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디지털 시추코어 이미지로부터 정밀 암상 분류를 위한 컨볼루션 오토인코더의 활용
박재성(Jaesung Park),정진아(Jina Jeong),이소연(Soyeon Lee) 대한지질학회 2021 대한지질학회 학술대회 Vol.2021 No.10
시추 코어 이미지 자료는 지하 내부 퇴적 구조, 지층 경계 및 암상을 보다 상세하게 파악 할 수 있는 방법이다. 시추코어로부터 암상 구분을 위해서는 로깅이 이루어져야 하나 많은 시간이 걸릴 뿐 아니라 작업자의 주관적인 판단으로 결정된다. 따라서 본 연구에서는 객관적이면서 자동으로 보다 정밀한 종류의 암상을 분류할 수 있는 방법을 제안하였으며, 이를 위해 기계학습의 일종인 Convolutional Autoencoder (CAE)가 적용되었다. CAE는 입력과 출력 데이터 모두 같은 이미지를 사용하는 비지도 학습(unsupervised learning)이며, 이미지의 노이즈 제거와 차원 축소에 많이 사용된다. 특히, 기존의 Stacked Autoencoder와 달리 Convolution 연산을 통해 이미지의 특징을 적절하게 보존하여 이미지 분석 시에는 큰 장점이 있다. 본 연구에서는 CAE의 암상 특징 추출 및 분류에의 적용성을 평가하기 위해서 호주 Northern Carnarvon 분지의 Satyr-5 시추공에서 획득한 실제 코어 이미지를 활용하였다. 확보된 시추코어는 sand, shale, shaly sand, fracture가 포함된 sand로 구성되어있다. 따라서 CAE를 이용하여 4가지 암상의 특성을 학습하였다. 이때, 이용된 시추코어 자료는 총 90 m로 CAE 네트워크를 학습하기 충분하지 않아 기존 자료에 대한 자료증폭(data augmentation)을 실시하였으며, 이를 통해 16,000개(10 cm 로깅한 자료의 18배)의 자료를 확보 및 학습에 이용하였다. CAE의 특징 추출 성능을 이미지의 기본 특성값(예, RGB 채널, 로컬 엔트로피 평균 값 등)을 이용한 모델 및 CNN 기반 특징 추출 모델과 비교 검증하였다. CNN 기반 모델을 이용한 결과의 정확도는 87%, 이미지 기본 특성값에 기반한 모델 결과의 정확도는 81%로 나타났다. 반면, CAE를 이용한 모델 결과는 90%의 예측 정확도를 보여주었다. 추가적으로 CAE 기반 특징 추출 모델의 입력자료로 Canny Edge Detection 적용 결과를 추가 적용하였으며, 이의 결과는 88%의 예측 성능을 보여주었다. 결과를 종합하였을 때, CAE 기반의 네트워크가 입력되는 이미지에 대한 추가적인 전처리 과정 없이, 암상의 분류 특징을 가장 정밀하게 추출하는 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 적용된 방법은 이미지 자료에 주로 활용되는 CNN 기법을 적용하는 것보다 전산 연산량이 낮아 시간 및 비용 효율적인 측면에서도 활용성이 높을 것으로 기대된다.
Adaptive Scanning Scheme for Mobile Broadband Wireless Networks based on the IEEE 802.16e Standard
박재성(Jaesung Park),임유진(Yujin Lim) 한국컴퓨터정보학회 2008 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.13 No.4
기술의 발전과 유선망에서와 동일한 성능을 요구하는 사용자의 기대치 증대로 인해 광대역 무선 이동망은 중요한 연구 분야로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 IEEE 802.16e 기반 시스템의 매체 접속제어 계층에서 핸드오버 성능 증가를 위한 기법을 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 셀 재설정 과정이라 불리는 스캔 시작 과정의 문제점을 식별하고 이를 해결하기 위한 수신 신호 강도 기반 동적 스캔 시작 기법을 제안한다. 모의실험을 통해 제안 기법은 필요한 스캔 지속 시간을 고려한 수신 신호 강도 예측을 통해 적시에 스캔 과정을 시작하여 불필요한 자원의 낭비와 늦은 핸드오버를 야기시키지 않는다는 것을 보였다. Mobile broadband wireless network is emerging as one of the hottest research areas due to technical advances, and the demands of users who wish to enjoy the same network experience on the move. In this paper, we investigate the handover process at the medium access control (MAC) layer in an IEEE 802.16e-based system. In particular, we identify problems concerned with the scan initiation process called cell reselection and propose a received signal strength (RSS) estimation scheme to dynamically trigger a scanning process. We show how the RSS estimation scheme can timely initiate a scanning process by anticipating RSS values considering scan duration required.
박재성 ( Jaesung Park ),손영환 ( Younghwan Son ),노수각 ( Sookack Noh ),봉태호 ( Taeho Bong ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
Collection and analysis of pore water has become an important aspect of many environmental engineering fields. Also, it is very important in agricultural research to analyze pore water because most plants are grown up at vadose zone(unsaturated zone). Pore water analyses are used for sediment quality assessment, soil physics and geo-environmental studies. This research used two different site samples - marine sediment soil and paddy soil - to figure out heavy metals concentration relationship between soil particle and pore water. Pore water was sampled from each soil by squeezing method. Measurement of heavy metals contents was carried out for soil particle, dilution water and pore water by AAS and ICP method in lab. Concentrations of Cd, Cu, Pb, As, Zn, Ni, Hg and Cr were measured by above methods. As a result, it was found that copper ions were higher ratio detected than any other heavy metal in pore water. It seems that the copper ions are more hydrophilicity matter than other metals. This result shows that concentration of copper ion in pore water can estimate concentration of copper in soil.
석탄연소부산물의 지화학적 기본특성 및 환경 안정성 평가
박재성 ( Jaesung Park ),최우석 ( Wooseok Choi ),김태완 ( Taewan Kim ),손영환 ( Younghwan Son ) 한국농공학회 2012 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2012 No.-
국내 전력 생산에서 가장 큰 비중을 차지하는 석탄 화력 발전량은 에너지 사용량 증가와 더불어 증가하고 있는 추세이다. 이 과정에서 발생하는 다량의 석탄 연소 부산물은 일부 재활용되지만 연간 300만t 가량이 회사장에 매립되고 있다. 국내외에서 재활용률을 높이기 위한 연구가 활발히 진행 중이지만, 환경 안정성에 대한 의문으로 인해 재활용은 제한적으로 이루어지고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 전국 석탄 화력 발전소에서 발생하는 석탄 연소 부산물의 기본적인 지화학적 특성과 함께 환경 안정성을 평가하였다. 이를 위해 각 발전소 부산물의 pH, XRF 시험을 통해 대조군의 흙과 지화학적 특성을 비교 검토하였으며, 중금속 함유량 및 용출시험에 의한 중금속량을 측정하여 환경 안정성을 평가하였다. 그 결과 pH는 일반적인 흙에 비해 약알칼리성을 띄고 있었으며 XRF 결과 CaO 성분이 대조군에 비해 높게 나타났다. 전국 석탄화력 발전소 부산물의 중금속 농도는 토양오염 기준 이하로 검출되었으며, 대조군에 비해서도 낮은 것으로 나타났다. 이와 함께 용출시험에서 얻은 중금속 함유량도 허용 기준치 이하인 것으로 확인되었다.