• 제목/요약/키워드: echo pattern

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강수 및 비 강수 사례 판별을 위한 최적화된 패턴 분류기 설계 (Design of Optimized Pattern Classifier for Discrimination of Precipitation and Non-precipitation Event)

  • 송찬석;김현기;오성권
    • 전기학회논문지
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    • 제64권9호
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    • pp.1337-1346
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    • 2015
  • In this paper, pattern classifier is designed to classify precipitation and non-precipitation events from weather radar data. The proposed classifier is based on Fuzzy Neural Network(FNN) and consists of three FNNs which operate in parallel. In the proposed network, the connection weights of the consequent part of fuzzy rules are expressed as two polynomial types such as constant or linear polynomial function, and their coefficients are learned by using Least Square Estimation(LSE). In addition, parametric as well as structural factors of the proposed classifier are optimized through Differential Evolution(DE) algorithm. After event classification between precipitation and non-precipitation echo, non-precipitation event is to get rid of all echo, while precipitation event including non-precipitation echo is to get rid of non-precipitation echo by classifier that is also based on Fuzzy Neural Network. Weather radar data obtained from meteorological office is to analysis and discuss performance of the proposed event and echo patter classifier, result of echo pattern classifier compare to QC(Quality Control) data obtained from meteorological office.

기상레이더를 이용한 뉴로-퍼지 알고리즘 기반 강수/비강수 패턴분류 시스템 설계 : 사례 분류기 및 에코 분류기 (Design of Precipitation/non-precipitation Pattern Classification System based on Neuro-fuzzy Algorithm using Meteorological Radar Data : Instance Classifier and Echo Classifier)

  • 고준현;김현기;오성권
    • 전기학회논문지
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    • 제64권7호
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    • pp.1114-1124
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    • 2015
  • In this paper, precipitation / non-precipitation pattern classification of meteorological radar data is conducted by using neuro-fuzzy algorithm. Structure expression of meteorological radar data information is analyzed in order to effectively classify precipitation and non-precipitation. Also diverse input variables for designing pattern classifier could be considered by exploiting the quantitative as well as qualitative characteristic of meteorological radar data information and then each characteristic of input variables is analyzed. Preferred pattern classifier can be designed by essential input variables that give a decisive effect on output performance as well as model architecture. As the proposed model architecture, neuro-fuzzy algorithm is designed by using FCM-based radial basis function neural network(RBFNN). Two parts of classifiers such as instance classifier part and echo classifier part are designed and carried out serially in the entire system architecture. In the instance classifier part, the pattern classifier identifies between precipitation and non-precipitation data. In the echo classifier part, because precipitation data information identified by the instance classifier could partially involve non-precipitation data information, echo classifier is considered to classify between them. The performance of the proposed classifier is evaluated and analyzed when compared with existing QC method.

기상레이더를 이용한 뉴로-퍼지 알고리즘 기반 에코 분류기 설계 (Design of Echo Classifier Based on Neuro-Fuzzy Algorithm Using Meteorological Radar Data)

  • 오성권;고준현
    • 전기학회논문지
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    • 제63권5호
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    • pp.676-682
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    • 2014
  • In this paper, precipitation echo(PRE) and non-precipitaion echo(N-PRE)(including ground echo and clear echo) through weather radar data are identified with the aid of neuro-fuzzy algorithm. The accuracy of the radar information is lowered because meteorological radar data is mixed with the PRE and N-PRE. So this problem is resolved by using RBFNN and judgement module. Structure expression of weather radar data are analyzed in order to classify PRE and N-PRE. Input variables such as Standard deviation of reflectivity(SDZ), Vertical gradient of reflectivity(VGZ), Spin change(SPN), Frequency(FR), cumulation reflectivity during 1 hour(1hDZ), and cumulation reflectivity during 2 hour(2hDZ) are made by using weather radar data and then each characteristic of input variable is analyzed. Input data is built up from the selected input variables among these input variables, which have a critical effect on the classification between PRE and N-PRE. Echo judgment module is developed to do echo classification between PRE and N-PRE by using testing dataset. Polynomial-based radial basis function neural networks(RBFNNs) are used as neuro-fuzzy algorithm, and the proposed neuro-fuzzy echo pattern classifier is designed by combining RBFNN with echo judgement module. Finally, the results of the proposed classifier are compared with both CZ and DZ, as well as QC data, and analyzed from the view point of output performance.

