• 제목/요약/키워드: wavelet analysis

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Wavelet Transform을 이용한 수문시계열 분석 (Analysis of Hydrologic Time Series Using Wavelet Transform)

  • 권현한;문영일
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제38권6호
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    • pp.439-448
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    • 2005
  • 본 논문은 수문시계열에서 나타나는 주기성 및 경향성 등을 평가하기 위한 방법으로 Fourier Transform을 개선한 Wavelet Transform방법을 제시하고 이에 대한 타당성 및 적용성을 월강수량 및 연강수량 자료와 대표적인 기상인자인 남방진동지수(SOI)와 해수면온도(SST)를 대상으로 평가해 보았다. Fourier Transform은 시간적인 특성을 파악하지 못하는 반면에 Wavelet Transform은 수문시계열이 갖는 시간적인 특성을 유지하면서 빈도에 대한 스펙트럼을 보다 효율적으로 평가할 수 있었다. Wavelet Transform을 이용하여 분석한 결과 국내 월강수량은 1년을 중심으로 강한 스펙트럼을 나타내고 있으며 연강수량은 2-8년 주기에서 통계적으로 유의한 주기를 확인할 수 있었다. SOI와 SST에서는 2-8년 주기가 지배적임을 확인할 수 있었다.

시계열 자료의 단변량 웨이블릿 분석을 위한 모 웨이블릿의 선정 (Selecting a mother wavelet for univariate wavelet analysis of time series data)

  • 이현욱;이진욱;유철상
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권8호
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    • pp.575-587
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    • 2019
  • 본 연구에서는 모 웨이블릿(mother wavelet)이 웨이블릿 분석에 미치는 영향을 파악하기 위해 먼저 백색잡음과 사인함수를 다양하게 결합한 시계열의 분석을 수행하고 그 결과를 각각 단기기억특성과 장기기억특성을 보이는 북극진동지수(AOI)와 남방진동지수(SOI)에 대한 적용하였다. 본 연구에서는 기존 연구가 하나 또는 두 개의 모 웨이블릿 평가에 제한된 것과는 달리 총 4가지의 웨이블릿에 대한 비교 평가를 수행하였다. 본 연구에서 선정한 웨이블릿은 기존 연구에 많이 사용된 바 있는 총 4가지의 모 웨이블릿(Bump, Morlet, Paul, Mexican Hat)이다. 그 결과는 다음과 같다. 먼저, Bump 모 웨이블릿을 적용한 결과는 주기성분의 비정상성을 나타내는데 한계가 있는 것으로 확인되었다. 그 결과는 스펙트럼 분석결과와 매우 유사한 수준인 것으로 나타났다. 이에 반해 Morlet과 Paul 모 웨이블릿은 주기성분의 비정상성을 상대적으로 잘 나타내 주는 것으로 확인되었다. 마지막으로 Mexican Hat 모 웨이블릿의 경우에는 그 결과의 해석이 까다로운 것으로 나타났다. 추가로, Paul 모 웨이블릿의 적용 결과가 시계열에 따라 일관적이지 않게 나타날 수 있음도 확인하였다. 결과적으로 Morlet 모 웨이블릿은 본 연구에서 고려한 모 웨이블릿 중 그 적용상 안정성이 가장 높은 것으로 확인되었으며, 이러한 결과는 최근 웨이블릿 관련 연구에서 Morlet 모 웨이블릿이 가장 많이 사용되는 추세와도 일치하는 것이다.

웨이블릿 접근을 통한 해수면 높이와 기후 지수간의 다중 스케일 상관 관계 분석 (Multi-scale Correlation Analysis between Sea Level Anomaly and Climate Index through Wavelet Approach)

