힐버트-후앙 변환을 이용한 수중소음원의 식별

황도진(DO-JIN HWANG),김재수(JEA-SOO KIM) 한국해양공학회 2008 韓國海洋工學會誌 Vol.22 No.1

Underwater ambient noise originating from geophysical, biological, and man-made acoustic sources contains information on the source and the ocean environment. Such noise affectsthe performance of sonar equipment. In this paper, three steps are used to identify the ambient noise source, detection, feature extraction, and similarity measurement. First, we use the zero-crossing rate to detect the ambient noisesource from background noise. Then, a set of feature vectors is proposed forthe ambient noise source using the Hilbert-Huang transform and the Karhunen-Loeve transform. Finally, the Euclidean distance is used to measure the similarity between the standard feature vector and the feature vector of the unknown ambient noise source. The developed algorithm is applied to the observed ocean data, and the results are presented and discussed.

ATW 기법을 이용한 수중 기동함정의 소음 특성 분석

윤병우 한국정보통신학회 2003 한국정보통신학회논문지 Vol.7 No.6

기동하는 잠수함이나 함정 등의 방사 소음 특성은 토날 신호와 광대역 배경잡음으로 구분될 수 있다. 토날 신호는 함정의 모터나 엔진 등의 회전으로 인해 발생하는 것이고, 광대역 배경잡음은 프로펠러에 의해 방사된 기포와 선체의 주위 물의 흐름 등으로 인해 발생하는 것이다. 이와 같은 기동함정의 방사 소음의 토날 신호와 배경 잡음을 분석하면 함정의 종류나 속도 등에 대한 정보를 분석할 수가 있다. 이 때 배경잡음의 세기가 토날 신호에 비하여 큰 경우는 토날 신호를 배경잡음으로부터 분리하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 ATW(Automatic Tracking Window) 전처리 알고리즘을 이용하여 방사 소음의 방향을 탐지하고, 표적 방향으로 배열 센서의 빔을 형하여 신호를 채취한다. 또한 ATW 알고리즘을 이용하여 이 신호에서 광대역 잡음에 섞여 있는 미약한 토날 신호를 분리할 수 있는 방법을 제시한다. The noise of maneuvering submarines or vessels can be divided into the tonal signals and broadband ambient noise. Tonal signals are from the revolution of motors and engines of vessels, and broadband ambient noise is from the bubbles which are generated by the propellers and the flow of water around vessels. We can analyze the kinds and the speed of vessels if we analyze the tonal signals and ambient noise. But, it is difficult to divide the tonal signals form the ambient noise when the power of tonal signal is much weaker than the power of ambient noise. In this paper, we detect the direction of arrival(DOA) of the noises generated by vessels with the automatic tracking window(ATW) preprocessing algorithm, and make a beam to the direction of the targets. We suggest a method which can separate weak tonal signals from broadband ambient noise with the ATW algorithm.

기동함정의 소음분석 및 유사 방사음 발생기의 설계

윤병우,송종관,신종욱 한국융합신호처리학회 2004 융합신호처리학회 논문지 (JISPS) Vol.5 No.2

기동하는 잠수함이나 함정 등의 방사 소음 특성은 토날 신호와 광대역 배경잡음으로 구분된다. 토날 신호는 함정의 모터나 엔진의 회전등으로 인한 것이고, 배경잡음은 기동 시 일어나는 함정 주변의 기포들의 발생과 소멸로 인한 것이다. 본 연구에서는 ATW 알고리즘을 이용하여 수중 기동함정의 방사소음을 분석한다. 또한 분석한 소음을 바탕으로 힐버트 변환을 이용하여 광대역 유사 잡음을 발생시킬 수 있는 시스템을 설계하고 분석한 토날 신호를 합성함으로써 유사 방사 잡음 발생 시스템을 설계한다. 이 시스템은 현장 기동함정과 유사한 소음을 발생시키게 함으로써 적으로부터 아군의 함정이 노출되었을 때 기만기로 사용함으로써 적의 어뢰 등의 공격을 피할 수 있는 시스템으로 활용할 수 있을 것이다. The noise characteristics of the submarines and vessels are composed of tonal signals and background noises. Tonal signals are from the revolution of the motors or engines, and background noises are from the generation and disappearing of the bubbles around the vessels. We analyze the noises from maneuvering underwater vessels with ATW algorithm. We design broadband asymptotic noise generator using Hilbert transform and design the system which can generate asymptotic noise with sum of generated background noise and synthesized tonal signals. This system can be used as a cheating system from the torpedo shacks.

