• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.1081-1088
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• 2020

본 논문에서는 합성곱 신경망을 기반으로 CCTV 이미지를 통한 해무 탐지 방법을 제안한다. 학습에 필요한 자료로 시정 1km 기준으로 총 11개의 항만 또는 해수욕장(부산항, 부산신항, 평택항, 인천항, 군산항, 대산항, 목포항, 여수광양항, 울산항, 포항항, 해운대해수욕장)에서 수집된 해무와 해무가 아닌 이미지 10004장을 랜덤 추출하였다. 전체 10004장의 데이터셋 중에 80%를 추출하여 합성곱 신경망 모델 학습에 사용하였다. 사용된 모델은 16개의 합성곱층과 3개의 완전 연결층을 가지고 있으며, 마지막 완전 연결층에서 Softmax 분류를 수행하는 합성곱 신경망을 활용하였다. 나머지 20%를 이용하여 모델 정확도 평가를 수행하였고 정확도 평가 결과 약 96%의 분류 정확도를 보였다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.37-43
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• 2022

최근 군사용에서 산업용으로 확대되고 있는 4차 산업 기술 중 하나인 드론은 경찰청의 수색 임무에서 적극적으로 활용되고 실종자를 발견함으로써 광범위한 지역에 관한 관심과 대규모의 수색 인력의 투입을 감소시키고 있다. 그러나 경찰의 드론 운용의 법률적 검토가 지속적으로 필요하고 관련 운영에 대한 시스템의 고도화와 수색기법과 연계된 촬영 이미지 분석의 중요성도 동시에 증가하고 있다. 본 연구에서는 정밀 수색 및 모니터링 개념에서 기록, 보존, 모니터링이 원활하기 위해서는 영상 데이터 기반의 수색이 아닌 사진 기반으로 공간정보를 구축하여 정밀 수색이 수행되면 효율성이 높고 골든타임 확보가 가능하다. 따라서 피사체의 크기에 따라 불필요한 공간정보 완성률을 조절하여 결과 데이터 용량을 감소시키는 공간정보 구축 기법을 제안하고자 한다. 이를 통해 대규모 지역에 대한 드론 수색 임무의 활용 범위를 고도화하고 경찰 수색의 드론 운용 매뉴얼 구축을 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제39권8호
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• pp.17-28
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• 2023

본 연구에서는 화강암 시편을 대상으로 파쇄 유체의 점성과 주입 속도를 변화시키며 실내 수압 파쇄 실험을 수행하였고, 3D X-ray CT 촬영을 통해 파쇄 후 시편 내부를 관찰하였다. 이미지 처리에 탁월한 성능을 보이는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 기반 Nested U-Net 모델 구조를 활용하여 CT 이미지 내 수압 파쇄 균열 추출을 수행하였고, 복잡한 형상의 미세균열을 정교하게 추출할 수 있었다. CNN 기반 모델로 추출된 균열을 3차원으로 재구성하여 균열의 부피, 두께, 굴곡도, 균열면 거칠기를 분석하였다. 그 결과 파쇄 유체의 점성이 클수록 균열 부피와 두께가 증가하였고, 굴곡도와 균열면의 거칠기가 감소하는 경향을 보였다. 또한 균열면의 굴곡도와 거칠기 이방성이 존재함을 확인할 수 있었다. 본 연구는, CNN 기반의 균열 추출 모델을 활용해 전통적인 이미지 처리 방법보다 정교한 균열 추출을 수행하고, 이를 기반으로 수압 파쇄 균열의 정량 분석을 성공적으로 수행하였다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권2호
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• pp.143-150
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• 2023

Underwater wireless communication is a challenging issue for realizing the smart aqua-farm and various marine activities for exploring the ocean and environmental monitoring. In comparison to acoustic and radio frequency technologies, the visible light communication is the most promising method to transmit data with a higher speed in complex underwater environments. To send data at a speedier rate, high-performance photodetectors are essentially required to receive blue and/or cyan-blue light that are transmitted from the light sources in a light-fidelity (Li-Fi) system. Here, we fabricated high-performance organic phototransistors (OPTs) based on P-type donor polymer (PTO2) and N-type acceptor small molecule (IT-4F) blend semiconductors. Bulk-heterojunction (BHJ) PTO2:IT-4F photo-active layer has a broad absorption spectrum in the range of 450~550 nm wavelength. Solution-processed OPTs showed a high photo-responsivity >1,000 mA/W, a large photo-sensitivity >10³, a fast response time, and reproducible light-On/Off switching characteristics even under a weak incident light. BHJ organic semiconductors absorbed photons and generated excitons, and efficiently dissociated to electron and hole carriers at the donor-acceptor interface. Printed and flexible OPTs can be widely used as Li-Fi receivers and image sensors for underwater communication and underwater internet of things (UIoTs).