클러스터링 기반 RBFNNs를 이용한 기상레이더 패턴분류기 설계 : 비교 연구 및 해석 (Design of Meteorological Radar Pattern Classifier Using Clustering-based RBFNNs : Comparative Studies and Analysis)

  • 최우용;오성권
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제24권5호
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    • pp.536-541
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    • 2014
  • 기상레이더를 통해 취득된 데이터에는 지형에코, 파랑에코, 이상에코, 그리고 청천에코등이 존재한다. 각 에코는 여러 종류의 비강수에코이고, 이 비강수에코를 제거하기 위해 각 에코들의 특성을 분석하였다. 기상레이더 데이터는 매우 방대한 양이기 때문에 전처리 절차를 통해 분석된다. 본 논문에서는 클러스터링 기반 방사형 기저함수 신경회로망(RBFNNs : Radial Basis Function Neural Networks)과 에코 판단 모듈을 이용하여 기상레이더 데이터에서 강수에코와 비강수에코들을 구별하기 위한 에코 패턴분류기를 설계하였다. HCM(Hard C-Mean) 클러스터링 기반 RBFNNs 와 FCM(Fuzzy C-Mean) 클러스터링 기반 RBFNNs를 이용하여 출력성능은 비교 및 분석된다.

기상레이더를 이용한 최적화된 Type-2 퍼지 RBFNN 에코 패턴분류기 설계 (Design of Optimized Type-2 Fuzzy RBFNN Echo Pattern Classifier Using Meterological Radar Data)

  • 송찬석;이승철;오성권
    • 전기학회논문지
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    • 제64권6호
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    • pp.922-934
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    • 2015
  • In this paper, The classification between precipitation echo(PRE) and non-precipitation echo(N-PRE) (including ground echo and clear echo) is carried out from weather radar data using neuro-fuzzy algorithm. In order to classify between PRE and N-PRE, Input variables are built up through characteristic analysis of radar data. First, the event classifier as the first classification step is designed to classify precipitation event and non-precipitation event using input variables of RBFNNs such as DZ, DZ of Frequency(DZ_FR), SDZ, SDZ of Frequency(SDZ_FR), VGZ, VGZ of Frequency(VGZ_FR). After the event classification, in the precipitation event including non-precipitation echo, the non-precipitation echo is completely removed by the echo classifier of the second classifier step that is built as Type-2 FCM based RBFNNs. Also, parameters of classification system are acquired for effective performance using PSO(Particle Swarm Optimization). The performance results of the proposed echo classifier are compared with CZ. In the sequel, the proposed model architectures which use event classifier as well as the echo classifier of Interval Type-2 FCM based RBFNN show the superiority of output performance when compared with the conventional echo classifier based on RBFNN.

An Efficient Focusing Method for High Resolution Ultrasound Imaging

  • Kim Kang-Sik
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.22-29
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    • 2006
  • This paper proposes an efficient array beamforming method using spatial matched filtering for ultrasound imaging. In the proposed method, ultrasound waves are transmitted from an array subaperture with fixed transmit focus as in conventional array imaging. At receive, radio frequency (RF) echo signals from each receive channel are passed through a spatial matched filter that is constructed based on the system transmit-receive spatial impulse response. The filtered echo signals are then summed. The filter remaps and spatially registers the acoustic energy from each element so that the pulse-echo impulse response of the summed output is focused with acceptably low side lobes. Analytical beam pattern analysis and simulation results using a linear array show that the proposed spatial filtering method can provide more improved spatial resolution and contrast-to-noise ratio (CNR) compared with conventional dynamic receive focusing (DRF) method by implementing two-way dynamically focused beam pattern throughout the field.

저서어자원량의 음향추정에 있어서 해저기준과 해저 오프셋의 최소화 (Stable Bottom Detection and Optimum Bottom Offset for Echo Integration of Demersal Fish)

  • 황두진
    • 수산해양기술연구
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    • 제36권3호
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    • pp.195-201
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    • 2000
  • 계량어군탐지기를 이용하여 저서어를 대상으로 에코적분을 행하는 경우, 적분범위의 하한을 결정하기 위해 설정하는 해저기준이나 해저오프셋은, 저서어 자원량추정의 중요한 요인 중의 하나이다. 해저부근의 어군에코의 해석으로부터 해저기준의 결정방법과 최적 오프셋에 관하여 고찰한 결과, 다음과 같은 결과를 보였다. 1) 적분층의 폭을 5m로 하여, 적분범위를 1샘플링씩 해저방향으로 이동하면서, 해저부근의 S$\sub$a5m/의 변화를 본 결과, 해저부근의 어군에코를 적분하기 위해서는, 적분범위의 하한을 가능한 해저까지 접근시켜야 한다. 2) 에코레벨의 역치로서 해저검출을 행한 경우, 역치가 클수록 해저 검출 불능횟수가 증가하고, 작을수록 해저 오검출 횟수가 늘어 났다. 3) 에코레벨의 최대변화점을 해저기준으로 한 해저검출법은, 그 정도가 매우 높았으며, 나아가 에코레벨의 변동에 대해 아주 안정한 해저기준 알고리 즘으로 적합하였다. 4) 이 해저검출 알고리즘에 의하면, 최적해저오프셋은 해저 기준으로부터 0.4ms이내였고, 이것은 펄스파형과 해저지형에 대한 음향빔에 의존한다.

