도플러 신호의 순간 주파수는 탄과 표적간의 상대속도, 이격거리 등의 정보를 얻는데 사용된다. 순간 주파수 추정을 위해 주로 사용되는 방법인 단구간 퓨리에 변환은 시간 및 주파수의 영역에서 고정된 크기의 창을 가지므로 광대역의 신호 특히, 주파수가 급격하게 변하는 신호에 대한 순간 주파수 추정에서는 많은 오차가 발생한다. 본 논문에서는 시간 및 주파수의 영역에서 창의 크기를 적응적으로 변화시킬 수 있는 연속 웨이브릿 변환에 기반한 도플러 신호의 순간 주파수를 추정하는 방법을 제안한다. 제안한 방법은 고주파수 영역에서는 좁은 창, 저주파수 영역에서는 넓은 창을 적용하여 시간에 따른 주파수의 변화에 무관하게 순간 주파수를 추정한다. 모의실험과 실제 실험을 통한 성능평가 결과 제안한 방법이 기존의 단구간 퓨리에 변환 방법에 비해 우수함을 확인하였다.
As the concept of the smart structure, monitoring of acoustic emission (AE) can be applied to inspect the fracture of the entire structure in operating condition using built-in sensors. The objective of this study is to find the characteristics of matrix crack signals in composites due to the different specimen shapes. To detect matrix crack signals, we performed tensile tests by changing the thickness, width and length of the specimen. For the quantitative evaluation, time frequency analysis such as short-time Fourier transform (STFT) was used to characterize the matrix crack signals from PZT sensor. The experimental result shows the distinctive signal features in frequency domain due to the different specimen shapes.
신호 대 잡음비가 낮은 환경에서 센서 어레이에 입사된 입력 신호 사이의 지연시간 추정(Time Delay Estimation, 이하 TDE)은 높은 분해능이 요구된다. 본 연구에서는 높은 분해능의 TDE를 구하기 위해 상호상관함수(Cross-Correlation)에 평균 차 함수(Average Magnitude Difference function, AMDF)의 역수를 가중한 MCC (Modified Cross-Correlation)알고리즘을 제안한다. 모의신호를 사용한 수치 시뮬레이션 실험으로 종래의 AMDF, Cross-Correlation 알고리즘과 본 연구에서 제안한 MCC 알고리즘의 분해능을 비교 분석하였다 각 알고리즘의 TDE 결과에 대해 STFT(Short Time fourier Transform)에 의한 시간 주파수 해석을 한 결과 MCC알고리즘을 사용하여 TDE 분해능이 향상되었음을 보고한다.
소형망원경을 이용하여 산개성단 내 단주기 미세 변광성을 체계적으로 탐사하기 위한 보현산 천문대 측광 모니터링 프로그램 Short Period Variability Survey(SPVS)의 일환으로, 젊은 산개성단 NGC 129의 $90'{\times}60'$ 영역에 대한 V필터 시계열 측광 관측을 수행하였다. 성단의 관측은 보현산 천문대 155mm 소형 굴절 망원경과 $3K{\times}2K$ CCD 카메라를 이용하여 2004년 10월 12일부터 2005년 11월 3일까지 총 11일간 수행되었으며, 그 결과 전체 2400장의 V 필터시계열 CCD 영상자료 및 성단의 색-등급도를 얻었다. 시계열 자료의 기기등급을 표준등급으로 변환하기 위하여 앙상블정규화 기법(ensemble normalization technique)을 사용하였다. 측광 후 총 9537개별의 시간에 따른 광도변화를 조사한결과 총 66개의 새로운 변광성을 발견 하였다. 새롭게 찾아낸 변광성들은 DFT(Discrete Fourier Transform) 분석과 위상 맞추기 방법(phase-matching technique)을 이용하여 변광 주기를 결정하였다. 결정된 변광성의 주기 및 진폭 변화, 색-등급도 상에서의 변광성의 위치 등을 고려하여 변광 유형을 조사한 결과 9개의 SPB형 변광성과 9개의 ${\delta}$ Scuti형 변광성, 29개의 식변광성, 17개의 장주기 변광성과 기타 2개의 변광성으로 분류할 수 있었다. 본 연구를 통해, 산개성단에서의 변광성 탐사 연구에 소형망원경이 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다.
Yong Niu;Jinguo Wang;Yunjin Hu;Gang Wang;Bolong Liu
Geomechanics and Engineering
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제34권1호
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pp.1-15
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2023
This study conducts uniaxial compression tests on intact and single crack-contained rocks to investigate the time-frequency domain characteristics of acoustic emission (AE) signals monitored during the deformation failure process. A processing approach, short-time Fourier transform (STFT), is performed to obtain the evolution characteristics of time-frequency domain of AE signals. The AE signal modes at different deformation stages of rocks are different. Five modes of AE signal are observed during the cracking process of rocks. The evolution characteristics of time-frequency domain of AE signals processed by STFT can be utilized to evaluate the damage process of rocks. The difference of time-frequency domain characteristics between intact and cracked rocks is comparatively analyzed. The distribution characteristics of frequency changing from a single band-shaped cluster to multiple band-shaped clusters can be regarded as an early warning information of damage and failure of rocks. Meanwhile, the attenuation of frequency enables the exploration of rock failure trends.