• Computers and Concrete
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• 제31권5호
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• pp.433-442
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• 2023

This study presents the visually observed behavior of fibers embedded in concrete samples that were subjected to a flexural bending test. Three types of fibers such as macro polypropylene, macro polyethylene, and the hybrid of steel and polyvinyl alcohol were mixed with cement by a designated mix ratio to prepare a total of nine specimens of each. The bending test was conducted by following ASTM C1609 with a net deflection of 2, 4, and 7 mm. The X-ray computed tomography (XCT) was carried out for 7 mm-deflection specimens. The original XCT images were post-processed to denoise the beam-hardening effect. Then, fiber, crack, and void were semi-manually segmented. The hybrid specimen showed the highest toughness compared to the other two types. Debonding based on 2D XCT sliced images was commonly observed for all three groups. The cement matrix near the crack surface often involved partially localized breakage in conjunction with debonding. The pullout was predominant for steel fibers that were partially slipped toward the crack. Crack bridging and rupture were not found presumably due to the image resolution and the level of energy dissipation for poly-fibers, while the XCT imaging was advantageous in evaluating the distribution and behavior of various fibers upon bending for fiber-reinforced concrete beam elements.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권3호
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• pp.285-293
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• 2024

본 연구는 Google Earth Engine을 활용하여 Sentinel-1 Synthetic Aperture Radar 영상을 통해 남극 Campbell Glacier Tongue (CGT)와 Drygalski Ice Tongue (DIT)의 면적 변화를 2016년부터 2024년까지 모니터링하였다. Otsu 기법과 Simple Non-Iterative Clustering (SNIC) 클러스터링 기법을 사용하여 빙설과 해양을 구분하고 월평균 영상을 통해 빙설 탐지 오류를 줄였다. 분석 결과 CGT는 주기적인 붕괴로 인하여 약 26% 감소하였고 DIT는 전반적으로 증가하다가 최근 급격한 감소를 보였다. Sentinel-2 광학 영상과 비교한 결과 높은 탐지 정확성을 보여 제안된 방법의 신뢰성을 입증하였으며, 본 연구는 남극 빙설과 빙붕의 장기 모니터링에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.208-218
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• 2012

수면에서의 마이크로웨이브 후방산란 수치 시뮬레이션 기법을 개발하였다. 수치 시뮬레이션은 수조나 실해역 실험의 대체수단으로서, 수면에서의 마이크로웨이브 후방산란 과정의 이해, 마이크로웨이브 레이더를 이용한 수면 관측시스템과 관측방법의 평가에 이용된다. 이 논문에서는 다양한 수면 조건에 대한 수치 시뮬레이션의 적용 예와 수치 시뮬레이션의 유용성에 대해서 기술하였다. 적용 예로서, 고정안테나 펄스 도플러 레이더의 1) 도플러 이미지, 2) 레이더 조사폭 영향, 3) 하천 수위 관측과, 4) 합성 개구 레이더 (SAR) 의 해면 이미지를 보여준다. 해면으로부터의 마이크로웨이브 후방산란 수치 시뮬레이션을 통하여, 1) 파랑계측에 있어서 펄스 도플러 레이더의 주파수 변조 이미지가 진폭 변조 이미지에 비해서 유용함을 보였다. 2) 연속파 레이더를 이용한 파랑계측에 있어서의 레이더 해면 조사폭의 영향에 대한 Rheem[2008]의 보고와 관련해, 레이더 조사폭이 도플러 스펙트럼에 미치는 영향을 조사하여, 파랑계측에 적합한 레이더의 조사 조건을 보였다. 3) 펄스 도플러 레이더를 이용한 해면 조위관측 알고리듬을 하천의 유속과 수위 추정에 응용함에 있에서, 알고리듬의 적용성과 계측성능을 평가했다. 4) SAR 이미지 생성 메케니즘의 이해와 SAR 이미지를 이용한 해면 관측 알고리듬의 평가를 위해, 수치 시뮬레이션을 이용하여 해면의 SAR 이미지를 생성하였다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제40권4호
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• pp.387-396
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• 2024