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한국 황해 백령도 주변해역 후 제4기 퇴적작용 (Late Quaternary Sedimentation in the Yellow Sea off Baegryeong Island, Korea)

  • 조민희;이은일;유학렬;강년건;유동근
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제16권3호
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    • pp.145-153
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    • 2013
  • 황해 백령도 주변해역에 분포하는 해저면 연계퇴적층의 음향상 연구를 위해 고해상 탄성파 탐사자료를 분석하였다. 해저지형 및 내부 음향상 특징에 의하면 연구지역에 분포하는 천부퇴적층은 총 7개의 음향상으로 구분된다. 내부 반사면이 약간 혹은 양호하게 발달하거나 내부반사면을 전혀 수반하지 않는 평탄한 해저면(음향상 1-1, 1-2)은 연구지역의 남쪽에 주로 분포한다. 파형의 표면구조를 수반하는 평탄한 해저면(음향상 1-3)은 중부해역에 발달한다. 평탄한 해저면 혹은 파형의 표면구조를 수반하는 마운드 형태의 해저면 특징(음향상 2-1, 2-2, 2-3)은 중부해역에 분포한다. 내부 반사면이 발달하지 않고 불규칙한 침식흔적을 갖는 해저면(음향상 3-1)은 조사해역의 북부해역인 백령도 외해쪽에 주로 존재한다. 음향상의 분포 및 퇴적물 특성에 의하면 연구지역의 퇴적환경은 뚜렷한 3 지역으로 구분되는 바 (1) 강한 조류의 영향으로 심한 침식작용이 진행되고 있는 북쪽지역, (2) 해수면 상승과 연계된 조류의 영향으로 형성된 사퇴가 분포하는 중부해역, (3) 박층의 해침 사질층이 분포하고 있는 남부해역 등으로 구성된다. 연구지역에 분포하는 7 음향상을 포함하는 이와 같은 퇴적층은 홀로세 해침동안 해수면 상승 및 강한 조류와 연계된 퇴적작용을 반영한다.

AdaBoost 알고리즘과 레이더 데이터를 이용한 채프에코 식별에 관한 연구 (A Study on Chaff Echo Detection using AdaBoost Algorithm and Radar Data)

  • 이한수;김종근;유정원;정영상;김성신
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.545-550
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    • 2013
  • 패턴 인식 분야에 있어서 데이터 분류는 해당 데이터에서 유용한 정보를 추출하기 위해서 반드시 수행해야 하는 과정 중 하나이다. AdaBoost 알고리즘은 Boosting 알고리즘을 실제 데이터 분석에 이용할 수 있도록 개량한 것으로, Random guessing이나 Random forest와 같이 정확한 결과를 도출할 확률이 50%보다 조금 높은 약한 분류기와 가중치 값의 조합을 통해 높은 분류 성능을 가지는 강한 분류기를 생성하는 방법을 뜻한다. 본 논문에서는 AdaBoost 알고리즘을 이용하여 비강수에코 중 강수에코와 그 특성이 유사하여 기상 예보를 수행하는 데 방해가 되는 채프에코를 식별하는 알고리즘의 구현에 대한 연구를 수행하였다. 기상 현상 관측을 위해 사용하는 레이더 데이터를 정적 클러스터링과 동적 클러스터링 과정을 통해서 유사도를 기반으로 한 클러스터를 생성한 후, 이를 예보관의 채프에코 판별 결과에 따라 채프에코와 비채프에코로 나누어 학습 데이터를 구성한 후 AdaBoost 알고리즘에 적용하여 분류기를 구현하였다. 제안한 AdaBoost 알고리즘의 성능을 검증하기 위하여 실제 채프에코가 발생한 레이더 데이터를 적용하였으며, 실험 결과를 통해서 제안한 알고리즘이 효과적으로 채프에코를 분류할 수 있음을 확인하였다.

이선 가입자에서의 기본대역 전송을 위한 새로운 디지탈 반향제법방식 (A New digital Echo Canceler for Baseband Data Transmission in Two-Wire Subscriber Lines)

  • 황찬식;심영석
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.24-28
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    • 1984
  • 이선 선로를 통한 full-duplex 데이타 전송에 있어서 hybrid-coupler의 불완전한 송·수신에 따른 반향신호는 데이타 검출에 큰 장애가 되고 있다. 본 논문에서는 산술평균에 의한 반향신호 추정법을 제시하고 이를 적응 디지탈 필터에 의한 추정법과 이론적 해석 및 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 비교하였다. 양자화 효과를 고려한 이론적인 해석 결과 산술평균 추정을 사용한 반향제거는 hardware 구성이 간단하면서도 수렴이 매우 빠름을 밝혔다. 특히 제시된 방식은 선로 감쇠량에 관계없이 반향신호를 정해진 시간내에 충분히 제거할 수 있다.

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