• 전기학회논문지
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• 제67권1호
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• pp.114-123
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• 2018

This paper concerns a design and learning method of softmax function neural networks based on K-means clustering. The partial discharge data Information is preliminarily processed through simulation using an Epoxy Mica Coupling sensor and an internal Phase Resolved Partial Discharge Analysis algorithm. The obtained information is processed according to the characteristics of the pattern using a Motor Insulation Monitoring System program. At this time, the processed data are total 4 types that void discharge, corona discharge, surface discharge and slot discharge. The partial discharge data with high dimensional input variables are secondarily processed by principal component analysis method and reduced with keeping the characteristics of pattern as low dimensional input variables. And therefore, the pattern classifier processing speed exhibits improved effects. In addition, in the process of extracting the partial discharge data through the MIMS program, the magnitude of amplitude is divided into the maximum value and the average value, and two pattern characteristics are set and compared and analyzed. In the first half of the proposed partial discharge pattern classifier, the input and hidden layers are classified by using the K-means clustering method and the output of the hidden layer is obtained. In the latter part, the cross entropy error function is used for parameter learning between the hidden layer and the output layer. The final output layer is output as a normalized probability value between 0 and 1 using the softmax function. The advantage of using the softmax function is that it allows access and application of multiple class problems and stochastic interpretation. First of all, there is an advantage that one output value affects the remaining output value and its accompanying learning is accelerated. Also, to solve the overfitting problem, L2-normalization is applied. To prove the superiority of the proposed pattern classifier, we compare and analyze the classification rate with conventional radial basis function neural networks.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.329-335
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• 2018

여러 응용 분야에서 널리 활용되고 있는 위성영상은 지표면을 모니터링 하는데 매우 유용한 자료원이다. 위성자료는 원격 센서를 통해 획득되기 때문에 자료 획득시의 구름이나 에어로졸과 같은 관측 기상 상태나 센서 오작동상태에 따라 많은 노이즈와 에러가 포함되어 있다. 자료의 정확성은 자료 분석 결과의 정확성과 신뢰도에 영향을 주기 때문에 고품질 자료를 위한 노이즈 제거 및 자료 복원은 중요한 전처리(preprocessing) 과정이다. 본 연구에서는 다중주기 하모닉 모형을 이용하여 위성자료의 시계열적 동적 특성을 모형화하고 자료의 공간적 상관관계를 고려하여 적응적으로 자료복원을 수행하는 재구축 시스템을 제안하고 있다. 다중 주기에 기반을 둔 모형은 단일 주기보다 지표면의 연간 변화뿐 아니라 계절적 변화와 같이 내부적인 변화 패턴을 모형화 하는데 적합하다. 또한 기존에 제안된 복원 방법은 일정 기간의 전체 자료에 대한 복원 방법으로 실시간 복원법이 아니지만 제안된 방법은 실시간 자료 복원이 가능하여 위성자료 실시간 재구축을 위한 전처리 시스템의 알고리즘으로 활용될 수 있다. 제안된 방법은 먼저 시뮬레이션 자료를 통해 성능이 평가되었고 2011부터 2016년까지 6년간의 MODIS NDVI 자료에 적용하여 평가되었다. 실험 결과는 제안된 자료 복원 시스템이 위성영상 자료 분석을 위한 고품질 자료 재구축 방법으로 매우 유용함을 보여주고 있다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제27권5호
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• pp.521-534
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• 2011