대부분의 고해상도 위성영상은 rational polynomial coefficients (RPC) 정보를 제공하여 지상좌표와 영상좌표 간 변환을 수행한다. 그러나 초기 RPC에는 기하학적 오차가 존재하여 ground control points (GCPs)와의 정합을 통해 보정을 수행하여야 한다. GCP chip은 항공정사영상에서 추출한 높이 정보가 포함된 작은 영상 패치(patch)이다. 많은 선행연구에서는 영역 기반 정합 기법을 사용하여 고해상도 위성영상과 GCP chip 간 정합을 수행하였다. 계절적 차이나 변화된 지역이 존재하는 영상에서는 화소값에 의존하는 정합이 어렵기 때문에 윤곽 정보를 추출하여 정합을 수행하기도 한다. 그러나 일반적으로 사용하는 canny 기법으로 정합에 용이한 윤곽을 추출하기 위해서는 위성영상의 분광 특성에 적절한 임계치를 설정해주어야 하는 문제가 존재한다. 따라서 본 연구에서는 위성영상의 지역별 특성에 둔감한 윤곽 정보를 활용하여 RPC 보정을 위한 정합을 수행하고자 한다. 이를 위해 딥러닝 기반 윤곽 정보 추출 네트워크인 pixel difference network (PiDiNet)를 활용하여 위성영상과 GCP chip의 윤곽맵(edge map)을 각각 생성하였다. 그 후 생성된 윤곽맵을 normalized cross-correlation과 relative edge cross-correlation의 입력데이터로 대체하여 영역 기반의 정합을 수행하였다. 마지막으로 RPC 보정에 필요한 변환모델 계수를 도출하기 위하여 data snooping 기법을 반복적으로 적용하여 참정합쌍을 추출하였다. 오정합쌍을 제거한 참정합쌍에 대해 root mean square error (RMSE)를 도출하고 기존에 사용하던 상관관계 기법과 결과를 정성적으로 비교하였다. 실험 결과, PiDiNet은 약 0.3~0.9 화소의 RMSE 값 분포를 보였으나 canny 기법에 비해 두꺼운 윤곽을 나타내어 일부 영상에서 미세하게 정확도가 저하되는 것을 확인하였다. 그러나 위성영상 내 특징적인 윤곽을 일관적으로 나타냄으로써 정합이 어려운 지역에서도 정합이 잘 수행되는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 윤곽 기반 정합 기법의 강인성을 개선하여 다양한 지역에서의 정합을 수행할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국수산과학회지
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• 제35권3호
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• pp.265-272
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• 2002

동한난류 주변 해역의 해색전선과 수온전선의 공간적 분포 특성을 CZCS와 AVHRR 위성자료를 이용하여 살펴보았다. 동한난류 주류의 난수 streamer 주변 해역의 색소농도와 SST의 공간적 분포를 살펴본 결과, 식물플랑크톤의 흡수보다는 황색물질이나 용존유기물질과 같은 부유물질에 의해 높은 색소농도를 나타낸 연안냉수해역, 연안의 부유물질에 의한 영향과 식물플랑크톤에 의한 영향이 혼합된 특성이 나타난 색소농도가 높은 수온전선의 냉수해역, 외해수의 특성과 유사한 순수한 식물플랑크톤의 영향에 의해 색소농도가 높은 난수중첩해역, 식물플랑크톤의 홉수에 의해 지배를 받고 있으나 색소농도가 적은 난수해역, 식물플랑크톤의 흡수에 의한 영향으로 색소농도가 높은 외해해역의 5개 범주로 구분할 수 있었다. 동해안을 따른 연안냉수해역의 높은 색소농도의 확장은 동한난류의 흐름에 크게 영향을 받고 있으며, 동한난류의 난수 내부에 있는 낮은 색소농도와 분리된다. 또한, 동한난류해역 주변의 색소 농도와 SST 사이의 관계는 전체적으로, 색소농도가 높은 곳은 수온이 낮은 곳에 나타나고 있으며, 색소농도가 낮은 곳은 수온이 높은 곳에서 나타났다. 색소농도가 가장 높게 나타난 것은 수온전선해역 냉수쪽에서 가장 높은 550nm 반사와 비교적 높은 443nm 흡수와 일치하는 일반적인 연안수와 같이 식물플랑크톤 단독으로 나타나는 것이 아니라 부유물질과 동시에 나타났다. 그리고, 또 다른 색소농도의 높은 농도가 외해수에서 나타난 것과 유사하게 난수 streamer 내부에서 나타났으며, 이것은 연안의 부유물질의 영향은 거의 받지 않은 식물플랑크톤에 의해 색소농도가 높은 것을 알았다. 동한난류 해역과 같이 색소농도가 높은 해역에서 SST와 색소농도 영상만으로 복잡한 물리 생물학적인 현상에 기인한 모든 현상을 이해하기는 어렵지만, 광범위한 해역에서 이러한 현상을 이해하는데 위성자료는 효과적인 수단으로 판단된다. 또한, 현재 운용중인 NASA의 Seastar에 탑재된 SeaWiFS (Sea-viewing Wide Field-of·view Sensor)에 의한 보다 정확한 식물플랑크톤 색소농도 자료는 현장에서 측정된 관측자료와 더불어 동한난류 해역의 물리$\cdot$생물학적인 시공간변동을 이해하는데 많은 도움을 줄 것이라 사료된다.

