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Salt Delineation From Electromagnetic Data Using Convolutional Neural Networks
Oh, Seokmin,Noh, Kyubo,Yoon, Daeung,Seol, Soon Jee,Byun, Joongmoo IEEE 2019 IEEE geoscience and remote sensing letters Vol.16 No.4
<P>With recent advances in machine learning, convolutional neural networks (CNNs) have been successfully applied in many fields, and several attempts have been made in the field of geophysics. In this letter, we investigated the mapping of subsurface electrical resistivity distributions from electromagnetic (EM) data with CNNs. To begin imaging electrical resistivity using CNNs, we carried out precise delineation of a subsurface salt structure, which is indispensable for identification of offshore hydrocarbon reservoirs, using towed streamer EM data. For training the CNN model, an electrical resistivity model, including a salt body, and corresponding EM data calculated through numerical modeling were used as the label and input, respectively. The optimal weights and biases of the CNN were obtained minimizing the mean-square error between the predicted resistivity distribution and the target label. The final CNN model was selected using a validation data set during training. After training, we applied the trained CNN to test data sets of noisy data and simulated-SEAM data, which were not provided to the network during training. The test results demonstrate that our trained CNN model is stable, reliable, and efficient, and indicate the possibility of successful application of our CNN model to field data. Our study has shown the promising potential of CNNs for identifying defined subsurface electrical resistivity structures that are difficult to find using conventional EM inversion.</P>
오석민 ( Seokmin Oh ),노규보 ( Kyubo Noh ),설순지 ( Soon Jee Seol ),변중무 ( Joongmoo Byun ) 한국지구물리·물리탐사학회 2017 지구물리와 물리탐사 Vol.20 No.4
최근 인공송신원 전자탐사 분야에서 시추공 케이싱의 영향에 대한 연구가 큰 주목을 받고 있다. 이 연구에서는 케이싱을 전기 쌍극자 송신원의 집합으로 근사하는 방법에 기초하여 시추공 케이싱을 고려한 전자탐사 모델링 알고리듬을 개발하고 그 타당성을 검증하였다. 개발된 알고리듬을 이용해 시추공 케이싱이 측정되는 전자기반응에 미치는 영향을 확인하기 위해, 지열 저류층을 모사하는 합성모델을 구성하였으며 이를 통해 케이싱으로 인한 전자기반응의 변화 양상을 확인하였다. 시추공 케이싱에 의한 전자기반응의 변화는 케이싱 주변부에서 지배적으로 나타나며 송신원이 케이싱에 가까워짐에 따라 크게 나타나는 것이 확인되었다. 또한, 청수의 주입으로 인한 파쇄영역 형성에 따른 반응 분석을 통해, 송신원과 케이싱이 충분히 멀 때에는 주입 후의 자료를 케이싱에 대한 고려 없이 역산하여 파쇄영역을 영상화할 수 있다고 판단하였다. 하지만 송신원과 케이싱이 가까울 때에는 시추공 케이싱에 의한 영향이 커지므로 이러한 접근이 불가능 하지만 이 경우에는 주입 전과 후의 자료의 차이를 이용하면 케이싱을 고려하지 않는 해석이 가능함을 보여주었다. 이러한 다양한 연구는 모니터링 환경에 대한 정밀한 분석이 선행될 때 가능하며, 이 연구에서 소개된 접근법 및 알고리듬이 이러한 분석을 수행하는 데에 기여할 수 있을 것으로 기대된다. Recently, steel casing became an interesting issue when applying controlled-source electromagnetic (EM) method to various fields because effects of steel casing on EM responses are not negligible. This study employed an approach that approximates the steel casing as a series of electric dipole sources in order to develop the numerical algorithm for the efficient simulation of EM responses in the presence of steel casing. After verifying the validity of the developed algorithm, we analyze effects of steel casing on EM responses with the synthetic model simulating geothermal reservoir environment. The analysis showed that the effects of steel casing on EM responses are localized near the casing and increase as the transmitter becomes close to the casing. In addition, through the analysis on the EM responses by the injection of clean water, we confirm that the effects of casing are negligible when interpreting the after-injection data acquired using the transmitter located far enough from the casing. Considering the difference in EM responses between before and after injection in inversion, the effects of the casing can be neglected although after-injection data shows considerable difference due to the close distance between the transmitter and casing. To investigate this kind steel casing effect, the precise analysis on EM responses should be preceded. The algorithm introduced in this study will contribute to the reliable calculations of EM responses distorted by the conductive steel casing.
