소/중형 컴퓨터를 위한 MCSST 소프트웨어 개선에 관한 연구

심태보 ( Tae Bo Shim ),장덕홍 ( Duck Hong Chang ) 大韓遠隔探査學會 1989 大韓遠隔探査學會誌 Vol.5 No.1

Improvement of the multichannel sea surface temperature(MCSST) software, which had been developed for the purpose of operating under mainframe computer system, was seeked in order to operate effectively in a mini computer system. CPU time and processing time, which is not a major factor under mainframe computer system, become a critical factor in real time image processing under mini computer system. Due to fixed kernel size(3×4) of the old MCSST software, high spatial resolution characteristics of the original image received from satellites were apparently degraded when images are transformed into a cartesian coordinate system after geometrical distortions of the image due to earth curvature are removed. CPU and processing time were reduced to 0.13 and 0.15~0.22 comparing with the old MCSST`s, respectively, by applying disk block I/O and M/T queue I/O method under VAX-11/750 computer. The high resolution quality(1.1km in AVHRR) of the processed image was guaranted using 2×2 kernel size and applying moving window techniques without sacrificing CPU and processing time much.

수동저항체를 이용한 보강토 옹벽시스템에 대한 연구

심태보(Shim Tae bo),이상덕(Lee Sang duk),강세구(Kang Se Gu) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

Propagation Loss Variability due to Hourly Variations of Underwater Sound Speed profiles in the Korea Strait

나영남,심태보,김성일,Na, Youn-Nam,Shim, Tae-Bo,Kim , Seong-Il The Acoustical Society of Korea 1995 韓國音響學會誌 Vol.14 No.e1

수중음속 구조의 시간변화에 기인한 전파손실의 변화정도를 추정하기 위해 1993년 10월 대한해협에서 39 시간 동안 1시간 간격의 해양학적 관측을 실시하였다. 수온의 시간 변화를 일으키는 요인을 살펴보기 위하여 해류와 기상학적인 관측도 동시에 실시하였다. 관측기간 동안 표층 혼합층에서 수온의 시간 변화는 관측점 주위 해역의 수괴와 밀접하게 관련되어 있다. 저주파 대역(75-300 Hz) 전파손실은 포물선 방정식 기법을 도입한 모델을 이용하여 계산하고 전 수심에 대해 평균을 취하였다. 수직음속 구조의 시간 변화는 30-50 km 거리에서 10 dB 이상의 전파손실 차이를 일으킬 수 있다. 39 개 수직음속 구조에 대한 전파손실의 표준편차 변화정도는 50 km 거리에서 3 dB에 달한다. In order to estimate the variability of the wave propagation loss (PL) du e to hourly variations of the sound speed profiles (SSPs), we conducted oceanographic measurements every hour for 39 hours in October 1993 in the Korea Strait. Currents and meteorological data were measured simultaneously to examine the causes of the temporal variations of temperatures. During the experiment, the temporal variations of temperatures in the surface layer highly depend on the water mass transport from adjacent seas. The PL for low frequency (75-300 Hz) is calculated using the parabolic equation scheme and averaged over the whole water depth. The hourly variation of the SSP may cause a PL difference of up to 10 dB over a 30-50 km range. The variability of PL, represented by standard deviation for the 39 SSPs, is as large as 3 dB over a 50 km range.

Potential Method for Underwater Communication based upon Tracking Techniques

호아도안,심태보,Hoa, Doan Nguyen Thanh,Shim, Tae-Bo The Institute of Electronics and Information Engin 2011 電子工學會論文誌-TC (Telecommunications) Vol.48 No.1