• 한국수산과학회지
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• 제31권5호
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• pp.695-706
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• 1998

한국 남$\cdot$서해 및 동중국해 북부 해역에 나타나는 표층수온 전선의 위치, 형태, 시기별 변동상황, 전선형성기구 등을 규명하기 위하여 1991년부터 1996년까지 국립수산진흥원에서 NOAA 화상자료로부터 구한 표면수온분포도와 제주도청 어업지도선 등을 이용하여 월별로 관측한 제주해협 해양관측자료를 이용하여 분석 정리한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 한국 남$\cdot$서해 및 동중국해 북부 해역에 형성되는 연안형 및 외해형 전선대 양상은 여러 가지 Pattern으로 구분되어 진다. 즉, 1월부터 4월까지 한국 남$\cdot$서 연안역에 나타나는 "L" 자형의 연안형 전선대와 제주도 남서쪽 해역에 북서에서 남동방향으로 길게 형성되는 빗금형 ($\setminus$)의 외해형 전선대가 제주도 서쪽 해역에서 서로 마주치지 않아 "L" 자의 "-"를 비스듬히 세운 형상의 동계형 (ㄴ) 전선대가 형성된다. 그리고 6월부터 8월까지 한국 남$\cdot$서해 연안역에만 전선이 나타나는 "L" 자형의 하계형전선대, 5월과 9월, 10원에 나타나는 한국 남$\cdot$서해의 "L" 자형 연안역 전선대와 제주도 남서해역의 외해형전선대가 제주도 주변에서 서로 마주쳐 "Y" 자가 왼편으로 누운 것과 같은 삼거리 모양의 춘$\cdot$추계형 ($\succ$) 전선대가 형성된다. 또 11월과 12월에 나타나는 한국 남해연안역의 직선형의 연안형 전선대와 제주도 남서해역의 외해형 전선대가 제주도 서쪽에서 마주쳐 "$\angle$" 모양으로 되는 늦가을형으로 대별된다. 2. 전선의 단기변동 경향은 수일 이내에는 그 위치가 크게 이동하지 않고, 또 한국 남해 연안역 전선대보다 제주도 남서해역 전선의 위치 변화가 크다. 한국 남해연안역에는 주년 연안형 전선대가 출현하며 이 전선대는 대체로 동계에 연안역에 가장 접근하고 춘$\cdot$추계에 가장 남쪽으로 이동하는 남북 이동을 하며, 제주도 남서해역 외해형 전선대는 대마난류 분포범위의 계절변화와 같이 동계에는 가장 서쪽에, 춘 추계에는 가장 동쪽에 형성되는 동서방향 이동이 있고 한국 남서해역 연안형 전선대도 주년 나타나지만 3월, 4월, 11월에 가장 약화된다. 3. 제주해협에는 추자도에서 여서도 또는 청산도를 잇는 선 부근에 주년 표층수온 전선이 형성되고, 또 11월$\~$1월을 제외한 시기에 제주도 연안에는 하계에 환(Ring-shaped)의 조석전선이 나타나며 특히 5월과 10월에는 제주도 동쪽과 남쪽에 제주도 연안수와 대마난류수간에 전선이 형성되어 한국 남해의 연안형 전선대와 제주도 남서해역의 외해형 전선대를 연결하고 있다.