매설된 선배열 음향센서를 이용한 표적 위치추정 성능향상 기법 연구

양인식,Yang, In-Sik 한국군사과학기술학회 2005 한국군사과학기술학회지 Vol.8 No.2

The target localization using the line arrays buried in the seabed is a difficult problem due to the complex sea bottom characteristics and need to compensate the wave propagation effect to localize the target accurately Sound speed mismatch in the seabed causes a bias in the target bearing estimation and induces the localization error. In this paper we describe a target localization method with improved accuracy of target bearing and localization by calibration the sound speed in the seabed. The proposed algorithm is verified through the ocean data.

수중 음원 위치 추정을 위한 개선된 최소 분산 정합장 처리 기법

양인식,김준환,김기만 한국음향학회 2000 韓國音響學會誌 Vol.19 No.2

Matched field processing technique is performed by considering complex underwater environments. Specially, the performance of minimum variance processor is greatly degraded by eigenvalue problem. In this paper, we propose the minimum variance matched field processor using shaping matrix. This shaping matrix makes that the input covariance matrix is invertible and enhances the desired acoustic source component. It was proved effectively range/depth localization of the proposed method with simulated data and vertical array data collected by NATO SACLANT Center north of the island of Elba off the Italian west coast. 수중 음원을 탐지할 때 사용되는 정합장 처리 기법은 복잡한 수중 환경을 고려하여 수행된다. 특히, 최소 분산 처리기를 적용할 경우 행렬의 고유치 문제로 인해 그 성능이 크게 저하될 수 있다. 본 논문에서는 변환 행렬을 이용하여 최소 분산 정합장 처리기의 성능을 개선하였다. 이 변환 행렬은 입력 신호의 공분산 행렬이 역행렬을 구할 수 있도록 하면서 원하는 음원 신호 성분을 향상시키도록 한다. 제안된 방법은 가상 데이터와 NATO 산하 SACLANT 센터에서 수집된 실측 데이터를 이용하여 그 효율성을 입증하였다.

다수 정보들의 비선형 최적화에 의한 수중 음원 위치 추정 성능 향상

양인식,권택익,강태웅,김기만,Yang, In-Sik,Kwon, Taek-Ik,Kang, Tae-Woong,Kim, Ki-Man 한국음향학회 2017 韓國音響學會誌 Vol.36 No.6

TDoA (Time Difference-of Arrival) or DoA (Direction-of-Arrival) can be used for source localization. However, the localizing performance is dependent on relative position between source and receivers, receivers' geometric structure, sound speed, and so on. In this paper we propose a source localization method with enhanced performance that combines multiple information. The proposed method uses the time TDoA, DoA and sound speed as variables. LM (Levenberg-Marquardt) method which is one of nonlinear optimizations is applied. The performances of the proposed method was evaluated by simulation. As result of simulation, the proposed method has the lower average localizing error performance than the previous method. 수중 음원의 위치를 추정하기 위해 도달 시간차와 도달 방향이 활용될 수 있다. 하지만 위치 추정 성능은 표적과 수신단 사이의 상대적인 위치, 수신기들의 기하학적인 배치 구조 및 음속 등에 영향을 받는다. 본 논문에서는 추정된 다수의 표적 정보들을 조합하여 위치 추정 성능을 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안한 방법은 도달 시간차, 도달 방향 및 음속 값을 변수로 사용하며, 비선형 최적화 과정 가운데 하나인 LM(Levenberg-Marquardt) 방법이 적용되었다. 제안된 방법의 성능은 모의실험을 통해 분석되었다. 결과에서 제안된 방법의 평균 위치 추정 오차가 기존의 방법을 사용한 경우보다 낮게 나타났다.

