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유제선(Yoo, Je-Seon),신동민(Shin, Dong-Min),조용식(Cho, Yong-Sik) 한국해안해양공학회 2009 한국해안해양공학회 논문집 Vol.21 No.2
해안에서 입사파향은 일반적으로 실측 파랑자료로부터 생성한 파향 스펙트럼 분석을 통하여 구하지만, 파향의 실측기법은 현장 계기설치시 많은 인력과 비용이 소요되기 때문에 전 쇄파지역에 걸쳐 입사파향을 관측하기에는 어려움이 따른다. 이러한 이유로, 본 연구는 해안 디지털 비디오 자료에 나타나는 입사파의 파봉선을 이용하여 쇄파지역에서 입사파의 변화를 관측하는 기술을 제안한다. 파봉선은 이미지 상에서 선인식 기법을 이용하여 이미지 강도가 큰 픽셀들을 추적해 나감으로써 추출한다. 입사파향은 추출된 파봉선의 일차미분값, 즉, 실제 평면좌표 공간에서 파봉선의 기울기를 계산하여 구한다. 비디오 자료로부터 입사파향의 측정결과는 실측 파랑자료의 파향 스펙트럼으로부터 구한 파향 계산결과와 비교적 잘 일치한다. Incident wave angles are conventionally estimated by the directional spectrum analysis of wave data collected from in-situ sensors. The in-situ measurements are limited in monitoring incident wave angles in the wide surf zone, since the techniques are typically expensive, labor-intensive, and point-measuring. In this study, estimation of incident wave angles using wave crest features captured in digital video imagery is proposed to observe incident wave directions over the surf zone. Line signatures of wave crests having high image pixel intensities are extracted by moving an interrogation window to identify high intensity pixels in sequential video images. Wave angles are computed by taking the first derivative of the extracted crest signatures, i.e. local slope of the crest signatures in the two-dimensional physical plane. Compared to the wave angle estimates obtained by the directional spectrum analysis, video-based wave angle estimates show good agreements in general.
해안 디지털 비디오를 이용한 쇄파지역에서의 파랑궤적 측정
유제선(Yoo, Je-Seon),신동민(Shin, Dong-Min),조용식(Cho, Yong-Sik) 한국해안해양공학회 2008 한국해안해양공학회 논문집 Vol.20 No.4
본 연구에서는 해안 디지털 비디오를 이용하여 쇄파지역에서의 파랑궤적을 원격으로 측정하는 기술을 제안한다. 쇄파에 의해 발생하는 거품은 비디오 이미지로부터 파랑속성을 측정하는데 큰 오차를 야기한다. 이러한 이유로, 본 연구는 이미지 상에서 파랑신호와는 다른 거품 노이즈를 제거하기 위한 고급 영상처리기술과 쇄파지역에서 파랑속성을 효과적으로 측정하는데 필요한 파랑궤적을 검출하는 방법에 초점을 두고 있다. 이를 위하여 본 연구는 100 m 이상 거리범위의 쇄파지역에서 3 Hz 주파수로 촬영한 해안 비디오 자료를 이용한다. 비디오 원 영상으로부터 고주파수의 특성을 가지는 거품신호를 제거하기 위하여 이미지 프레임 후방차분과 방향성 로패스 이미지 필터를 통하여 비디오 이미지를 영상처리한다. 개별의 쇄파 파랑궤적은 레이돈 변환 선인식 알고리듬을 이용하여, 거품 노이즈가 제거된 해안선 수직방향 이미지 Timestack상에 적용하여 검출된다. 이 이미지 Timestack의 물리적 공간차원은 2차원 공간-시간 도메인으로 표현된다. 비디오 자료로부터 측정된 유효 파랑궤적의 개수는 실측자료로부터 얻어진 파랑개수의 약 2/3이다. A remote sensing technique to identify trajectories of breaking waves in the surf zone using oblique digital nearshore videos is proposed. The noise arising from white foam induced by wave breaking has hindered accurate remote sensing of wave properties in the surf zone. For this reason, this paper focuses on image processing to remove the noise and wave trajectory identification essential for wave property estimation. The nearshore video imagery sampled at 3 Hz are used, covering length scale(100 m). Original image sequences are processed through image frame differencing and directional low-pass image filtering to remove the noise characterized by high frequencies in the video imagery. The extraction of individual wave crest features is conducted using a Radon transform-based line detection algorithm in the processed cross-shore image timestacks having a two-dimensional space-time domain. The number of valid wave crest trajectories identified corresponds to about 2/3 of waves recorded by the in-situ sensors.