최근 TerraSAR-X SAR, TanDEM-X 또는 COSMO-SkyMed와 같은 1 m 급의 고해상도 X-band SAR 센서를 탑재한 인공위성이 발사되어 운행되고 있다. 국내에서도 X-band를 탑재한 1m 급의 고해상도 위성 레이더인 KOMPSAT-5가 발사될 예정에 있다. 본 연구는 X-band SAR 영상을 이용한 PSInSAR 기법 적용에 보다 적합한 고정산란체 추출 및 네트워크 생성 기법을 개발하였다. 새로운 PSC 추출 알고리즘은 다음 두 단계로 구성되어 있다. 첫 번째 진폭분산지수, 평균반사강도, 평균긴밀도를 복합적으로 이용하여 초기 PSC를 선출한다. 두 번째 초기 선출된 PSC의 네트워크 분석을 통해 추정된 각 PSC에서의 시계열 긴밀도를 직접 이용하여 최종 추출한다. 또한 PSC를 이용한 네트워크 분석의 안정성을 높이기 위한 multi-TIN 구성 기법과 비 도심지역에서 분석 신뢰도를 높이기 위한 복합 네트워크를 제안하였다. 개발된 알고리즘을 뉴올리언즈 지역에서 획득된 21개의 TerraSAR-X SAR 자료에 적용한 결과, 기존의 PSInSAR 기법으로는 관측되지 않았던 비 도심지역에서 다수의 PS가 추출되어 변위 속도 분석이 가능하였다. 이러한 결과는 주로 도심지역에서 널리 사용되어 왔던 PSInSAR 기법을 비 도심지역으로까지 확대하는 것으로, 향후 KOMPSAT-5를 활용한 한반도 지역 상시 모니터링에 기여할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제33권2호
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• pp.149-158
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• 2017

시간해상도와 공간해상도가 높은 영상 자료는 효과적인 식생의 모니터링을 위해서 필수적이다. 하지만 단일 센서를 통한 영상은 공간해상도와 시간해상도가 높은 자료를 동시에 제공할 수 없는 한계점이 있다. 최근에는 위성영상의 공간적 해상도를 높이고 시간해상도를 보완하기 위해서 시공간 융합연구가 진행되고 있다. 그 중에서도 FSDAF(Flexible spatiotemporal data fusion) 방법론은 위성영상의 각 밴드를 융합하는 방법으로 적절한 것으로 나타났다. 본 연구에서는 FSDAF 융합기법을 활용하여 MODIS NDVI와 Landsat 영상으로 계산한 NDVI를 융합 후 검증을 실시하였으며 식생 계절 모니터링에서의 활용가능성을 제시하였다. 그 결과, 1월부터 12월까지 융합을 통해 NDVI 예측한 영상은 활엽수, 침엽수, 농지의 계절적인 특징을 잘 반영하고 있었다. 융합된 결과의 검증을 위하여 8월과 10월의 예측한 NDVI와 실제 값(Landsat NDVI) 간의 RMSE 값을 계산한 결과 각각 0.049와 0.085, 상관계수는 0.765, 0.642로 비교적 일치한 것으로 나타났다. 본 연구에서 활용된 FSDAF 시공간 융합 기법은 픽셀기반의 융합기법으로 다양한 공간스케일의 영상과도 융합 가능할 것이며 다양한 식생 관련 연구에 활용될 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제25권6호
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• pp.678-686
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• 2019

본 연구에서는 인공위성 해수면온도 편차(Sea Surface Temperature Anomaly, SSTA)를 이용하여 한반도 연안해역의 고수온 해역을 추출하고, 국립수산과학원의 고수온속보 발령 문서와 비교하였다. 일일 SSTA 이미지를 이용하여 임계값을 적용하는 고수온 탐지 알고리즘을 제안하였으며, 고수온 주의보는 2℃ 이상, 경보는 3℃ 이상인 것으로 가정하였다. 2017~2018년 7~9월의 일평균 SST를 기반으로 한 편차자료를 사용하였으며, 고수온속보에 사용되는 지역을 대상으로 위성기반 탐지 결과를 9개 영역으로 구분하고 비교하였다. 해역별 고수온 발생 횟수 비교 결과, 수온 관측 부이가 고르게 분포한 남해 연안은 고수온속보와 위성 탐지 횟수가 유사하게 나타났다. 반면에 다른 해역은 위성 탐지 횟수가 약 2배 이상 많았으며, 이는 고수온속보 발령이 해역의 일부 위치 수온만을 고려하기 때문인 것으로 판단된다. 본 연구 결과는 향후 위성기반 연안해역 고·저수온 모니터링 체계 개발에 활용하고자 한다.

