• 한국음향학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.309-316
• /
• 2005

본 논문은 병렬 다중 개체군 유전 알고리즘을 적용한 지음향 파라미터 역산 방법을 제안한다. 이 방법은 기존의 유전 알고리즘의 변형된 방법으로, 일반 유전 알고리즘의 단점을 보완하기 위해 사용한다 지음향 파라미터 역산을 위해 전구를 음원으로 사용했으며, VLA 수신기를 사용하여 전구 신호를 수신하였다. 연구 결과 제안된 알고리즘을 사용하여 지음향 파라미터 역산이 가능함을 확인하였으며, 일괄처리 역산수행에 비해 약1.7배의 역산속도향상효과가 있음을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
• /
• 제10권3호
• /
• pp.43-50
• /
• 2007

A range-frequency interference pattern is analyzed in the course of the propagation of ship noise in shallow water. It has been shown to exhibit striated bands of intensity maxima and minima in the spectrogram. The slope of the striations is an invariant of the modal interference and is described by a waveguide invariant parameter $\beta$. It turns out that this interference pattern is useful for identifying the physical properties of the waveguide such as seabed properties. In this article, the interference pattern is analyzed using image processing techniques to produce the distribution of the beta and the effects of sediment types and geoacoustic parameters on beta distribution are examined and characterized by moments of the distributions.

• 한국음향학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.325-333
• /
• 2005

본 논문에서는 2004년 동해에서 수행된 MAPLE 실험의 음향계측 자료를 이용한 지음향학적 인자 역산기법을 제시하고 제안된 기법의 검증을 위해 음원의 위치추적 테스트를 수행하였다. 역산을 위한 목적함수는 예인 음원과 고정된 수직선배열로부터 획득된 음향신호를 이용하여 구한 전달손실과 모의된 전달손실과의 상관관계를 평가하도록 정의하였다. 목적함수의 최적화는 광역 최적화 알고리즘인 VFSA (Very Fast Simulated Annealing)를 사용하여 수행하였다. 본 역산기법을 5개의 주파수 토널 성분 데이터에 적용한 후 이를 바탕으로 실험해역의 지음향 모델을 구성하였다. 끝으로 정합장처리를 통해 예인 음원의 위치를 추적하여 역산된 지음향학적 인자들의 타당성을 검토하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.334-342
• /
• 2005

본 논문에서는 지난 2004년 동해에서 수행된 MAPLE 04 실험에서 수집된 일련의 전구음원 신호 중 일부를 이용하여 시간 영역에서 지음향 인자 역산을 수행하였다. 이를 위해 수직선배열을 통해 수집된 채널 별 신호 파형과 모의 신호 파형을 직접 비교하는 형태의 목적함수를 구성하였다. 모의 신호는 음선 이론을 사용하여 모델링하였고, 광역최적화 알고리즘인 VFSA (very fast simulated annealing)를 사용하여 목적함수를 최적화하였다 기존의 전달손실비교를 통한 역산 결과(음향학회지 본 호 게재)들과 비교하여 지음향 인자들이 일관성 있게 추정되었음을 확인하였으며, 이 역산 결과를 이용하여 얻은 모의 신호와 계측 신호 간 비교 그림을 제시하였다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제28권3호
• /
• pp.367-373
• /
• 2007

지음향 모델링은 해저지층을 통한 음파 전달과정을 모형하기 위해 발달해 왔다. 이러한 작업은 음파 전달을 제어하는 지층의 지음향 특성값을 측정 추론 예측한 값을 필요로 한다. 동해안 옥계와 북평지역 연안에서, 해저지층은 제4기층과 함께 제3기 퇴적층, 음향학적 기반암 등으로 구성된다. 옥계 연안지역 해저지층의 기반암은 주로 고생대 평안층군의 암석으로 해석되며, 이 암석의 평균 P파와 S파 속도값은 각각 4276 m/s와 2400 m/s이다. 북평 연안지역 해저지층의 기반암은 주로 고생대 초기 조선누층군의 석회암으로 해석되며, 이 암석의 평균 P파와 S파 속도값은 각각 5542 m/s와 2742 m/s이다.

• 한국음향학회지
• /
• 제29권4호
• /
• pp.223-228
• /
• 2010

남해 진해만에서 주파수 17-40 KHz를 이용하여 수평 입사각 $82^{\circ}$에 대한 고주파 해저면 반사손실을 측정하였다. 측정된 해저면 반사손실은 주파수에 따라서 주기적인 변동성을 보였으며 이러한 특성은 이층 구조의 해저면을 가정한 레일리 반사 계수 모델을 사용하여 예측한 결과와 비교 분석되었다. 이층 구조 반사 계수 모델은 수층, 상부퇴적층, 그리고 하부 퇴적층으로 구분되며 총 9개의 입력 인자 (수층의 음속과 밀도, 상부 퇴적층의 음속, 밀도, 감쇠계수, 두께, 하부 퇴적층의 음속, 밀도, 감쇠계수)가 사용된다. 하부 퇴적층의 지음향 인자들은 코어로부터 측정된 평균 입도 크기로부터 유추되었으며 상부층의 음속, 밀도, 감쇠계수와 두께는 몬테카를로 방법을 이용하여 역추정되었다. 지음향 인자들의 민감도 조사로부터 다층구조 해저면에서 나타나는 반사계수의 종속성은 상부 퇴적층의 두께에 가장 민감하게 반응함을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제23권1호
• /
• pp.8-16
• /
• 2004

