삼중 배열 소나를 위한 강인한 적응 빔형성 기법

안재균,류영우,천승용,김성일,Ahn, Jae-Kyun,Ryu, Yongwoo,Chun, Seung-Yong,Kim, Seongil 한국음향학회 2017 韓國音響學會誌 Vol.36 No.2

본 논문에서는 삼중 배열 소나를 위한 강인한 적응 빔형성 기법을 제안한다. 제안하는 빔형성은 삼중 배열 소나를 이용하여 불일치에 강인하고 좌우구분이 가능한 빔을 만드는 방법으로 두 단계로 이루어져 있다. 먼저 각 삼각 센서 별로 표적 신호의 좌우 방위 구분을 위한 카디오이드 빔을 생성하며, 각 삼각 센서(Triplet)에 대한 회전각을 반영하여 지연차 방법을 통해 빔을 형성한다. 다음으로 인접 표적에 의한 간섭을 최소화하기 위해 적응 빔을 생성한다. 삼각 센서 별로 얻은 카디오이드 빔을 선배열에 대한 입력 신호로 하여 선배열에 대한 적응 빔형성 기법을 카디오이드 빔에 적용한다. 시뮬레이션을 통해 본 논문에서 제안하는 기법이 기존 기법 대비 표적에 대한 좌우 구분 및 불일치에 강인함을 확인하였다. We propose a robust adaptive beamforming algorithm for triplet array sonar. The proposed beamforming algorithm obtains robustness to mismatches, left/right discrimination, and has two steps. The first is a cardioid beamformer, which supports left/right discrimination of target signals. It applies the conventional delay-and-subtract to each triplet's signal with its rotation angle and obtains multiple cardioid beams. The second is a robust adaptive beamforming to minimize nearby interferences. We regard cardioid beams as input signals of a line array and apply an adaptive beamforming algorithm to the cardioid beams. Simulations results show that the proposed algorithm provides significantly better performance than the conventional algorithms, while supporting left/right discrimination of target signals.

커널 밀도 추정과 시공간 일치성을 이용한 동영상 객체 분할

안재균,김창수,Ahn, Jae-Kyun,Kim, Chang-Su 한국전기전자학회 2009 전기전자학회논문지 Vol.13 No.4

본 논문에서는 고정되지 않은 배경의 동영상에서 객체를 추출하는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 추적에 기반을 둔 기법으로 크게 세 단계의 과정으로 이루어져 있다. 첫 번째 단계는 초기 분할로서, 사용자의 반응을 이용하여 첫 프레임의 분할 결과를 획득하는 과정이다. 초기 분할을 통해 획득된 결과 샘플은 커널 밀도 추정을 이용하여 각 매크로 블록별 컬러 확률 밀도 함수를 생성하는데 사용된다. 두 번째 단계에서는 각 프레임에 대해 이전 프레임의 경계 정보와 움직임 벡터를 이용하여 일치성 띠를 생성하고, 생성된 띠에 대한 시공간 확률을 추정한다. 마지막 단계에서는 각 픽셀별 컬러, 시공간, 스무드항의 합으로 구성된 에너지 함수를 최소화하여 최종 결과를 획득한다. 실험 결과를 통해서 본 논문에서 제안하는 기법이 정확한 분할 결과를 추출하는 지 다양한 테스트 영상을 통해 확인한다. A video segmentation algorithm, which can extract objects even with non-stationary backgrounds, is proposed in this work. The proposed algorithm is composed of three steps. First, we perform an initial segmentation interactively to build the probability density functions of colors per each macro block via kernel density estimation. Then, for each subsequent frame, we construct a coherence strip, which is likely to contain the object contour, by exploiting spatio-temporal correlations. Finally, we perform the segmentation by minimizing an energy function composed of color, coherence, and smoothness terms. Experimental results on various test sequences show that the proposed algorithm provides accurate segmentation results.

