustic transfer function vector at low SIRs. In this work, a frequency-band dependent interpolation technique is further employed for the principal subspace modification. The speech recognition test is also conducted using the Sphinx-4 system and demonstrates the practical usefulness of the proposed method as a front processing for the speech recognizer in a distant-talking and interferer-present environment.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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