KR101523355B1 - 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 그 방법 - Google Patents

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Abstract

지진파 검출센서로부터 검출된 아날로그 신호를 수신하여, 디지털 신호로 변환한 후, 시간-주파수영역의 변화량 및 배경잡음이 반영된 임계값에 기초하여 P파를 검출하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 있어서, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하되, 해당 시간으로부터 소정의 크기를 갖는 데이터 구간에서의 시간영역 변화량과 주파수영역 변화량을 계산하고, 상기 시간영역 변화량 및 상기 주파수영역 변화량으로부터 시간-주파수영역 변화량을 구하는 변화량 연산부; 각 시간의 임계값(이하 순시 임계값)을 직전 시간의 순시 임계값과 직전 시간의 시간-주파수영역 변화량을 이용하여 구하되, 초기 시간의 임계값(이하 기준 임계값)은 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량의 평균을 이용하여 구해지고, 사전에 정해진 주기(이하 재설정 샘플 주기)에 따라 주기적으로 갱신되는 임계값 연산부; 및, 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하여, 해당 시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 및 상기 순시 임계값을 연속적으로 초과하면 지진 P파가 도달한 것으로 판단하는 지진파 검출부를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 장치 및 방법에 의하여, 시간에 따른 배경잡음의 에너지 변화를 주기적으로 반영하여 배경잡음 구간의 에너지 기준값, 즉, 기준 임계값을 가변적으로 설정함으로써, 지진파를 검출함에 있어 주변 배경잡음에 의한 오검출률을 줄일 수 있다.