능동소나 시스템을 위한 삼중 배열의 적응 빔형성

안재균,류영우,천승용,김성일,Ahn, Jae-Kyun,Ryu, Yongwoo,Chun, Seung-Yong,Kim, Seongil 한국음향학회 2018 韓國音響學會誌 Vol.37 No.1

본 논문에서 우리는 능동소나 시스템에서 삼중 배열의 적응 빔형성 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 정합필터, 카디오이드 빔형성, 선배열 빔형성으로 구성된 3단계의 과정을 통해 빔형성을 수행한다. 먼저, 송신 펄스에 대한 정합필터를 개별 수신 센서 신호에 적용하여 필터링된 신호를 획득한다. 그리고 정합필터 출력에 푸리에 변환을 적용하고, 각 삼각 센서 별 카디오이드 빔을 형성한다. 최종적으로 삼각 센서에 대한 카디오이드 빔들을 선배열 신호의 입력으로 가정하여 선배열 적응 빔형성을 적용한다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법의 성능이 기존 기법보더 더 우수함을 확인한다. In this paper, we propose an adaptive beamforming algorithm of triplet arrays for active sonar systems. The proposed algorithm consists of three steps: matched filters, cardioid beamforming, and line array beamforming. First, we apply a matched filter of a transmitted pulse to received individual sensor signals and obtain filterd signals. Then, we perform the fast Fourier transform to the matched filter results, and make a cardioid beam for each triplet data, respectively. Finally, we apply an adaptive beamforming by assuming that the cardioid beams are input signals of a line array. Experimental results demonstrate that the proposed algorithm provides better performances than conventional algorithms.

전력파생상품이 현물시장에 미치는 영향분석

안재균(Jae Kyun Ahn),최기련(Ki Ryun Choi) 에너지경제연구원 2006 에너지경제연구 Vol.5 No.2

본 연구는 전력파생상품 중 차액정산(Contract for Differences : CfD) 형태의 선도계약 도입이 현물시장에 미치는 영향을 분석한다. 현물시장이 과점경쟁에 의하여 결정될 경우 선도거래의 허용은 발전사업자가 현물가격을 상승할 유인이 상실되어 시장지배력이 완화되며 경쟁을 촉진시킨다. 본 연구에서 쿠르노 모형에 국내 발전사업자의 한계비용을 적용하여 구조개편 이후 과점적 경쟁에 따른 현물시장의 가격을 도출하고, 다음으로 Allaz and Vila (1993)의 모형으로 선도거래 도입시 현물시장의 가격을 제시하여 가격하락효과 및 시장지배력 완화효과를 분석한다. 주요 결과로는 선도거래의 도입은 전력도매시장의 가격을 최소 19%에서 최대 31%정도 하락시키며 시장지배력을 측정하는 러너지수의 경우 최소 35%에서 최고 75%의 하락효과를 가져왔다. The purpose of this study is to analyze the impact of the introduction of an electricity forward market in the forms of Contract for Differences, CfD among Electricity derivatives. When the spot price is dominated by oligopoly competition, Allowing forward contracts have an effect in enhancing competition and lowering market power by depriving generator's incentives of raising the spot price. To analyze the effect of decreasing price and lowering market power, firstly the Cournot model is employed to present the spot price and then Allaz and Vila's model is utilized to deduce the spot price when the forward contract is introduced. The end result would be a decrease in the spot by approximately 6~12% and the Lerner Index indicating market power would fall around 35~75% by introducing the forward contract.

실시간 스테레오 동영상 처리를 위한 빠른 디스패리티 추정

안재균(Jae-Kyun Ahn),김창수(Chang-Su Kim) 대한전자공학회 2007 대한전자공학회 학술대회 Vol.2007 No.7

In stereo vision applications, disparity estimation is often performed to corresponding pixels. Using window-based correlations is a fast and standard approach to the disparity estimation. In this paper, we analyse the behaviour of the correlation-based disparity estimation and improve its performance by combining it with a segmentation scheme. Simulation results demonstrate that the proposed algorithm provides faithful disparity maps.