Seokmin Hong,Yonghwan Oh,Doik Kim,Bum-Jae You Institute of Electrical and Electronics Engineers 2014 IEEE transactions on industrial electronics Vol. No.
<P>This paper focuses on real-time walking pattern generation for humanoid robots with linear inverted pendulum model (LIPM). In general, there are many issues in generating proper walking patterns of center of mass and zero moment point (ZMP) with the LIPM since the LIPM has two drawbacks such as instability and non-minimum phase property. For resolving these difficulties, the paper proposes a new real-time approach by combining a feedback and a feedforward controller. The feedback controller employs a pole placement method which shifts the poles of the LIPM in order to improve system stability. The feedforward controller utilizes advanced pole-zero cancelation by series approximation method (APZCSA) for reducing non-minimum phase property which occurs by an unstable zero and is not able to be dealt with by the feedback controller. In addition, the APZCSA improves the tracking error induced by finite series approximation. Using the two controllers, the proposed method makes the transfer function of overall walking pattern generation system approximately unity and consequently generates a stable walking pattern which follows a desired ZMP according to walking path. The efficiency of the proposed method is verified by walking pattern planning examples and experiments with the humanoid robot MAHRU-R.</P>
완전시차를 가지는 3 차원 디스플레이를 위한 포인트 클라우드와 집적영상기술의 융합
홍석민 ( Seokmin Hong ),강현민 ( Hyunmin Kang ),오현주 ( Hyunju Oh ),박지용 ( Jiyong Park ) 한국정보처리학회 2022 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.29 No.2
본 논문은 3 차원 이미징 기술과 컴퓨터 그래픽스 기반의 시뮬레이션 분야에서 매우 성공적인 두 기술의 융합을 기반으로 진행한 연구를 제안한다. 먼저 3 차원 디스플레이 시스템에 재생할 집적영상 이미지를 생성하는 방법에 대해 설명한다. 이는 3 차원 포인트 클라우드에서 가상 핀홀 배열로 입사각을 역투영하는 계산방식을 통해 해당 이미지를 생성한다. 우리는 재생되는 3 차원 영상의 초점면을 자유롭게 선택하는 방법에 대해서도 설명한다. 또한, 복수의 관찰자에게 동시에 다양한 시점정보를 기반으로 몰입감 넘치는 3 차원 영상을 제공하는 3 차원 디스플레이 시스템을 소개하고, 다양한 실험결과를 기반으로 결론을 제시한다.
홍석민(Seokmin Hong),오용환(Yonghwan Oh),유범재(Bum-Jae You) 대한전기학회 2006 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2006 No.7
최근 들어 안정적인 보행 패턴 생성을 위해서 많은 방법들이 제안 되고 있다. 대부분의 논문에서 주기적인 보행에 대한 연구는 이루어지고 있으나 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석은 이루어지지 않고 있다. 본 논문은 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석을 통해 기존의 역 진자 모델(Inverted pendulum model)을 기반으로 부드러운 무게 중심의 궤적을 생성하는 해석적 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 정현파 함수를 이용해 영 모멘트 위치(ZMP, Zero Moment Point) 궤적을 설계한다. 영 모멘트 위치 궤적 설계 시 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대해 영 모멘트 위치와 무게 중심 간의 비 최소 위상(non-minimum phase) 시스템의 특성을 이용한다. 제안된 방법을 이용하여 주기적인 보행 구간 및 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에서 부드러운 무게 중심 궤적이 생성됨을 시뮬레이션을 통해 구현하여 제안된 방법의 유효성을 보인다.