Geoacoustic Parameters Inversion Using Parallel Multi-Population Genetic Algorithm

병렬 다중 개체군 유전 알고리즘을 이용한 지음향 파라미터 역산

  • 오택환 (한양대학교 지구해양과학과 해양음향 연구실) ;
  • 나정열 (한양대학교 지구해양과학과 해양음향 연구실) ;
  • 이성욱 (한양대학교 지구해양과학과 해양음향 연구실) ;
  • 김성일 (국방과학연구소(진해)) ;
  • 박정수 (국방과학연구소(진해))
  • Published : 2005.08.01

Abstract

This paper Presents the geoacoustic inversion with Parallel Multi-Population Genetic Algorithm (PMPGA). This method is the modified form of simple genetic algorithm (SGA), which is devised for complementing the defects of simple genetic algorithm. The light bulb source and vertical line array (VLA) receiver are used for geoacoustic inversion. The results of this study show the geoacoustic Parameters can be estimated by PMPGA and the proposed algorithm is 1.7 times as fast as serial one on an average.

본 논문은 병렬 다중 개체군 유전 알고리즘을 적용한 지음향 파라미터 역산 방법을 제안한다. 이 방법은 기존의 유전 알고리즘의 변형된 방법으로, 일반 유전 알고리즘의 단점을 보완하기 위해 사용한다 지음향 파라미터 역산을 위해 전구를 음원으로 사용했으며, VLA 수신기를 사용하여 전구 신호를 수신하였다. 연구 결과 제안된 알고리즘을 사용하여 지음향 파라미터 역산이 가능함을 확인하였으며, 일괄처리 역산수행에 비해 약1.7배의 역산속도향상효과가 있음을 확인하였다.

Keywords

References

  1. Melvin J. Hinich, 'Maximum-likelihood signal processing for a vertical array,' J. Acoust. Soc. Am., 57, 499- 503, 1972
  2. A. B. Baggeroer, W. A. Kuperman and Henrik Schmidt, 'Matched field processing.Source localization in correlated noise as an optimum parameter estimation problem,' J. Acoust. Soc. Am., 83, 571-587, 1988 https://doi.org/10.1121/1.396151
  3. Aaron M. Thode, 'Source ranging with minimal environmental information using a virtural receiver and waveguide invariant theory,' J. Acoust. Soc. Am .. 108, 1582-1594, 2000 https://doi.org/10.1121/1.1289409
  4. Woojae Seong and Sung-Hoon Bvun, 'Robust Matched Field-Processing Algorithm Based on Feature Extraction,' J. IEEE. Oceanic Eng., 27, 642-652, 2002 https://doi.org/10.1109/JOE.2002.1040947
  5. H. C. Song, J. de Rosny and W. A. Kuperman, 'Improvement in matched field processing using the CLEAN algorithm,' J. Acoust. Soc. Am., 113, 1379-1386, 2003 https://doi.org/10.1121/1.1531510
  6. Michael Nicholas, John S. Perkins, Gregory J, Orris, and Laurie T. Fialkowski and Garry J. Heard, 'Environmental inversion and matched-field tracking with a surface ship and an L -shaped receiver array,' J. Acoust. Soc. Am., 116,2891-2901,2004 https://doi.org/10.1121/1.1802755
  7. Kyunqseop Kim, Woojae Seong and Heechun Song, 'Matched Field Processing: Ocean Experimental Data Analysis Using Feature Extraction Method,' J. Acoust Soc. Korea, Vol. 24, pp. 21-27, 2005
  8. 김성일, 김영규, 방정수, 도경철, 나정열, 오택환, 성우제, 박철수 외 19 명, 'MAPLE(Matched Acoustic Properties and Localization Experiment) ,'한국음향학회 학술대회 논문집, 23 (2), 377-380, 2004
  9. 오택환, 김영신, 나정열, 오선택, 전호경, 이창원, 김성일, 박정수, '전구 음원 특성 분석과 지음향 파라미터 역산,' 한국음향학회 학술대회 논문집, 23 (2), 381-384. 2004
  10. 김경섭, 박철수, 성우제, '협대역 신호를 이용한 천해환경 지음향 역산 및 정합장처리,' 한국음향학회 학술대회 논문집, 23 (2), 385-388, 2004
  11. Kevin D. Heaney and Henry Cox, 'Impact of Littoral Environmental Variability on Acoustic Predictions and Sonar Performance: Rapid geoacoustic characterization for limiting Environmental uncertainty for sonar system performance prediction,' Kluwer Academic Publishers, 163-170, 2002
  12. D.C. Schmidt and T. Suda, 'Measuring the Performance of Parallel Message-based Process Architectures,' Proceedings of the Conference on Computer Communications (INFOCOM), 624 - 633, 1995
  13. Keith E. Mathias, L. Darell Whitley, Christof Stork and' Tony Kusuma, 'Staged Hybrid Genetic Search for Seismic Data Imaging,' Proceedings of the First IEEE Conference on Evolutionary Computation, 1, 356-361, 1994
  14. 차성민, 권기호, '다중 개체군 유전자 알고리즘의 새로운 이주 방식,' 정보과학회논문지, 28, 26-30, 2001