• Title/Summary/Keyword: spectral classification

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Multi-channel input-based non-stationary noise cenceller for mobile devices (이동형 단말기를 위한 다채널 입력 기반 비정상성 잡음 제거기)

  • Jeong, Sang-Bae;Lee, Sung-Doke
    • Journal of the Korean Institute of Intelligent Systems
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    • v.17 no.7
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    • pp.945-951
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    • 2007
  • Noise cancellation is essential for the devices which use speech as an interface. In real environments, speech quality and recognition rates are degraded by the auditive noises coming near the microphone. In this paper, we propose a noise cancellation algorithm using stereo microphones basically. The advantage of the use of multiple microphones is that the direction information of the target source could be applied. The proposed noise canceller is based on the Wiener filter. To estimate the filter, noise and target speech frequency responses should be known and they are estimated by the spectral classification in the frequency domain. The performance of the proposed algorithm is compared with that of the well-known Frost algorithm and the generalized sidelobe canceller (GSC) with an adaptation mode controller (AMC). As performance measures, the perceptual evaluation of speech quality (PESQ), which is the most widely used among various objective speech quality methods, and speech recognition rates are adopted.

Multispectral Image Data Compression Using Classified Prediction and KLT in Wavelet Transform Domain (웨이블릿 영역에서 분류 예측과 KLT를 이용한 다분광 화상 데이터 압축)

  • 김태수;김승진;이석환;권기구;김영춘;이건일
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.29 no.4C
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    • pp.533-540
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    • 2004
  • This paper proposes a new multispectral image data compression algorithm that can efficiently reduce spatial and spectral redundancies by applying classified prediction, a Karhunen-Loeve transform (KLT), and the three-dimensional set partitioning in hierarchical trees (3-D SPIHT) algorithm in the wavelet transform (WT) domain. The classification is performed in the WT domain to exploit the interband classified dependency, while the resulting class information is used for the interband prediction. The residual image data on the prediction errors between the original image data and the predicted image data is decorrelated by a KLT. Finally, the 3-D SPIHT algorithm is used to encode the transformed coefficients listed in a descending order spatially and spectrally as a result of the WT and KLT. Simulation results showed that the reconstructed images after using the proposed algorithm exhibited a better quality and higher compression ratio than those using conventional algorithms.

The Study on the Speaker Adaptation Using Speaker Characteristics of Phoneme (음소에 따른 화자특성을 이용한 화자적응방법에 관한 연구)

  • 채나영;황영수
    • Proceedings of the Korea Institute of Convergence Signal Processing
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    • 2003.06a
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    • pp.6-9
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    • 2003
  • In this paper, we studied on the difference of speaker adaptation according to the phoneme classification for Korean Speech recognition. In order to study of speech adaptation according to the weight of difference of phoneme as recognition unit, we used SCHMM as recognition system. And Speaker adaptation method used in this paper was MAPE(Maximum A Posteriori Probability Estimation), Linear Spectral Estimation. In order to evaluate the performance of these methods, we used 10 Korean isolated numbers as the experimental data. It is possible for the first and the second methods to be carried out unsupervised learning and used in on-line system. And the first method was shown performance improvement over the second method, and hybrid adaptation showed the better recognition results than those which performed each method. And the result of Speaker adaptation using the variable weight according to the phoneme had better than the result using fixed weight.

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A preliminary spectral library development for detection and classification of toxic chemicals using hyperspectral technique (초분광 기법을 활용한 유해화학물질 감지 및 분류를 위한 분광라이브러리 구축)