공간 계층 분해를 이용한 효율적인 3 차원 메쉬 시퀀스 압축

안재균(Jae-Kyun Ahn),김창수(Chang-Su Kim) 한국방송·미디어공학회 2013 한국방송공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2013 No.6

다시점 카메라를 이용한 초고해상도 영상 복원

안재균(Jae-Kyun Ahn),이준태(Jun-Tae Lee),김창수(Chang-Su Kim) 한국방송·미디어공학회 2013 방송공학회논문지 Vol.18 No.3

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.

비동기 양상태 소나 시스템을 위한 직접파 탐지 기법

정의철,안재균,김주호,Jeong, Euicheol,Ahn, Jae-Kyun,Kim, Juho 한국음향학회 2018 韓國音響學會誌 Vol.37 No.3

단상태 소나는 음원의 송신시간과 반사파의 수신시간 정보를 이용하여 표적의 위치를 산출한다. 그러나 음원의 송신시간 정보를 수신센서와 공유하지 않는 비동기 양상태 소나 시스템에서는 표적의 위치를 산출하기 위해 수신센서에서 음원의 직접파(direct blast)를 탐지해야한다. 본 논문에서는 직접파에 대한 PRI(Pulse Repetition Interval)와 적응적인 임계치 추정을 통해 직접파 탐지를 수행하는 기법을 제안한다. 모의 신호 및 해상 실험 데이터를 이용하여 제안하는 기법의 성능을 분석하였고 그 결과 강한 배경소음 및 직접파와 유사한 다수의 표적 반사파가 존재하는 환경에서도 강인한 직접파 탐지 성능을 보여주었다. Monostatic sonar systems localize targets using the time information of pulse transmission and receipt. Whereas, in asynchronous bistatic sonar systems, receivers need to detect direct blast to localize targets, since a source doesn't share pulse information with receivers. In this paper, we propose a direct blast detection algorithm, which estimates PRI (Pulse Repetition Interval) of direct blast and adaptive thresholds. Experimental results show the proposed algorithm has robust direct blast detection performance in the environment where strong background noise and target signal exist.

국부 비등방성에 기반한 LOFAR그램 융합 방법

김주호,안재균,조점군,이철목,황수복,Kim, Juho,Ahn, Jae-Kyun,Cho, Chomgun,Lee, Chul Mok,Hwang, Soobok 한국음향학회 2019 韓國音響學會誌 Vol.38 No.1

본 논문은 서로 다른 두 개의 LOFAR (LOw Frequency Analysis and Recording)그램을 융합하는 방법을 다룬다. 기존의 방법은 주파수 스펙트럼을 이용하여 LOFAR 그램을 융합하기 때문에, 시간-주파수의 2차원 정보인 토널 신호를 융합하는데 제한적인 성능을 갖는다. 제안하는 방법은 전처리 과정에서 2차원 방향성 양방향 필터링을 이용하며, 전처리된 LOFAR 그램의 국부 비등방성 비교를 기반으로 두 LOFAR 그램을 융합한다. 전처리 과정에서 잡음을 억제하고 토널을 부각시키고 나면 국부 비등방성은 토널과 잡음을 구분하기 위한 척도로 사용될 수 있다. 모의 데이터와 해상 데이터를 이용해 LOFAR 그램 융합 실험을 수행한 결과, 제안한 방법은 기존 기법에 비해 융합된 LOFAR 그램의 잡음레벨을 대등하게 하거나 감소시키는 결과를 낳으며, 융합시 토널 누락 현상을 감소시키는 것을 확인하였다. In this paper, we present fusion methods for two different lofargrams. Since the conventional method synthesizes the lofargrams using frequency spectrum, it has limited performance in fusion of tonal signals which have two-dimensional information of the time-frequency domain. Proposed algorithm uses a two-dimensional directional bilateral filter for preprocessing and fuses two lofargrams based on comparison of local anisotropy of the lofargrams. After noise is suppressed and tonals are sharpened, the local anisotropy can be used as a criterion to divide tonals and noise. The experiment results using simulated data and real data showed that the proposed algorithms result in similar or lower noise level of the fused lofargram than conventional algorithms and decrease tonal omission in fusion process.