• Spatial Information Research
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• 제21권1호
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• pp.63-73
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• 2013

지형지물은 각각의 특징적 요인을 내포하고 있어 촬영된 위성영상에 반영된다. 촬영시기가 다른 영상을 통하여 변화에 대한 정보를 얻을 수 있다. 다중시기 영상을 무감독 방법으로 분류할 수 있다면 영상 분류의 정확도를 높여 주고, 여러 응용분야에 기여할 수 있다. 규칙기반 영상분류 알고리즘은 사람의 직접적인 개입이 없이 자동화된 방법으로 처리 되도록 개발되었으나, 불완전 요소에 결과가 영향 받는지 확인되어야 한다. 이 연구에서는 제주도 지역의 Landsat 영상으로 규칙기반 영상분류를 수행하였다. 영상의 구름의 존재하고 촬영시기의 차이가 있는 경우, 대상지가 도시, 산지, 농지 등 복합적인 경우에 대하여 적용 결과를 확인하였다. 구름이 있는 부분의 경우, 계수에 영향을 주지 않았으며, 촬영시기의 차이에 따라 분류규칙이 적절이 반영되었다. 제주시 도시지역의 확장, 서귀포시의 비닐하우스 등의 시설물 개체 수 증가 등을 파악 할 수 있었다. 제주도 지역의 공간정보 변화 파악과 분류 정확도를 얻을 수 있었다. 양질의 무감독 분류가 수행되는 것을 목표로 하여 방법의 일반화 및 개선방안을 모색하고자 하였다. 향후 도시개발, 환경변화 모니터링 등 영상 시계열 분석에 다양하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권4호
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• pp.1-11
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• 2019

원격탐사 센서 기술의 발전으로 다양한 분광정보를 지니는 위성영상의 취득이 가능해졌다. 특히, 초분광 영상(hyperspectral image)은 연속적이고 좁은 분광파장대의 영역으로 구성되어 있기 때문에, 토지피복분류, 표적탐지, 환경 모니터링 등 다양한 분야에 효과적으로 활용할 수 있다. 원격탐사자료를 활용한 변화탐지 기법은 일반적으로 동일한 차원을 지닌 자료들의 차분을 통해 수행되기 때문에, 차원이 다른 이종 센서에는 적용하기 어려운 단점을 지니고 있다. 이에 본 연구에서는 다른 차원을 지닌 초분광 영상과 고해상도 위성영상에 적용가능한 변화탐지 기법을 개발하고, 이종 영상 간의 변화탐지기법 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 이를 위하여, 변화탐지 기법의 적용을 위해 상관도분석, 주성분분석 등을 활용하여 초분광 영상의 차원을 축소시켜 변화탐지에 사용하였으며, 변화탐지 알고리즘은 CVA(Change Vector Analysis)을 사용하였다. 변화탐지 성능의 평가를 위해 참조자료를 사용하여 ROC(Receiver Operating Characteristics) 곡선과, AUC(Area Under Curve)을 계산하였다. 실험결과, 원 초분광 영상을 활용한 경우보다, 적합한 차원 감소 기법을 통해 제작한 영상을 사용하였을 때의 변화탐지 성능이 더 높은 것으로 나타났다. 이는 차원 감소 기법을 적용하여 초분광 영상이 지니고 있는 잡음을 제거하는 것이 변화탐지 성능에 영향을 미치는 것으로 판단된다. 추후 연구로는 융합기법을 적용한 고해상도 다중분광 영상을 이용하여 공간 해상도의 차이에 따른 변화탐지 성능을 분석할 예정이다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권2호
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• pp.64-70
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• 2011

휴대용 인공 전자 후각 시스템 (E-nose)의 가스 측정 환경은 실험실 내의 정교하게 제어되는 환경과 달리 온도, 농도, 기체 시료의 유속 등의 외부 요인의 변동이 매우 심하다. 이런 환경에서도 사용 가능한 단순하고 강인하고 정확한 가스 패턴 인식 알고리듬의 개발은 마이크로 바이오 센서의 발달과 함께 확대되고 있는 휴대용 및 소형 측정 진단 시스템에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 PDA 기반의 휴대용 전자 후각 시스템을 활용해 실제 변화하는 환경에서 다채널 마이크로 센서로부터 감지되는 가스 신호를 수집하고, 여기에 영상 정합 기법을 적용하여 알고리듬의 강인성과 향상된 정확도를 검증하는 것을 목표로 하였다. 제안된 방법을 6종류의 가스 시료에 대한 7채널 마이크로 센서의 휴대 환경 측정 데이터에 적용하고, 기존의 최대 민감도 특징 추출 기법과 비교한 결과, 외부 환경의 변동에 영향 받지 않는 안정된 인식 성능 뿐 아니라 기존의 방법으로 구별하기 어렵던 2 종의 유사한 가스 시료에 대해서도 정확한 구분이 가능함을 보였다. 제안된 방법은 다양한 환경 변화에 노출되는 유비쿼터스 센서 네트워크 (USN)의 데이터 처리에도 쉽게 응용될 수 있을 것이며, 응용 현장에서 높은 안정성과 정확성을 요구하는 휴대용 의료 진단, 환경 감지 기술의 실용화에 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of the Korean Data and Information Science Society
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• 제24권3호
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• pp.515-521
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• 2013