수중 환경의 복잡성 때문에 수중통신은 대기중에서의 통신과는 그 차이가 상당한 여러 가지 어려움들을 가지고 있다. 신호는 수중에서 많은 불규칙 소음들에 의해 저하된다. 뿐만 아니라 대역폭의 한계는 수중 통신에서 매우 큰 이슈이다. 그러므로 배열신호 처리 기법은 SNR을 개선에 적당하다. 이 논문에서 소스 추적기법에 기반한 수중 통신을 목적으로 하는 potential 기법을 제안하고자 한다. 또한 다중배열 소나를 이용한 새 추적 모델과 동 소나의 세부 구성을 제시했다. 실험들에서는 샘플 모델과 본 모델상에서 추적 결과의 차이점을 도출해 냈다. 실험 결과, 특히 수중환경에서 통신 문제들을 해결할 가능성이 수신기 구성이라는 것을 시연하였다. Because of the complexity of the underwater environment, the communication has difficulties that can differ significantly from those in air, The signal is degraded by many random noises. Furthermore, the limit of the bandwidth is a big issue in underwater communication. Therefore, the array signal processing can be adapted to improve the signal-to-noise ratio. In this paper, we propose a potential method for underwater communication based upon source tracking techniques. Also, a new tracking model by using a multi-array sonar and detail of the multi-array sonar configuration are shown in this paper. The experiment results demonstrated the receiver configuration is very potential to solve communication problems, especially in the underwater environment.

표층 해상의 기포가 음파전달에 미치는 영향

임병욱,심태보,김영규,박정수,Im, Byun-Kook,Shim, Tae-Bo,Kim, Young-Gyu,Park, Joung-Soo 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.3

해양에서는 파도, 빗방울 등 해수면에 일어나는 많은 물과 물의 충돌, 해양에서 운행되는 선박, 여러 해양 생물들의 생명활동 그리고 여러 발생 원들에 의해 많은 기포들이 생성될 수 있다. 이렇게 생성된 기포들은 해양에서 사용되는 음파의 세기와 음속에 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 2007년 9월 19일 04:00 부터 17:00 까지 남해 남형제도 해역에서 Acoustic Bubble Spectrometer (ABS)와 CTD를 사용하여 해양 기포생성과 생성기포가 음파에 미치는 영향을 관측하였다. 관측자료를 통하여 풍속과 기포생성의 연관성, 기포의 반경에 따른 기포량, 주파수별 음속비를 분석하였다. 최종적으로 분석자료를 통해 기포가 음파전달에 미치는 영향을 모의하였다. The bubbles are created by waves, raindrops, water collision, vessels sailing at sea, life activities of various marine organisms in the ocean and other sources. The bubbles affect the intensity and sound speed of acoustic waves in the ocean. We indirectly observed bubbles in order to understand the creation of and the effects of bubbles on sound waves, using an Acoustic Bubble Spectrometer (ABS) and CTD, from 04:00 to 17:00, 19 September, 2007. We also analyzed the correlation of wind speed and the generation of bubbles, the amount of bubbles, and the sound speed variation at 50, 60, and 70 kHz. Finally, We simulated the way how bubbles affect sound transmission based on the analysis results.

수중 통신시 다중경로 적응 BISMO (Bi-Switch Modulation)알고리즘 설계

임병욱,심태보,Im, Byung-Ook,Shim, Tae-Bo 한국음향학회 2008 韓國音響學會誌 Vol.27 No.7

Multipath makes clear message transfer difficult in the underwater communication. To solve this problem, we propose a new method producing proper MFSP (Modulation Frequency Shift Period) which could be obtained by calculating time delay caused by different path from a transmitter to a receiver. At the transmitter end, messages were divided according to the size of the MFSP and transmitted accordingly alternating Frequency. At the receiver end, the received messages were demodulated in order to recover the original message by the adaptive BISMO algorithm which is constructed at the algorithm design stage. Adaptive MFSP and estimated BER (Bit Error Rate) were calculated through simulation test. 수중통신 시 다중 음파 경로의 생성은 명확한 메시지전송을 어렵게하는 원인중 하나이다. 본 논문에서는 이러한 문제점의 해결을 위하여 각기 다른 경로에 따라 형성된 다중 경로간의 지연 시간을 계산하여 변조주파수변환구간을 생성하는 방법을 제안하였다. 송신단에서는 생성된 변조주파수변환구간의 크기에 따라 메시지를 분할하여 두 개의 주파수를 사용하여 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)방식을 교대로 호핑하여 메시지를 전송 하였다. 이에 대응하여 수신단에서는 수신된 메시지를 알고리즘 설계 시 구축한 프로토콜에 의하여 복조하여 원신호로 복원하는 적응 BISMO 알고리즘을 제안 하였고 모의실험을 통하여 적응적 변조주파수변환구간, 추정 오류율을 계산하였다.