  • 황도현;정한철
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권5_1호
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    • pp.587-596
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    • 2022
  • 기후 변화로 인하여 해수면은 상승 추세에 있으며, 이로 인해 해안가 주변 저지대는 물에 잠길 위험에 처해있다. 따라서 본 연구에서는 위성 고도계 자료(Topex/Poseidon, Jason-1/2/3) 및 Southern Oscillation Index(SOI) /Pacific Decadal Oscillation (PDO) 자료를 이용하여 해수면 높이 변화와 기후 지수간의 관계를 알아보고자 하였다. 시간 기반의 함수를 주파수 기반 함수 형태로 변환시킨다면 각 자료가 가지고 있는 고유 주기를 분석할 수 있다. 푸리에 변환과 웨이블릿 변환은 대표적인 주기 분석 방법이다. 푸리에 변환은 주기에 대한 정보만 획득 가능하지만, 웨이블릿 변환은 주기 및 시간 정보 둘 다 획득할 수 있다. 웨이블릿 변환은 각 자료에 대한 주기를 찾을 수 있으며, 교차 웨이블릿 변환과 웨이블릿 긴밀도는 두 자료에 대한 공통 주기나 상관 관계 및 위상을 찾을 수 있다. 교차 웨이블릿 변환 결과 해수면 높이 및 두 기후 지수(SOI, PDO)의 1년 주기에서 강한 출력이 확인되었으며, 해수면 높이와 PDO는 역위상 관계를 보였다. 웨이블릿 긴밀도 분석에서는 교차 웨이블릿 변환에서 나타나지 않았던 1년 미만의 단주기 및 장주기에서의 상관관계가 높은 구간을 찾을 수 있었다. 웨이블릿 분석은 각 자료의 주기를 찾을 수 있을 뿐만 아니라 두 시계열 자료가 가지고 있는 주기 및 위상관계를 찾을 수 있었다. 따라서 본 연구 결과는 웨이블릿 분석을 통해 기후 자료가 가지는 고유의 주기를 분석하는 데 사용될 수 있을 것이며 시계열 자료 분석에서 찾기 어려운 해양의 다양한 현상을 모니터링하는데 활용할 수 있을 것으로 판단된다.

불규칙 신호의 웨이블렛 기법을 이용한 결함 진단 (Fault Diagnosis Using Wavelet Transform Method for Random Signals)

  • 김우택;심현진;아미누딘빈아부;이해진;이정윤;오재응
    • 한국정밀공학회지
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    • 제22권10호
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    • pp.80-89
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    • 2005
  • In this paper, time-frequency analysis using wavelet packet transform and advanced-MDSA (Multiple Dimensional Spectral Analysis) which based on wavelet packet transform is applied fur fault source identification and diagnosis of early detection of fault non-stationary sound/vibration signals. This method is analyzing the signal in the plane of instantaneous time and instantaneous frequency. The results of ordinary coherence function, which obtained by wavelet packet analysis, showed the possibility of early fault detection by analysis at the instantaneous time. So, by checking the coherence function trend, it is possible to detect which signal contains the major fault signal and to know how much the system is damaged. Finally, It is impossible to monitor the system is damaged or undamaged by using conventional method, because crest factor is almost constant under the range of magnitude of fault signal as its approach to normal signal. However instantaneous coherence function showed that a little change of fault signal is possible to monitor the system condition. And it is possible to predict the maintenance time by condition based maintenance for any stationary or non-stationary signals.

Wavelet 변환을 이용한 유발전위뇌파의 해석에 관한 연구 (A study on the analysis of evoked potentials using wavelet transform)

  • 이용희;최교환;이동규;유시영;이응구;김선일;이두수
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1996년도 춘계학술대회
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    • pp.14-17
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    • 1996
  • Evoked Potentials signals occur as a result of neuroelectric responses of the brain to sensory stimulation. In this paper, to analysis such signals we utilize a time-frequency analysis technique called wavelet transform. The wavelet analysis is performed based on a single prototype function,which can be thought of as a bandpass filter. Because the wavelet transform in a fine temporal analysis decomposes time-varying signals in EP into a dilated lowpass and a contracted highpass components, EP signal fetures can be obtained and analysed quantitatively at the levels of resolution. In the results, we analyze the VEP signal with the wavelet transform.

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IN-CYLINDER FLOW ANALYSIS USING WAVELET ANALYSIS

  • Park, D.;Sullivan, P.E.;Wallace, J.S.
    • International Journal of Automotive Technology
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    • 제7권3호
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    • pp.289-294
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    • 2006
  • Better fundamental understanding of the interactions between the in-cylinder flows and combustion process is an important requirement for further improvement in the fuel economy and emissions of internal combustion(IC) engines. Flow near a spark plug at the time of ignition plays an important role for early flame kernel development(EFKD). Velocity data measurements in this study were made with a two-component laser Doppler velocimetry(LDV) near a spark plug in a single cylinder optical spark ignition(SI) engine with a heart-shaped combustion chamber. LDV velocity data were collected on an individual cycle basis under wide-open motored conditions with an engine speed of 1,000rpm. This study examines and compares the flow fields as interpreted through ensemble, cyclic and discrete wavelet transformation(DWT) analysis. The energy distributions in the non-stationary engine flows are also investigated over crank angle phase and frequency through continuous wavelet transformation(CWT) for a position near a spark plug. Wavelet analysis is appropriate for analyzing the flow fields in engines because it gives information about the transient events in a time and frequency plane. The results of CWT analysis are provided and compared with the mean flows of DWT first decomposition level for all cycles at a position. Low frequency high energy found with CWT corresponds well with the peak locations of the mean velocity. The high frequency flows caused by the intake jet gradually decay as the piston approaches the bottom dead center(BDC).