천해환경에서 저주파 광대역신호와 수직선배열을 이용하여, 퇴적층의 지음향인자(층두께, 종파속도, 종파감쇠계수, 밀도)를 역추정하였다. 역산방법은 모델 기반의 역산으로 유전알고리즘 (Genetic Algorithm)을 이용한 일관적 광대역 정합장처리(Coherent Broadband Matched Field Processing)기법을 사용하였다. 저주파 광대역음원으로 사용된 상업용 전구의 내폭신 호는 짧은 시간동안 많은 변화를 포함하는 천이신호이기 때문에, 분석시 시간과 주파수에 따른 창함수의 조절이 요구되는데, 주기신호분석에 주로 사용되는 퓨리에 기반의 분석방법은 이러한 점에서 많은 어려움이 있다. 본 논문에서는 해양도파관에서 근거리 음파전달 시 계측된 시계열신호로부터 다중경로성분을 구분하고 추출하기 위하여 시간-주파수영역에서 창함수의 크기조절이 가능한 웨이블릿 변환을 통한 신호 분석을 수행하였고, 분석된 실측음장과 계산된 복제음장의 연속웨이블릿 계수를 상호상관 시킴으로써 비용함수를 정의하였다. 비용함수의 전역최고점을 찾는 최적화 과정을 통하여 각 퇴적층의 지음향인자들을 역추정하였다. 특히 역산인자의 민감도에 따른 퇴적층별, 인자별, 분리연산을 수행함으로써 최적화과정에서 참값으로의 수렴효율을 높였다. 역산의 결과 실험해역 퇴적물 상층부에는 두께 44.43m, 음속 1549 m/s의 모래-실트-점토질(sand-silt-clay)층이 존재하고, 그 하부에는 12.28m 음속 1993 m/s의 거친모래질(Coarse sand)층의 존재를 추정해 내었다. 또한 역산 결과를 시추자료 및 탄성파 자료와 비교함으로써 본 논문에서 제안한 역산 방법의 유효성을 확인하였다.

• 한국음향학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.423-431
• /
• 2015

한국해양과학기술원과 한양대학교에서 공동으로 진행한 해양음향 실험이 2013년 5월에 경기만 태안반도 서쪽에 위치한 천해에서 실시되었다. 본 논문에서는 측정된 중주파수(6~16 kHz) 해저면 반사손실 결과를 제시하고, 수평입사각 $17{\sim}60^{\circ}$ 범위에서 레일리 반사계수 모델과 비교분석한다. 실험해역 지질은 다중 퇴적층으로 구성되어 있었으며, 표층 퇴적물이 다양한 구성성분(평균 입도 $5.9{\phi}$)으로 이루어져 있는 지역이었다. 분석 결과에 의하면 표층 퇴적물의 평균 입자를 고려한 모델결과는 측정된 반사손실과 다소 차이를 보였으며, 퇴적층의 지음향 정보를 역산한 결과 약 $4{\phi}$ 평균입도에서 측정치와 비교적 잘 일치하는 것으로 나타났다. 이러한 차이의 원인은 표층 퇴적물 입도의 표준 편차가 $4.3{\phi}$로 다른지역에 비해 상당히 컸기 때문일 것으로 추측된다. 상부 퇴적층은 역산 결과로부터 얻어진 지음향 파라미터를 사용하고 하부 퇴적층은 $1.3{\phi}$의 평균입도로부터 예측된 지음향 파라미터를 사용하였을 때, 모델결과는 측정된 반사손실 결과와 전체적으로 일치하는 경향을 나타냈다.

• 한국음향학회:학술대회논문집
• /
• 한국음향학회 2001년도 추계학술발표대회 논문집 제20권 2호
• /
• pp.339-343
• /
• 2001

본 연구에서는 수중 음의 전달에 작용하는 기하와 지음향 매개변수들을 전역 최적화(global optimization) 방법인 유전자 알고리듬을 사용하여 추정하려한다. 유전자 알고리듬은 목적함수가 불규칙적인 경우에도 모든 가능한 매개변수들을 조사하지 않으면서 전역 최대치 또는 최소치를 추정할 수 있는 최적화 방법으로, 정합장처리와 관련된 매개변수의 조사에 적합한 방향성 조사법이라 할 수 있다. 유전자 알고리듬을 이용하여 천해 해양환경에서 수치실험을 통해 매개변수 역산의 가능성을 살펴보도록 하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제34권5호
• /
• pp.371-376
• /
• 2020

Underwater acoustics, which is the study of the phenomena related to sound waves in water, has been applied mainly in research on the use of sound navigation and range (SONAR) systems for communication, target detection, investigation of marine resources and environments, and noise measurement and analysis. Underwater acoustics is mainly applied in the field of remote sensing, wherein information on a target object is acquired indirectly from acoustic data. Presently, machine learning, which has recently been applied successfully in a variety of research fields, is being utilized extensively in remote sensing to obtain and extract information. In the earlier parts of this work, we examined the research trends involving the machine learning techniques and theories that are mainly used in underwater acoustics, as well as their applications in active/passive SONAR systems (Yang et al., 2020a; Yang et al., 2020b; Yang et al., 2020c). As a follow-up, this paper reviews machine learning applications for the inversion of ocean parameters such as sound speed profiles and sediment geoacoustic parameters.