A Study on the classification of Underwater Acoustic Signal Using an Artificial Neural Network

나영남,심태보,한정우,김천덕,Na, Young-Nam,Shim, Tae-Bo,Han, Jeong-Woo,Kim, Chun-Duck The Acoustical Society of Korea 1995 韓國音響學會誌 Vol.14 No.e2

본 연구에서는 천해환경에서 저주파 음향신호의 신경회로망에 기초한 식별시스템 적용 가능성을 살펴 본다. 220 Hz 주파수에서 도플러 변이와 주파수 확산 효과를 추정한 결과 시간에 따라서 2 Hz 이하의 변화를 보인다. 이러한 주파수의 작은 변화는 신경회로망에 기초한 식별시스템이 단지 토널 주파수 정보만으로도 신호의 식별을 가능하게 한다. 신경회로망은 모두 4개의 층으로 이뤄져 있으며, 입력과 출력 처리요소는 각각 60개와 4개로 구성되어 있다. 주파수 200-250 Hz 대역에서 실측한 토널 신호를 신경회로망에 기초한 식별시스템에 입력시킨 결과 순간적인 프레임의 경우에 대해서는 67% 이상, 그리고 연속되는 5개의 프레임을 평균한 경우에 대해서는 91% 이상의 신호를 식별할 수 있다. In this study, we examine the applicability of the classifier based on an artifical neural network (ANN) for the low-frequency acoustic signal in shallow water environment. The estimations of the Doppler shift and frequency spreading effect at 220 Hz reveal the frequency variation of less than 2 Hz with time This small variation enables the ANN-based classifier to identify signals using only tonal frequency information. The ANN consists of 4 layers, and has 60 input processing elements (PEs) and 4 output PEs, respectively. When measured tonal signals in the frequency 200-250 Hz are applied to the ANN-based classifier, the classifier can identify more than 67% of the signals for instantaneous frame and more than 91% for averaged one over 5 frames.

협대역 음향신호를 이용한 수중음파의 전파손실 측정

나영남,심태보,최진혁,장덕홍,김성일,한정우,Na, Young-Nam,Shim, Tae-Bo,Choi, Jin-Hyeok,Chang, Duck-Hong,Kim, Seong-Il,Han, Jeong-Woo 한국음향학회 1994 韓國音響學會誌 Vol.13 No.3

천해에서 수심과 퇴적물 유형의 변화에 따른 전파손실 양상을 규명하기 위해 한국 동남해역에서 음향실험을 실시하였다. 정해진 경로를 따라서 약 5kts의 속도로 음원기를 예인하고 3개 정점의 해저면에 설치된 수신기에서 동시에 신호를 수신하였다. 음파가 등수심선에 평행하게 진행할 때와 수직으로 진행할 때의 전파손실을 비교해 보면 평행하게 진행할 때 전반적으로 손실이 작다. 이러한 경향은 음원-수신기 사이의 거리가 멀어질 수록 두드러진다. 또한 음파가 등수심선에 수직으로 진행할때 상향조건과 하향조건등 진행하는 방향에 따라서도 전파손실의 차이가 발생하며, 전반적으로 하향조건하에서 손실이 작고 거리에 따라서는 10dB 이상 차이가 발생한다. 그리고 해저 표층 퇴적물이 gravelly sand와 sand-silt-clay로 구성된 두 해역에서의 전파손실에서는 뚜렷한 차이를 발겨하기 어렵다. 한편, 최적 전파 주파수는 대부분 130-255Hz범위에 존재한다. In order to examine the propagation loss associated with water depth and bottom sediment type, an acoustic experiment was conducted in the Southeast Sea of Korea. A sound source was towed along the pre-defined tracks in about 5kts and the signal was simultaneously received at three bottom-moored hydrophones. The propagation loss of sound wave traveling along the isodepth was compared with that crossing the isodepth. The former case shows, in general, less loss than the latter. This trend is stronger as the distance between a source and a receiver increases. When sound wave propagates across the isodepth, we also find that the propagation loss is influenced by the upsloping and downslopoing conditions of wave propagtion. In general, the propagation loss under downsloping condition is smaller than that of upsloping condition, and the differences are as large as 10dB in some cases. However, little difference are found in the propagation loss depending on the bottom types : gravelly sand and sand-silt-clay. Meanwhile, the optimum propagation frequencies are found within range of 130-255Hz.