주입 압력파의 웨이블릿 일관성 분석을 사용한 저수조-관로-밸브 시스템에서의 누수탐지모형 연구 (A scheme of leak detection model in a reservoir pipeline valve system using wavelet coherence analysis of injected pressure wave)

  • 고동원;이정섭;김진원;김상현
    • 상하수도학회지
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    • 제35권1호
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    • pp.15-25
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    • 2021
  • In this study, a method of leakage detection was proposed to locate leak position for a reservoir pipeline valve system using wavelet coherence analysis for an injected pressure wave. An unsteady flow analyzer handled nonlinear valve maneuver and corresponding experimental result were compared. Time series of pressure head were analyzed through wavelet coherence analysis both for no leak and leak conditions. The leak information can be obtained through either time domain reflectometry or the difference in wavelet coherence level, which provide predictions in terms of leak location. The reconstructed pressure signal facilitates the identification of leak presence comparing with existing wavelet coherence analysis.

Wavelet 변환에 의한 압축기의 이상상태 식별 (Identification of Abnormal Compressor using Wavelet Transform)

  • 정지홍;이기용;김정석;이감규
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1995년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.361-364
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    • 1995
  • Wavelet Transform is a new tools for signal processing, such as data compressing extraction of parameter for Reconition and Diagnostics. This transform has an advandage of a good resolution compared to Fast Fourier Transform (FFT) In this study, we employ the wavelet transform for analysis of Acoustic Emission raw signal generated form rotary compressor. In abnormal condition of rotary compressor, the state of operating condition can be classified by analizing coefficient of wavelet transformed signal.

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웨이브렛 변환을 이용한 GIS의 부분방전 검출 알고리즘에 관한 연구 (A Study on the Algorithm for Detection of Partial Discharge in G15 Using Wavelet Transform)

  • 강진수;김철환
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제52권1호
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    • pp.25-34
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    • 2003
  • Gas insulated switchgear(GIS) is an important equipment in a substation. It is highly desirable to measure a partial discharge(PD) in GIS which is a symptom before insulation breakdown occurs. The issue is that the PD signal is weak and sensitive to external noise. In this paper, the algorithm for detection of PD in GIS using wavelet transform is proposed. The wavelet transform provides a direct quantitative measure of spectral content, "dynamic spectrum", in the time-frequency domain. The recommended mother wavelet is 'Daubechies' wavelet. 'db4', the most commonly applied mother wavelet in the power quality analysis, can be used most properly in disturbance phenomena which occurs rapidly for a short time. Through the procedure of wavelet transform, noise extraction and reconstruction, the signal is Analyzed to determine the magnitude of PD in GIS. In experimental results, we can know that partial discharge is exactly detected in combination of Dl and D2 using wavelet transform.transform.

Wavelet 변환을 이용한 이방성 적층판의 판파 해석과 음원 위치 결정 (Wavelet Analysis of Plate Waves in Anisotropic Laminates and Acoustic Source Location)

  • 장영수;정현조
    • Composites Research
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    • 제13권1호
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    • pp.61-68
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    • 2000
  • 이방성 적층 복합재 판의 과도적인 파동 해석을 위한 새로운 방법을 제시하였다. Gabor wavelet을 사용하는 wavelet 변환을 분산성 굽힘파의 시간-주파수 해석에 적용하였다. 시간-주파수 영역에서 wavelet 변환의 크기의 최대값은 군속도의 도달시간을 나타냄을 보였다. 음향방출원으로서 연필심 파단을 사용하여 준등방성 판과 일방향 보강 적층판에서 실험을 수행하였다. 굽힘파의 분산 예측을 위하여 Mindlin 판이론을 사용하였으며,주파수의 함수로 몇 개의 방향에 대해 측정한 군속도 실험 결과와 잘 일치하였다. 굽힘파의 주파수 의존 도달 시간과 같은 파의군속도 방향의존성을 이용하여 이방성 판에서의 파손 위치를 결정하였으며, 그 결과를 제시하였다.

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