전투체계를 위한 표적 및 주변소음 모델링을 통한 어뢰소나 표적탐지 시뮬레이션 연구

김용,유현승,김승환,지재경 한국군사과학기술학회 2020 한국군사과학기술학회지 Vol.23 No.6

In environment of torpedo firing, underwater acoustic signal is generated by target and noise. Sound wave which is generated from acoustic signal is propagated by seawater and it is received through the sonar(sound navigation and ranging) system mounted on torpedo. In the ocean, acoustic signal or sound wave from target that is generated by the spread of broadband can be attenuated by ambient noise and can be lost by medium and environment. This research is designed to support teamwork training in Naval operations by constructing a simulation system that is more similar to the real-world conditions. This paper attempts to research the modeling of target detection and to develop the simulation of torpedo sonar(TOSO). In order to develop the realistic simulation, we researched the broadband sound modeling of target and noise source, the modeling of acoustic transmission loss by chemical component of seawater, and the modeling of signal attenuation by ambient noise environment which is approximated by experimental measurements in seawater surrounding the Korea Peninsular and by experience of Navy’s actual torpedo firing. This research contributed to constructing more practical simulation of torpedo firing in real time and the results of this research were used to develop a teamwork training system for the Navy and their education.

충격성 소음 감소용 COS 홀더 개발

조현섭(Cho, Hyeon-Seob) 한국산학기술학회 2007 한국산학기술학회논문지 Vol.8 No.5

변압기 보호와 과전류를 막기 위한 목적으로 COS를 사용하고 있다. 그러나 COS 휴즈는 과전류가 흐르면 과부하에 의하여 용단되면서 강한 아크를 발생하여 공기 절연파괴를 일으킨다. 이러한 현상은 소음을 발생하면서 주변 거주자나 행인들에게 두려움을 준다. 그래서 실제 환경하에서 발생되는 소음을 시급히 정립할 필요가 있다. 본 논문은 COS 휴즈가 용단되면서 발생하는 충격성 소음의 특성을 파악하고 이러한 소음을 줄일 수 있는 방안을 제안한다. We are using cos to. block the excess current and to protect the transformer. But the fuse of COS is melt due to the overload resulting from the excess current flows and it destroys an air severing relations to clear as strong arc happens. Such phenomenon induces an impact ambient noise and it gives the circumstance area resident or pedestrian the fear. Thus, it is necessary that we urgently need to control the ambient noise from the actual circumstances. In this study, we investigate the characteristic of an impact ambient noise associate with the melting state of the COS fuse and suggest the method to reduce the noise.

환경정책기본법상의 환경기준에 관한 소고

채영근 ( Young Geun Chae ) 한국환경법학회 2016 環境法 硏究 Vol.38 No.3

1978년 환경보전법이 제정된 이래, 환경기준은 쾌적한 환경을 보전하고 사람의 건강을 보호하기 위해 설정되어야 하는 것으로 정해져 왔다. 환경정책기본법의 위임을 받아 제정된 환경정책기본법 시행령은 수질, 대기, 소음에 관한 환경기준을 정하고 있다. 환경정책기본법 시행령에서 설정하고 있는 환경기준은 사람의 건강을 보호하기 위한 최소한의 조건인가 아니면 인간의 건강보호를 넘어 쾌적한 환경을 보전하기 위한 보다 높은 이상적인 조건인가? 인간의 건강에 해를 야기하지 않을 정도의 환경조건과 인간에게 쾌적함을 가져다 줄 정도의 환경조건은 다를 수 있고 이 두 가지의 환경기준은 목표로서의 그 법적 의미가 다르고 규율방식도 다를 수 있기에 환경기준의 의미를 이와 같은 방식으로 분류하고 환경기준의 의미를 다르게 새길 필요가 있다. 쾌적한 환경이 되기 위해서는 인간 이외의 동식물이 생명력을 유지할 수 있어야 할 것이므로 인간의 건강을 보호하기 위한 기준보다는 쾌적한 환경을 보전하기 위한 기준이 보다 엄격한(=오염물질이 적은) 것이 되어야 할 것이다. 이렇게 접근한다면, 인간의 건강을 보호하기 위한 기준은 환경법이 달성하고 유지해야 하는 최소한의 기준 또는 최저한도의 기준으로, 쾌적한 환경을 보전하기 위한 기준은 달성하고 유지하는 것이 바람직한 이상으로서의 기준으로 정의해볼 수 있을 것이다. 전자의 경우, 그 기준설정에 있어서 인간의 건강에 위협을 주지 않는 정도를 잘 살펴서 설정되어야 하고 그 기준은 최소한의 기준이므로 반드시 달성되고 유지되어야 하는 것으로서 강행규정으로 그 성질을 자리매김할 필요가 있다.(허용원칙) 이와 달리 쾌적한 환경의 유지를 위한 환경기준은 보다 더 이상적인 목표로서 설정되어야 하고 그 달성 또는 유지는 경제사정 및 기술수준을 감안하여 장래에 이루어져도 무방한 것으로 그 수단의 설정에 있어서도 재량이 부여될 수 있는 성질로 규율할 수 있을 것이다.(쾌적원칙) 현행 환경정책기본법상의 환경기준은 그 유형에 따라 허용원칙으로 규율해야 할 기준과 쾌적원칙으로 규율해야할 기준이 혼재되어 있다. 그럼에도 불구하고 2011년 도입된 환경기준의 정의조항은 쾌적원칙에 따라 획일적으로 정의하고 있다. 허용원칙으로 규율해야할 기준을 쾌적원칙으로 규율하는 것은 환경기준의 실효성에 심각한 한계를 초래한다. 환경기준을 허용원칙으로 볼 때 환경기준을 달성하기 위한 제반 규제수단들은 그 규범적 성격을 강하게 가질 수 있고 국가의 규제권 발동에도 보다 더 정당성을 부여할 수 있게 된다. It has been almost four decades since Korea established environmental quality standards (EQS) as a goal along with modern environmental law system. In order to meet and maintain the environmental quality standards the country adapted various regulatory schemes and invested enormous amount of money in building environmental infrastructure. Nevertheless, in many areas, our environment has not met EQS. Under the Framework Act on Environmental Policy, EQS is to be created in order to preserve pleasant environment and protect human health. Enforcement Decree of the Framework Act on Environmental Policy adapted EQS on water, air and noise. The meaning of the current EQS could be interpreted as either minimum condition for protecting human health or ideal condition for protecting pleasant environment. Two different interpretations could result in difference in legal consequence. Environmental conditions for human health could be different from environmental conditions for pleasant environment because fauna and flora could be more sensitive to pollutions than humans. If the EQS for pleasant environment is more stringent than EQS for human health, the former could be defined as “an ideal condition for pleasant environment which could be accomplished in the future” compared to the latter to be defined as “a minimum condition for human health which should be accomplished right now.” Let`s call the former as “health rule” and the latter “pleasant rule.” Under health rule, EQS should be met at any cost any time compared that under pleasant rule, EQS could be met in the future considering economic and technical feasibility. Current EQS under the Framework Act on Environmental Policy contains standards which should be governed by the two different rules. Nevertheless, the statutory definition of EQS is only referring pleasant rule. The statutory definition should be revised.