이중 선 배열을 이용한 빔 영역 합성 처리

양인식,김기만,윤대희,오원천,도경철 한국음향학회 2001 韓國音響學會誌 Vol.20 No.6

본 논문에서는 평행한 이중 선 배열을 위한 합성 기법을 제안하고자 한다. 일반적으로 천해에서 사용되는 단일 배열은 신호의 이득을 높이고 각 분해능을 높이기 위해서 긴 어퍼쳐 길이를 요구하고 있다. 그러나 원거리로부터 발생한 극 저주파 신호는 수신단에서 어레이를 기준으로 좌, 우 모호성을 드러낸다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 평행한 이중 선 배열을 이용하면서 합성 기법을 적용하였다. 어레이 합성 기법은 연속적인 시간에서 얻어진 각각의 데이터들을 빔 영역에서 코히어런트한 합성을 거쳐 공간 영역에서 가상의 어레이로 확장하였다. 제안된 방법은 인접한 다중 음원 환경에서의 각도 오차를 줄이고 어레이 합성 횟수에 따라 향상된 분해능성능을 나타내었다. 시뮬레이션 결과 어레이 합성 기법을 적용하기 전과 5회의 합성을 수행했을 경우, 평균 부엽 레벨은 약 7dB가 향상되었다. In this Paper, we Propose synthetic aperture technique for twin-line may. Sin91e-line way is required long aperture size in order to achieve high SNR and angular resolution in shallow water Ultra low frequency signal from far-field has left-right ambiguity at sing1e-line array. To resolve these Problems, we'd like to adopt the synthetic aperture technique to twin-line array. The synthetic aperture method adopts coherent processing of sub-aperture signals at successive tine intervals in the beam domain. The proposed method shows low nile error and improved angular resolution. In simulation result, average sidelobe level is reduced about 7〔dB〕when the array Peformed 5-synthesis.

송신자 자가인증 기법 기반의 스팸 SMS 필터링 안드로이드 애플리케이션 구현

양인식(Inshik Yang),추문박(Wenbo Zou),백전성(Jeanseong Baik),강경태(Kyungtae Kang) 한국컴퓨터정보학회 2018 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.26 No.2

스팸·스미싱 SMS의 차단을 위하여 지금까지 다양한 차단기법이 개발되어 사용되고 있다. 그 중에서도 대부분을 차지하는 방법들이 기계학습을 통한 내용 기반의 차단과 사용자의 스팸신고를 통한 송신자 차단 방법이다. 그러나 이러한 방법들은 공통적으로 스팸·스미싱을 식별하기 위해 학습 데이터가 필요하다는 문제점을 갖고 있기 때문에, 신종 스팸 공격들은 차단이 불가능하여 차단율의 한계를 보인다. 본 논문에서는 오늘날 사용되고 있는 스팸·스미싱 차단 기법들의 근본적인 문제점들을 규명하고, 이를 해결할 수 있는 스팸차단 기법 중 하나인 송신자 자가인증 기법을 소개한다. 그리고 송신자 자가인증 기법을 적용한 안드로이드 애플리케이션의 구현 및 동작과정을 설명한다.

송신자 자가인증 기법을 적용한 스팸차단 서버와 안드로이드 애플리케이션 구현

양인식(Inshik Yang),백전성(Jeanseong Baik),강경태(Kyungtae Kang) 한국컴퓨터정보학회 2017 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.25 No.2