건강 관리에 있어서 서양의학과 한의학의 접근 방법의 차이는 자연과 인간의 이해에 대한 문화적인 차이에서 비롯된다. 서양의학에서는 자연과 인간을 분리하고 인간 또한 여러 하위 시스템으로 나누고, 질병을 외부의 자극에 대한 반응이 적절하지 못하여 초래되는 것으로 보고 질병이 발생되면 시스템 별로 진단하여 치료해 왔다. 반면, 한의학의 경우 자연과 인간을 하나로 보고 인간의 건강을 자연과의 조화로운 상태로 규명하고 질병이 발생하기 전에 건강의 균형을 유지하기 위한 면역 기능을 높이는 예방적 치료를 주로 해왔다. 이러한 인간에 대한 근본적인 접근방법의 차이는 의료 전달체계를 양분화 시키고 상호 의사소통의 어려움을 야기했으나 통합 의료 서비스는 두 가지 의학의 장점을 살리고 최상의 치료 효과를 지향하는 시도라고 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 특정 질환인 황달에 대해 한의학적 분류 (습증, 열증)에 따른 서양의학에서 사용하는 혈액학적 검사수치를 통계적 분석기법을 사용하여 살펴보고 차이가 있는 수치를 살펴봄으로써 통합의료적 환자 진단과 치료에 적용할 수 있는 접근 방법을 살펴보고자 한다.

• 한국버섯학회지
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• 제15권3호
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• pp.118-123
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• 2017

버섯은 관리가 매우 까다로운 작물로 알려져 있다. 그렇기 때문에 버섯을 오랜 기간 재배해 온 농민도 버섯을 재배할 때마다 버섯의 품질이나 생산량에 차이가 발생한다고 한다. 본 연구는 그동안 오랜 경험에 의한 지식으로 재배하던 버섯의 생육관리를 계량화된 데이터를 기반으로 관리하기 위한 기술을 개발하기 위하여 수행되었다. 본 연구에서는 버섯재배사의 생육환경을 원격에서 모니터링하고 제어하기 위한 하드웨어와 버섯을 자동으로 재배할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 버섯의 생육을 위한 환경관리는 재배현장, 컴퓨터, 스마트폰 등을 이용해 할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 국내에서 최고 품질의 버섯을 재배하는 농가의 환경관리데이터를 수집하여 이를 기반으로 생장환경관리 데이터베이스를 만들고, 만들어진 데이터베이스를 기반으로 재배사 내부의 환경이 관리되도록 하였다. 재배품종은 흑타리버섯 이다. 버섯재배를 위한 관리 환경은 데이터베이스 값을 기준으로 온도는 설정값${\pm}0.5^{\circ}C$, 습도는 상한은 설정값+7 %, 하한은 설정값-3 % 수준에서 제어되도록 하였고, 이산화탄소 농도는 설정값${\pm}10%$ 수준에서 제어가 되도록 하였다. 이와 같은 환경에서 버섯을 재배한 결과 수확시 버섯의 생산량이 $193.8{\pm}12.9g$/병으로 최고의 기술을 가진 농가에서 재배하는 것과 거의 동일한 수준의 버섯을 생산할 수 있었다. 따라서 그동안 오랜 경험을 기반으로 관리하던 버섯재배사 환경관리를 센서의 데이터를 기반으로 관리할 수 있을 것으로 판단되었다.