산업장에서 실시하는 1차 순음청력검사 장소의 배경소음

김규상 ( Kyoo Sang Kim ),김형렬 ( Hyoung Ryoul Kim ),노재훈 ( Jae Hoon Roh ) 한국산업위생학회 2004 한국산업보건학회지 Vol.14 No.3

The ambient noise levels in the test rooms affect the workers`s hearing threshold. The present study was designed to assess the ambient noise levels in the industrial audiometric testing areas to determine if valid hearing tests could be performed in these environments. The ambient noise levels were measured in 141 audiometric testing areas across 47 industries located in Incheon. These results compared with the ANSI S3.1-1999 and OSHA criteria for maximum permissible ambient noise levels. The ambient noise SPLs were highest in the lower frequencies, and this decreased as the frequency increased. For the supraaural earphone, none of the rooms met the ANSI standard. Comparing the room data with the OSHA standard, compliance levels were achieved as follows: 0(0%) at 500 Hz, 4 (2.8%) at 1000 Hz, 27 (19.1%) at 2000 Hz, 134 (95.0%) at 4000 Hz, and 141 (100%) at 8000 Hz. The results of this study strongly indicate that clinical audiometry is being conducted in test rooms having unacceptable or excessive ambient noise levels.

적외선을 사용한 반사형 PPG 측정 장치에서의 주변광의 영향에 대한 연구

김남섭 한국정보전자통신기술학회 2023 한국정보전자통신기술학회논문지 Vol.16 No.6

본 논문에서는 주변광으로 인한 잡음이 적외선을 사용한 반사형 PPG 측정 장치에 미치는 영향을 고찰하였다. 주변광으로 인한 잡음은 일반적인 상황과 특수한 상황으로 나누어 고찰하였으며, 일반적인 상황은 시간과 주변 광원의 변화로 인한 잡음을 무작위로 관찰하였고, 특수한 상황은 할로겐램프를 사용하여 측정 장치와 광원과의 거리에 따른 잡음 변화를 관찰하였다. 실험은 각각의 상황에 따라 PPG 신호를 실시간으로 측정하고 데이터를 획득하였으며, 측정된 데이터는 시간 영역과 주파수 영역에서 분석하였다. 먼저 일반적인 상황 실험을 통해 주변광의 밝기에 따라 잡음이 커짐을 육안으로 확인하였고, 주파수 분석을 통해 백색잡음, 전력선 잡음, 회로 내부 잡음이 발생함을 확인하였다. 또한 할로겐램프를 사용하여 주변광과의 거리 변화에 따른 잡음의 변화를 실험하고 SNR을 계산하였다, 실험 결과, 278.3W/m²의 복사조도를 갖는 50cm 거리에서는 3.2dB의 SNR을 나타내었고 그 이하의 SNR에서는 정상적인 측정이 어려움을 확인하였으며, 27.7W/m²의 복사조도를 갖는 2m의 거리에서 18.2dB 값을 나타내었고 그 이상 값에서 필터를 통해 정상적인 PPG 측정이 가능함을 확인하였다. In this paper, we studied the effect of noise caused by ambient light on a reflective PPG measurement device using infrared light. Noise caused by ambient light was examined by dividing it into general situations and special situations. In the general situation, noise due to changes in time and ambient light sources was randomly observed, and in the special situation, a halogen lamp was used to observe the effect of noise variations. In the experiment, PPG signals were measured and data acquired in real-time depending on each situation, and the measured data was analyzed in the time domain and frequency domain. First, through a general situation experiments, it was visually observed that noise increases with the brightness of ambient light, and through frequency analysis, it was observed that the noise sources were white noise, power line noise, and internal noise of the circuit. Futhermore, using a halogen lamp, we experimented with the change in noise depending on the change in distance from the ambient light and calculated the SNR. As a result of the experiment, an SNR of 3.2 dB was shown at a distance of 50 cm with an irradiance of 278.3 W/m². It was observed that normal measurement was difficult at SNRs below that, and an irradiance of 27.7 W/m² was obtained. It showed a value of 18.2 dB at a distance of 2 m, and it was observed that normal PPG measurement was possible through a filter at values ​​above that.