  • Gwon, Yeonghwa;Kim, Dongsu;You, Hojun;Kim, Seojun
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.131-131
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    • 2019
  • 최근 기후변화와 여름철 고온 등으로 인한 녹조현상, 각종 사고로 인한 화학물질 및 유류 유출 등 수질오염과 관련된 사회적 관심이 높아지고 있다. 특히, 화학사고로 인한 유해화학물질 유출은 접촉시 인체에 악영향을 끼치며, 대기 수질 토양을 오염시키고 주변 농작물의 변색이나 괴사를 유발하는 등 발생 시 적절한 조치와 대응이 필요하다. 환경부에서는 유해화학물질 유출사고로 인한 국민건강 및 환경상의 위해를 예방하기 위해 화학물질관리법과 화학물질 등록 및 평가에 관한 법률을 제정하여 유해화학물질을 관리하고 사고에 대응하고 있다. 그러나, 화학사고 발생 시 현장인력에 의존해 공장 인근의 먼지, 악취 등을 감시하거나 화학물질의 유출이 우려되는 곳에 제한적으로 검출센서를 설치해 사고를 감시하고 있으나 미설치 지역에 대한 능동적 탐지가 어렵고, 공간적 분포 탐지가 불가능하여 초동 대응에 한계가 있다. 한편 최근 초분광 영상을 활용하여 물질 고유의 특성을 분석함으로써 토지피복, 식생, 수질 등의 식별에 활용되고 있어 화학물질 감지 가능성도 보여주고 있다. 하지만, 초분광 센서를 활용한 하천의 화학물질 감지를 위한 연구는 아직 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 우선 유해화학물질의 일종인 황산, 염화티오닐, 톨루엔을 대상으로 지점 분광복사계로 촬영하여 각각의 화학물질이 갖는 분광특성을 수집하여 초분광 영상으로 상호 구분이 가능한 지 확인하고자 하였다. 이상치 검출 및 신뢰도 높은 자료를 구축하기 위해 다회 반복촬영하였으며 반사도의 표준화를 위해 백색판을 동시에 측정하고 이를 정규화하여 분광 라이브러리를 구축한 결과, 대상 화학물질 별 식별이 가능하다는 결과를 도출하였다. 이러한 가능성에 기반하여 추가적인 유해화학물질 분광 라이브러리 데이터베이스를 구축하면, 사고물질의 식별 및 농도를 즉각적으로 확인하고 실시간 모니터링에 적용하여 신속하게 화학사고 발생여부 감지 및 대응에 활용될 것으로 기대한다.

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Analysis Spectral Distribution of Hyperspectral Image for Bed Materials Classification in River (하천의 하상재료 분류를 위한 초분광 영상의 분광특성 분석)

  • Lee, Yunho;Kim, Seojun;Yoon, Byungman
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2019.05a
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    • pp.133-133
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    • 2019
  • 하천의 하상재료는 전반적인 하천 계획 및 정비 등의 기초자료이다. 특히 하천의 하상재료 조사는 하천의 조도계수 산정, 하천의 유사이송 특성 분석 및 하천 서식처 등의 하천환경 조사를 위하여 수행한다. 지금까지의 하천 하상재료 조사는 사람이 직접 하상토를 채취하거나 사진을 이용하여 대략적인 스케치를 통해 진행하다보니 자료의 품질에 대한 신뢰도가 떨어지고, 사람이 직접조사를 해야 하기 때문에 비용이 많이 필요하여 몇 개 지점을 대상으로 하상재료 조사를 수행해야 하는 등의 한계를 가지고 있다. 따라서 하천 환경 평가를 위한 하상재료 조사를 위해서는 좀 더 체계적이고 과학적인 기술 개발이 요구된다. 특히 물속의 하천 하상재료를 조사하는 것은 육안 또는 카메라를 이용한 조사로는 어려움이 많기 때문에 하천 전체의 공간적인 하상재료 조사를 위해서는 새로운 기술이 필요하다. 이에 본 연구에서는 보다 정확한 조도계수 산정을 위해 초분광 영상을 이용하여 하상재료를 분류하고, 이를 이용하여 하천 환경 평가를 할 수 있는 하상재료 분포도를 만들기 위한 하상재료의 분광특성 분석 연구를 수행하였다. 초분광 영상의 분광특성은 수백개의 밴드가 연속적으로 구성된 정보를 말하며, 영상 내 모든 화소의 파장정보를 포함하는 데이터 큐브형식으로 구성된다. 물체의 파장정보는 분광기나 초분광 영상 촬영 장치를 통해 수집할 수 있으며 파장정보는 파장과 이에 해당하는 영역의 반사도를 측정하여 하상재료의 분광반사특성으로 확인할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 하천의 다양한 하상재료들만의 고유 분광반사특성을 분석하여 하상재료별 분광 라이브러리를 구축하고자 한다. 또한 이와 같이 하상재료별 분광 라이브러리를 구축한 결과를 활용하여 무인기 기반의 초분광 영상을 활용한 하천 하상재료 분류 기술을 개발하고자 한다. 이를 위해 본 연구에서는 하상재료별 분광라이브러리를 구축하였고, 실제 하천에서 무인기 초분광 영상에 활용한 결과 수체가 존재하는 영역에서도 초분광 영상을 활용하여 하상재료의 분류가 가능한 것을 확인하였다.