왜곡된 형상을 갖는 어레이를 위한 합성 처리 기법

김준환,양인식,김기만,오원천,도경철 한국음향학회 2000 韓國音響學會誌 Vol.19 No.4

기존의 어레이 합성 기법들은 선형 어레이 소나에 적용되어 신호이득을 증가시키고, 방향의 분해능을 향상시키며 부엽에 대한 주엽의 레벨 비를 높이기 위한 방법으로 연구되어져 왔다. 본 논문에서는 어레이 합성 기법을 비선형 형태의 견인 어레이인 Conformal 어레이에 적용하여 기준 축상에 실제 어레이의 센서들을 사상시킴으로써 선형 어레이와 같이 제어하기 위한 기법을 제안한다. Conformal 어레이를 위해 적용된 기법은 FFT변환을 통해 빔 영역상에서 연속적인 시간에 대해 부신호를 코히어런트하게 처리한다. 합성의 반복횟수, 선형 어레이에서 나타난 방향 탐지 오차, 부엽 증가에 대해 사상 기법에 의한 오차 감소와 같은 결과를 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다. The previous synthetic aperture techniques have been investigated to increase signal gain, improve angular resolution and peak-to-sidelobe level ratios for towed line array sonar systems. The synthetic aperture method in this paper is performed for conformal array systems by mapping real elements on an axis to control like a linear array. The proposed method for the conformal array performs coherent processing of subaperture signals at successive time intervals in the beam domain via FFT transformations. This was confirmed by the simulation results and compared to the results from use of the synthetic aperture technique under the conformal array.

이중 초점 빔 형성기를 사용한 수동형 거리 추정 기법의 성능

김준환,양인식,김기만,오원천,김인익,천승용 한국음향학회 2001 韓國音響學會誌 Vol.20 No.2

수중에서 음원까지의 거리를 추정하는 방법들이 연구되어 왔다. 그 가운데 초점 빔 형성기를 사용한 거리 추정 기법은 낮은 신호대 잡음비를 갖는 환경에서 우수한 성능을 갖는 것으고 알려져 있으나 다중 음원 환경에서는 성능 저하가 초래된다. 이에 본 논문에서는 두 개의 초점 빔 형성기를 사용하여 거리를 추정하는 방법을 제안하였다. 또한 표본화 주파수가 낮으면 초점 빔 형성기를 정확하게 원하는 위치로 지향할 수 없기 때문에 빔 패턴의 왜곡이 발생하게 되고, 그 결과 거리 추정 기법의 성능 저하를 초래한다. 그리고 이 논문에서는 표본화 주파수가 초점 빔 형성기를 이용하는 거리 추정 기법에 미치는 영향에 대해서도 고찰하도록 한다. 시뮬레이션을 통해 연구된 내용들을 검증하였다. The passive ranging estimation techniques using a focused beamformer have been studied under the water. It is well known that the passive ranging estimation method using a focused beamformer is excellently evaluated. Among these, the passive ranging sonar is known to have a good performance under low signal-to-noise. ratio. However, its performance is degraded in multi-source environments. In this paper, we proposed the technique using dual focused beamformers to estimate the range. And when the sampling frequency is low, it is very difficult to steer the focused beam to the desired direction, as a result of this, the low performance occurs because of a distorted beam pattern. In this paper, we study the effect of sampling rate on passive ranging by using focused beamformer. And we verified the performance of the proposed method via computer simulation.

음선 기반 중주파수 대역 잔향음 모델 개발 및 실측 데이터 비교

추영민,성우제,양인식,오원천,Chu, Young-Min,Seong, Woo-Jae,Yang, In-Sik,Oh, Won-Tchon 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.8