표면파 속도 측정은 근래 토목분야에서는 비파괴 지반조사기법으로 활용되고 있다. 최근에는 디지털 신호처리기술의 발달과 함께, 더욱 정확해진 자료분석 알고리즘을 통하여 표면파 탐사관련 기술이 향상되어 3차원의 공간연속적인 시험이 가능해졌다. 본 연구는 표면파의 분산 특성을 이용하여 콘크리트 구조물의 깊이별 강성평가를 하는 SASW(Spectral Analysis of Surface Waves)기법과 STFT(Short time Fourier Transform)과 HWT(Harmonic Wavelet Transform)를 이용한 주파수영역에서의 공진주파수를 통한 부재평가 기법인 IE(Impact Echo)기법을 이용하여 대상부재의 강도평가를 수행하기 위한 시제품 개발을 수행하였다. 시제품은 메인프레임과 2개의 센서로 이루어져 측정을 수행하며 측정장치와 DAQ장치 및 S/W로 구성되어 있다. 메인프레임의 진동특성영향을 제거하기 위하여 2개의 센서는 프레임과 띄움구조로 설계하였고 센싱하는 위치는 대상 재료의 밀착되어 계측할 수 있도록 설계하였다. 탄성파를 계측하여 대상 재료의 깊이별 측정된 표면파의 속도를 계측하며 개발된 시제품의 구조물별 적용성 평가를 위한 실험을 수행하였고 평균 표면파 속도를 통해 추정한 콘크리트 두께와 결함 및 강도 추정의 적용성을 평가하였다. 시제품을 이용해 시험콘크리트 표면파를 측정한 결과 SASW기법을 이용하여 깊이에 대한 위상속도 분포와 IE기법의 결과로 개발된 시제품의 합리적 적용성이 평가되었다. 그러나 재료의 강도추정에 있어서는 각각 알고리즘의 주파수분석 요소들에 의해 변동되는 경향을 보여 추후 많은 테스트를 통해 속도-강도 추정의 회귀곡선식을 S/W에 탑재시키고 다양한 방법으로 조합하는 알고리즘으로 신뢰성있는 강도추정을 위한 알고리즘을 개발하여야 한다.
In this study, we attempt to design a real-time autonomic nervous system(ANS) evaluation system usable during exercise using heart instantaneous frequency(HIF). Although heart rate variability(HRV) is considered to be a representative signal widely used ANS evaluation system, the R-peak detection process must be included to obtain an HRV signal, which involves a high sampling frequency and interpolation process. In particular, it cannot accurately evaluate the ANS using HRV signals during exercise because it is difficult to detect the R-peak of electrocardiogram(ECG) signals with exposure to many noises during exercise. Therefore, in this study, we develop the ground for a system that can analyze an ANS in real-time by using the HIF signal circumventing the problem of the HRV signal during exercise. First, we compare the HRV and HIF signals in order to prove that the HIF signal is more efficient for ANS analysis than HRV signals during exercise. Further, we performed real-time ANS analysis using HIF and confirmed that the exerciser's ANS variation experiences massive surges at points of acceleration and deceleration of the treadmill(similar to HRV).
In this letter, we present a new algorithm for the harmonic and percussive separation of jazz music. Using a short-time Fourier transform and nonnegative matrix factorization, the signal is decomposed into rank components. Each component is then split into harmonic and percussive parts using masks calculated based on their tonalities. Finally, the harmonic and percussive parts are separated after applying the masks and a summation. We evaluate the algorithm based on real audio examples using both objective and subjective assessments. The proposed algorithm performs well for the separation of harmonic and percussive parts of jazz excerpts.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제17권3호
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pp.113-119
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2017
The application of compressive sensing (CS) to a radar imaging system based on a frequency-scanned microstrip leaky wave antenna is investigated. First, an analytical model of the system matrix is formulated as the basis for the inversion algorithm. Then, $L_1-norm$ minimization is applied to the inverse problem to generate a range-azimuth image of the scene. Because of the antenna length, the near-field effect is considered in the CS formulation to properly image close-in targets. The resolving capability of the combined frequency-scanned antenna and CS processing is examined and compared to results based on the short-time Fourier transform and the pseudo-inverse. Both simulation and measurement data are tested to show the system performance in terms of image resolution.
Because an electric railway vehicle is a large scale moving load, it can cause various kinds of power quality problems in the railroad power system. The power quality impacts are considered as the strong instantaneous stresses to the related power systems and can cause an accelerating aging and a malfunction of the power supplying components. Therefore, it is necessary to detect the small and intermittent symptoms mixed in the voltage waveform. However, they cannot be detected by the triggering functions of the existing power analyzers installed in the railway systems. This paper will examine the drawback of some fast detection tools and propose an advanced detecting and analyzing method based on a combined TEO and STFT algorithm.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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