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Joint Time Delay and Angle Estimation Using the Matrix Pencil Method Based on Information Reconstruction Vector

  • Li, Haiwen;Ren, Xiukun;Bai, Ting;Zhang, Long
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • v.12 no.12
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    • pp.5860-5876
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    • 2018
  • A single snapshot data can only provide limited amount of information so that the rank of covariance matrix is not full, which is not adopted to complete the parameter estimation directly using the traditional super-resolution method. Aiming at solving the problem, a joint time delay and angle estimation using matrix pencil method based on information reconstruction vector for orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) signal is proposed. Firstly, according to the channel frequency response vector of each array element, the algorithm reconstructs the vector data with delay and angle parameter information from both frequency and space dimensions. Then the enhanced data matrix for the extended array element is constructed, and the parameter vector of time delay and angle is estimated by the two-dimensional matrix pencil (2D MP) algorithm. Finally, the joint estimation of two-dimensional parameters is accomplished by the parameter pairing. The algorithm does not need a pseudo-spectral peak search, and the location of the target can be determined only by a single receiver, which can reduce the overhead of the positioning system. The theoretical analysis and simulation results show that the estimation accuracy of the proposed method in a single snapshot and low signal-to-noise ratio environment is much higher than that of Root Multiple Signal Classification algorithm (Root-MUSIC), and this method also achieves the higher estimation performance and efficiency with lower complexity cost compared to the one-dimensional matrix pencil algorithm.

A study on building spectral library for classification of algae species based on hyperspectral technique (초분광 영상 기반 조류종 분류를 위한 기초라이브러리 구축에 대한 연구)

  • Kim, Jong Min;Kim, Young Do;Kyun, Yeong Hwa;Kim, Dong Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2020.06a
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    • pp.160-160
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    • 2020
  • 조류는 계절별 기상 및 수질 조건에 따라 규조, 녹조, 남조의 발생 및 천이가 이루어지는데 최근 기후 변화로 인해 출연종 별 발생 및 천이의 시기 또한 빨라지고 있다. 이 중 남조류의 경우 초여름에 발생하여 급격한 증식으로 대발생되어 녹조현상을 야기하고 이는 해당 수역의 생태계 파괴, 그 이외에도 사회적, 경제적, 환경적인 측면에서 많은 문제를 유발한다. 하천·호소의 조류의 발생과 거동에 대한 이해와 효과적인 대응책 마련을 위하여 현상에 대한 모니터링이 선행되어야 하지만 기존 조사방식은 점, 선 단위의 간헐적 측정을 통해 진행되고 있어 많은 인력과 시간이 필요로 하고 있는 실태이다. 현재 이에 따른 문제 해결을 위한 하천·호소의 원격탐사 기법을 이용한 조류의 발생 및 거동에 대한 모니터링 연구가 많이 진행되고 있다. 본 연구에서는 초분광 영상을 이용한 원격 탐사 모니터링을 위한 선행연구를 위해 400-1000 nm에서 NIR(visNIR)파장을 분석할 수 있는 초분광 카메라 CORNING사의 micro HSITM 410 shark와 영상 흔들림 보정을 위한 DJI사의 로닌-MX를, 이용하여 현재 녹조류, 남조류 5종의 배양액과 방사보정을 위해 99% 반사율의 반사판과 함께 촬영하여 영상을 수집하였다. 수집된 영상을 통하여 방사보정 및 해당 Base 제거를 통한 조류의 분광 정보 추출 과정을 통해 조류별 분광 정보를 추출, 분석하여 해당 조류의 분광특성을 파악하고 기초 라이브러리를 구축하여 제시함으로 추후 하천·호소에서의 초분광 영상 기반 원격탐사 모니터링에 적용하고자 한다.

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An Implementation of OTB Extension to Produce TOA and TOC Reflectance of LANDSAT-8 OLI Images and Its Product Verification Using RadCalNet RVUS Data (Landsat-8 OLI 영상정보의 대기 및 지표반사도 산출을 위한 OTB Extension 구현과 RadCalNet RVUS 자료를 이용한 성과검증)

  • Kim, Kwangseob;Lee, Kiwon
    • Korean Journal of Remote Sensing
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    • v.37 no.3
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    • pp.449-461
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    • 2021
  • Analysis Ready Data (ARD) for optical satellite images represents a pre-processed product by applying spectral characteristics and viewing parameters for each sensor. The atmospheric correction is one of the fundamental and complicated topics, which helps to produce Top-of-Atmosphere (TOA) and Top-of-Canopy (TOC) reflectance from multi-spectral image sets. Most remote sensing software provides algorithms or processing schemes dedicated to those corrections of the Landsat-8 OLI sensors. Furthermore, Google Earth Engine (GEE), provides direct access to Landsat reflectance products, USGS-based ARD (USGS-ARD), on the cloud environment. We implemented the Orfeo ToolBox (OTB) atmospheric correction extension, an open-source remote sensing software for manipulating and analyzing high-resolution satellite images. This is the first tool because OTB has not provided calibration modules for any Landsat sensors. Using this extension software, we conducted the absolute atmospheric correction on the Landsat-8 OLI images of Railroad Valley, United States (RVUS) to validate their reflectance products using reflectance data sets of RVUS in the RadCalNet portal. The results showed that the reflectance products using the OTB extension for Landsat revealed a difference by less than 5% compared to RadCalNet RVUS data. In addition, we performed a comparative analysis with reflectance products obtained from other open-source tools such as a QGIS semi-automatic classification plugin and SAGA, besides USGS-ARD products. The reflectance products by the OTB extension showed a high consistency to those of USGS-ARD within the acceptable level in the measurement data range of the RadCalNet RVUS, compared to those of the other two open-source tools. In this study, the verification of the atmospheric calibration processor in OTB extension was carried out, and it proved the application possibility for other satellite sensors in the Compact Advanced Satellite (CAS)-500 or new optical satellites.