관측 환경에 따른 상시미동의 HVSR 결과 신뢰도 평가

유병호,최우정,최인혁,곽동엽 대한토목학회 2022 대한토목학회논문집 Vol.42 No.1

The horizontal-to-vertical spectral ratio (HVSR) of ambient noise is widely used to identify the resonant frequency of a site. The frequency at the largest HVSR is regarded as the resonant frequency. The source of ambient noise is impossible to identify and control. Therefore, obtaining reliable HVSR of ambient noise requires sufficient measurement time and absence of near-field vibration. In this study, we investigated the minimum stabilization time required for a portable seismometer and the effect of the distance between the seismometer and artificial vibration on HVSR estimation. In the case of a soil site, the HVSR was stabilized after 5 minutes after sensor installation. In the case of a rock site, stabilization required more than an hour. Human-footsteps within 10 m of the seismometer strongly influenced the HVSR for the soil site. These results provide a field guideline when measuring ambient noise for HVSR. 상시미동의 수직성분에 대한 수평성분 스펙트럼비(HVSR)는 부지 공명주파수를 파악하는데 활발히 사용되고 있다. HVSR의 가장 큰 비율을 가지는 주파수는 부지 공명주파수와 일치한다. 상시미동은 부지 주변에 존재하는 미세진동을 의미하기 때문에 직접적인 진동원을 파악할 수 없으며, 또한 조절할 수 없다. 따라서 신뢰적인 상시미동 HVSR을 구하기 위해서는 상시미동 측정에 충분한 시간적 여유와 주변 환경의 파악 또한 필요하다. 본 연구에서는 신뢰적인 HVSR 분석에 필요한 상시미동 측정 최소시간과 지진계와 인위적인 진동 사이의 이격거리의 영향을 알아보았다. 토사 부지의 경우 센서 설치 후 5분 이내에 안정화가 되었으나, 암반 부지의 경우 안정화까지 1시간 이상이 소요되었다. 또한 상시미동 관측 시 발걸음 진동이 지진계 10 m 이내에 존재할 경우 HVSR결과에 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 결과는 현장에서 상시미동의 HVSR측정에 필요한 가이드라인을 제공할 것으로 기대된다.

Variation of Underwater Ambient Noise Observed at IORS Station as a Pilot Study

Kim, Bong-Chae,Choi, Bok-Kyoung The Korean Society of Oceanography 2006 Ocean science journal Vol.41 No.3

The Ieodo Ocean Research Station(IORS) is an integrated meteorological and oceanographic observation base which was constructed on the Ieodo underwater rock located at a distance of about 150 km to the south-west of the Mara-do, the southernmost island in Korea. The underwater ambient noise level observed at the IORS was similar to the results of the shallow water surrounding the Korean Peninsula (Choi et al. 2003) and was higher than that of deep ocean (Wenz 1962). The wind dependence of ambient noise was dominant at frequencies of a few kHz. The surface current dependence of ambient noise showed good correlation with the ambient noise in the frequency of 10 kHz. Especially, the shrimp sound was estimated through investigations of waveform and spectrum and its main acoustic energy was about 40 dB larger than ambient noise level at 5 kHz.