천해 사질 퇴적층에서 종파감쇠계수의 깊이별 변화가 음파손실에 미치는 영향

나영남,심태보,정문섭,최진혁,Na, Young-Nam,Shim, Tae-Bo,Jurng, Moon-Sub,Choi, Jin-Hyuk 한국음향학회 1994 韓國音響學會誌 Vol.13 No.e2

천해 해저 퇴적물의 특성은 수 미터 깊이에서도 변할 수 있다. 퇴적층에서의 음속 뿐만 아니라 감쇠계수도 퇴적물의 성분과 특성 자체에 의해서 결정되므로 감쇠계수는 퇴적층 깊이에 따라 가변적이라고 여기는 것이 합리적이다. 본 연구에서는 포물선 방정식 기법을 도입한 음향모델을 이용하여 퇴적층 종파 감쇠계수의 변화가 100-805 Hz 대역 음파의 전파에 미치는 영향을 고찰하였다. 대상 해역은 해저면이 사질로 구성되어 있고, 수심과 최적층의 깊이는 각각 40 m, 10m이다. 감쇠계수가 퇴적층 깊이에 따라 일정하게 또는 가변적으로 가정함에 따라 음파의 전파손실은 15 km 거리에서 10dB 까지 차이가 발생한다. 모델에 의하여 계산된 전파손실은 감쇠계수를 퇴적층 깊이에 따라 변하게 할 경우 실측된 전파손실과 잘 일치한다. The characteristics of bottom sediment may be able to vary within a few meters of depth in shallow water. Since bottom attenuation coefficient as well as sound velocity in the bottom layer is determined by the composition and characteristics of sediment itself, it is reasonable to assume that the bottom attenuation coefficient is accordingly variable with depth. In this study, we use a parabolic equation scheme to examine the effects of depth-varying compressional wave attenuation on acoustic wave propagation in the low frequency ranging from 100 to 805 Hz. The sea floor under consideration is sandy bottom where the water and the sediment depths are 40 meters and 10 meters, respectively. Depending on the assumption that attenuation coefficient is constant or depth-varying, the propagation loss difference is as large as 10dB within 15 km. The predicted propagation loss is very much comparable to the measured one when we employ a depth-varying attenuation coefficient.

가을철 대한해협 표면혼합층의 단기변화

장찬주,김구,심태보,Jang, Chan-Joo,Kim, Kuh,Shim, Tae-Bo 한국해양학회 1995 韓國海洋學會誌 Vol.30 No.5

To investigate a short-term (from 2 hours to 24 hours) variability of a mixed layer, oceanographical data (water temperature, salinity, current) and meteorological data (wind, air temperature, solar radiation) were collected at a site in the Korea Strait at the interval of one hour for 48 hours from October 12 to 14, 1993. The average rates of temporal variations of the mixed layer depth (MLD) and temperature of the mixed layer (MLT), which are very weakly correlated with the wind stress and buoyancy flux at the sea surface, are about 5.2 m/hour and 0.2$^{\circ}C$/hour, respectively. The mixed layer is relatively shallow when both MLT and MLS (salinity of the mixed layer) are low, while MLD is relatively deep when they are high. MLT shows a sudden decrease or increase. Analysis of satellite infrared images and XBT data shows that sudden increase of MLT is caused by advection of warm water. These results suggest that the short-term variation of the mixed layer in the Korea Strait in autumn, in which surface current is relatively strong and different water masses exist, is mainly determined by advection rather than air0sea interaction such as wind stress or buoyancy flux.