A Control Method for designing Object Interactions in 3D Game (3차원 게임에서 객체들의 상호 작용을 디자인하기 위한 제어 기법)

  • 김기현;김상욱
    • Journal of KIISE:Computing Practices and Letters
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    • v.9 no.3
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    • pp.322-331
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    • 2003
  • As the complexity of a 3D game is increased by various factors of the game scenario, it has a problem for controlling the interrelation of the game objects. Therefore, a game system has a necessity of the coordination of the responses of the game objects. Also, it is necessary to control the behaviors of animations of the game objects in terms of the game scenario. To produce realistic game simulations, a system has to include a structure for designing the interactions among the game objects. This paper presents a method that designs the dynamic control mechanism for the interaction of the game objects in the game scenario. For the method, we suggest a game agent system as a framework that is based on intelligent agents who can make decisions using specific rules. Game agent systems are used in order to manage environment data, to simulate the game objects, to control interactions among game objects, and to support visual authoring interface that ran define a various interrelations of the game objects. These techniques can process the autonomy level of the game objects and the associated collision avoidance method, etc. Also, it is possible to make the coherent decision-making ability of the game objects about a change of the scene. In this paper, the rule-based behavior control was designed to guide the simulation of the game objects. The rules are pre-defined by the user using visual interface for designing their interaction. The Agent State Decision Network, which is composed of the visual elements, is able to pass the information and infers the current state of the game objects. All of such methods can monitor and check a variation of motion state between game objects in real time. Finally, we present a validation of the control method together with a simple case-study example. In this paper, we design and implement the supervised classification systems for high resolution satellite images. The systems support various interfaces and statistical data of training samples so that we can select the most effective training data. In addition, the efficient extension of new classification algorithms and satellite image formats are applied easily through the modularized systems. The classifiers are considered the characteristics of spectral bands from the selected training data. They provide various supervised classification algorithms which include Parallelepiped, Minimum distance, Mahalanobis distance, Maximum likelihood and Fuzzy theory. We used IKONOS images for the input and verified the systems for the classification of high resolution satellite images.

Mineral Identification and Field Application by Short Wave Infrared (SWIR) Spectroscopy (단파장적외선 분광분석법을 이용한 광물동정과 현장적용성)

  • Kim, Chang Seong;Kim, Yong-Hwi;Choi, Seon-Gyu;Ko, Kwang-Beom;Han, Kyeong-Soo
    • Economic and Environmental Geology
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    • v.50 no.1
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    • pp.1-14
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    • 2017
  • The analytical conditions including surface state, moisture effect, and device condition were investigated for applying Short Wave Infrared(SWIR) spectroscopy to the field survey. Among the three surface state of samples (exposed surface, cutting face and powder), both spectra from the exposed surface and cutting face are almost identical whereas spectral variation was detected in powder sample. Over 24-hours-dryring of the wet sample at room temperature, the samples show a similar spectrum with that of dry condition. The result suggests that outcrop samples mighty be dried for 24 ~ 48 hours depending on the wetness of outcrop. The bright minerals could produce stable spectra with 10 times measurements as default value of the device under SWIR spectroscopy but the dark minerals would require about 10 seconds, which corresponds to 100 times measurements to get the reliable spectra. The position and shape 2,160 ~ 2,330 nm and/or other spectral features of hydrothermal alteration minerals by SWIR spectroscopy could be used for a classification of hydrothermal alteration zone in the field. Absorption peaks in 2,160 ~ 2180 nm are useful for identifying (advanced) argillic zone by spectral characteristics of kaoline, dickite, pyrophyllite, and alunite. Absorption peaks in 2,180 ~ 2,230 nm are able to define muscovite, sericite, and smectite, which are key alteration minerals in phyllic zone. Absorption peaks in 2,230 ~ 2,270 nm can be used to recognize prophylitic zone where chlorite and epidote occur. Absorption peaks of other principle minerals such as talc, serpentine, amphibole, and carbonate group are mainly detected within the wave length of 2,270 ~ 2,330 nm. This result indicates that the spectra of these minerals need to be carefully interpreted.