Sound in the ocean is scattered by inhomogeneities of many different kinds, such as the sea surface, the sea bottom, or the randomly distributed bubble layer and school of fish. The total sum of the scattered signals from these scatterers is called reverberation. In order to simulate the reverberation signal precisely, combination of a propagation model with proper scattering models, corresponding to each scattering mechanism, is required. In this article, we develop a reverberation model based on the ray theory easily combined with the existing scattering models. Developed reverberation model uses (1) Chapman-Harris empirical formula and APL-UW model/SSA model for the sea surface scattering. For the sea bottom scattering, it uses (2) Lambert's law and APL-UW model/SSA model. To verify our developed reverberation model, we compare our results with those in Ellis' article and 2006 reverberation workshop. This verified reverberation model SNURM is used to simulate reverberation signal for the neighboring seas of South Korea at mid frequency and the results from model are compared with experimental data in time domain. Through comparison between experiment data and model results, the features of reverberation signal dependent on environment of each sea is investigated and this analysis leads us to select an appropriate scattering function for each area of interest. 실제 해양에서 음파는 해수면/해저면의 거친 경계면이나 기포층/어군과 같이 불규칙적으로 분포된 체적에 의해 산란 되며, 잔향음 신호는 이러한 산란 신호의 합으로 형성된다. 실측된 잔향음 신호를 정확하게 모의하기 위해서는 각 산란 메커니즘에 적합한 산란 모델을 음파 전달 손실 모델과 결합시켜야 한다. 본 논문에서는 기존의 산란 모델과 결합이 용이한 음선 이론을 기반으로 잔향음 모델을 개발하였다. 개발된 잔향음 모델은 (1) 해수면에 대한 산란 신호로 실험 기반의 Chapman-Harris 식과 이론 기반의 APL-UW/SSA 모델, (2) 해저면에 대해서는 실험 기반의 Lambert 법칙과 이론 기반의 APL-UW/SSA 모델을 선택적으로 사용하도록 한다. 개발된 잔향음 모델의 타당성을 검증하기 위해서 정상 모드법 기반으로 개발된 Ellis 모델 결과와 2006 잔향음 공동웍크?乍【? 발표된 여러 잔향음 모델 결과와 비교하였다. 모델간의 비교를 통해 검증된 잔향음 모델을 이용하여 한국 근해의 중주파수 대역 잔향음 신호를 모의하고, 이를 실측 데이터와 시간 영역에서 직접 비교하였다. 이러한 비교를 통해 각 해역의 해양 환경의 특성에 따라 상호 다른 잔향음 신호 경향을 고찰 할 수 있으며, 나아가 각 해역 특성을 반영하는 산란 강도 함수를 본 잔향음 모델을 통해 선정할 수 있다.

WBRCB 기반의 수동 선배열 소나 광대역 적응빔형성 기법 연구

현아라,안재균,양인식,김광태,Hyun, Ara,Ahn, Jae-Kyun,Yang, In-Sik,Kim, Gwang-Tae 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.2

적응빔형성 기법은 부엽을 줄이고 약한 신호에 대한 탐지 성능을 향상시킨다. MVDR(Minimum Variance Distortionless Response)과 같은 일반적인 적응빔형성 기법은 설계한 가중벡터와 실제 입사신호의 조향벡터의 불일치에 대해 매우 민감하다. 또한 센서 수가 많은 어레이를 이용하여 광대역 적응빔형성을 할 경우 공분산행렬을 산출하기 위해 긴 관측시간과 많은 연산량이 요구된다. 본 논문은 센서 수가 많은 수동 선배열 소나의 광대역 적응빔형성 성능향상 및 안정성을 위해 WBRCB(Wideband Robust Capon Beamforming)를 적용하였다. 불일치 요소에 강인한 WBRCB 구현을 위해 다양한 불일치 요소를 반영하여 최적의 불일치 파라미터를 도출하였다. 도출된 파라미터를 반영한 WBRCB 기법을 시뮬레이션 및 실험데이터에 적용하여 수동 선배열 소나의 광대역 적응빔형성 성능 향상을 검증하였다. Adaptive beamforming methods are known to suppress sidelobes and improve detection performance of weak signal by constructing weight vectors depending on the received signal itself. A standard adaptive beamforming like the MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) is very sensitive to mismatches between weight vectors and actual signal steering vectors. Also, a large computational complexity for estimating a stable covariance matrix is required when wideband beamforming for a large-scale array is used. In this paper, we exploit the WBRCB (Wideband Robust Capon Beamforming) method for stable and robust wideband adaptive beamforming of a passive large uniform line array sonar. To improve robustness of adaptive beamforming performance in the presence of mismatches, we extract a optimum mismatch parameter. WBRCB with extracted mismatch parameter shows performance improvement in beamforming using synthetic and experimental passive sonar signals.