Description

배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 그 방법 { A seismic wave auto-detection system with robustness against background noises and the method thereof }
본 발명은 검출된 신호로부터 시간-주파수영역의 변화량을 구하여 임계값과 대비함으로써 P파를 검출하되, 기준 임계값을 배경잡음의 변화에 능동적으로 조정하는, 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
특히, 본 발명은 배경잡음의 변화에 능동적으로 조정된 기준 임계값으로 예비 검출을 하고, 일정시간 동안 배경잡음보다 높은 에너지 증가가 이루어질 때 지진파 검출로 판단하는, 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 지진파 검출 후 트리거 오프 레벨을 설정하고 시간-주파수 영역 누적 변화량이 트리거 오프 레벨보다 낮을 경우 지진파 검출을 리셋하게 함으로써, 연속적으로 발생하는 여진에 대한 지진 P파를 검출할 수 있는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 관한 것이다.
지진의 발생 및 지진 피해예방을 위한 지진 감시 시스템(Earthquake Monitoring System)에서 지진 발생 시 진원(Epicenter), 진원시(Origin time), 규모(Magnitude) 등을 결정하기 위해 신속하고 정확한 지진파 검출은 필수적이다.
이러한 지진요소를 결정하기 위한 종래의 기술은 크게 지진파 감지장치의 출력신호에 대해 시간영역(time domain)에서 단순히 진폭(Amplitude)이나 에너지(Energy) 변화를 이용하는 방법과 주파수 영역에서 푸리에 변환(Fourier Transform) 또는 웨이블릿 변환(Wavelet Transform)을 기반으로 한 방법들로 분류할 수 있다.
이들 종래의 기술들은 시간 또는 주파수 영역 중 어느 한 영역에서 지진파 감지장치 출력신호의 진폭, 포락선(Envelope), 또는 에너지 변화가 사전에 선택된 고정된 임계값(threshold value) 이상이 되었을 때 지진파를 검출하게 된다. 일례로서, 정수의 연산만으로 용이하게 계산되는 지배적인 주파수의 계산, 지진파의 발생을 표시하기 위한 파라미터(parameter), 및 양자의 관계를 이용하여 지진파의 특징을 표시하고, 그 속성을 가지지 않은 지진 관측 데이터(data)를 노이즈(noise)라고 판정한다[특허문헌 1].
그러나 상기와 같은 종래 기술들은 측정장소별 실제 지진파와 배경잡음(Background Noise)의 조건에 맞도록 운용(Operation)에 필요한 파라미터(Parameter)들의 복잡한 조정방법과 이에 따른 많은 연산량이 요구된다.
또한, 측정장소별 배경잡음의 조건에 맞도록, 단시간 평균(Short Time Average)과 장시간 평균(Long Time Average) 구간에 대한 지진파 감지장치의 출력신호 변화율을 이용하는 STA/LTA 방법 또는 STA/LTA의 수정된 형태의 방법들이 가장 널리 사용되고 있다[특허문헌 2]. 즉, 지진파 신호에 대한 단시간 평균(ST)과 장시간 평균(LT) 구간에 의한 지진파 신호변화율을 이용하여 지진파를 검출한다.
상기와 같은 STA/LTA 형(Type) 기술은 신호변화율을 구하기 위해 많은 연산량이 요구되는 힐버트 변환과 같은 사전처리와 많은 데이터 저장공간이 요구되는 단점이 있다. 또한 미세 지진(Micro Earthquake)이 발생했을 때 배경잡음과 지진파의 진폭(Amplitude)이 구별되지 않아 지진파 검출성능이 현저히 저하되므로 정확한 지진요소 결정이 불가능한 단점이 있다.
한편, 상기와 같은 검출 성능 저하의 문제점을 해결하고자, 지진파 검출센서로부터 검출된 신호에 대하여, 시간-주파수영역의 변화량 및 임계값을 기초하여 P파를 검출하는 기술이 제시되고 있다[특허문헌 3]. 즉, 시간-주파수영역의 변화량이 임계값을 연속하여 초과할 때 P파로 판단하되, 임계값을 각 시간별로 구해지는 시간-주파수영역의 변화량으로 보정하여 이용한다.
그러나 시간-주파수영역의 변화량을 임계값을 대비하여 검출하는 기술은 기준 임계값을 초기 일정시간에 구한 값으로 계속 이용하기 때문에, 배경잡음의 에너지 변화가 많은 생활환경(주변도로 교통량 증가에 따른 잡음 증가, 인근 공사장 산업장비 잡음 증가 등)에서는 검출 성능이 저하된다는 문제점이 발생한다.
[특허문헌 1] 일본공개특허 제2009-103672호(2009.05.14.공개) [특허문헌 2] 한국등록특허 제10-0594625호(2006.06.30.공개) [특허문헌 3] 한국등록특허 제10-1028779호(2011.04.14.공고)
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 시간-주파수영역의 변화량이 임계값을 연속으로 초과할 때 P파로 검출하되, 예비검출을 위한 기준 임계값을 배경잡음의 변화에 능동적으로 조정하고, 일정시간 동안 배경잡음보다 높은 에너지 증가가 이루어질 때 지진파 검출로 판단하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 지진파 검출 후 트리거 오프 레벨을 설정하고 시간-주파수 영역 누적 변화량이 트리거 오프 레벨보다 낮을 경우 지진파 검출을 리셋하게 함으로써, 연속적으로 발생하는 여진에 대한 지진 P파를 검출할 수 있는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 지진파 검출센서로부터 검출된 아날로그 신호를 수신하여 지진파를 검출하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 관한 것으로서, 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기; 상기 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하되, 해당 시간으로부터 소정의 크기를 갖는 데이터 구간에서의 시간영역 변화량과 주파수영역 변화량을 계산하고, 상기 시간영역 변화량 및 상기 주파수영역 변화량으로부터 시간-주파수영역 변화량을 구하는 변화량 연산부; 각 시간의 임계값(이하 순시 임계값)을 직전 시간의 순시 임계값과 직전 시간의 시간-주파수영역 변화량을 이용하여 구하되, 초기 시간의 임계값(이하 기준 임계값)은 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량의 평균을 이용하여 구해지고, 사전에 정해진 주기(이하 재설정 샘플 주기)에 따라 주기적으로 갱신되는 임계값 연산부; 및, 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하여, 해당 시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 및 상기 순시 임계값을 연속적으로 초과하면 지진 P파가 도달한 것으로 판단하는 지진파 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 기준 임계값 THREF(n)은 다음 [수식 1]에 의하여 구해는 것을 특징으로 한다.
[수식 1]
Figure 112013082760045-pat00001
단, T1는 초기화 샘플 수, T2는 재설정 샘플 수,
TR은 재설정 샘플 주기, k는 재설정 시간 인덱스,
ATFC(n-i)은 시간(n-i)의 시간-주파수영역 변화량.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 시간 n 에서의 시간-주파수영역 변화량은 시간영역 변화량 Qt(n)과 주파수영역 변화량 Qf(n)의 합으로 계산하되, 상기 Qt(n)과 Qf(n)는 [수식 2]에 의해 구하는 것을 특징으로 한다.
[수식 2]
Figure 112013082760045-pat00002
단, X(n)은 시간 n의 디지털 신호,
L은 데이터 구간의 크기,
α는 스케일링을 위한 양의 상수.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 해당 시간 n의 순시 임계값 TH(n)은 [수식 3]에 의해 구하는 것을 특징으로 한다.
[수식 3]
Figure 112013082760045-pat00003
단, ATFC(n-1)은 시간(n-1)의 시간-주파수영역 변화량,
β는 조정 이득(adjustment gain)을 위한 상수,
TR은 재설정 샘플 주기,
THREF(n)는 기준 임계값.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 지진파 검출부는, 해당시간의 시간-주파수영역 변화량이 해당시간의 임계값 이상이면 제1 파라미터를 1씩 증가시키고 해당시간의 임계값 이하이면 0으로 설정하고, 상기 해당시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 이상이면 제2 파라미터를 1씩 증가시키고 해당시간의 임계값 이하이면 0으로 설정하고, 제1 파라미터가 미리 정해진 제1 상수 이상이 되고 상기 제2 파라미터가 0 이상이 되면 제3 파라미터를 활성화시키는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 지진파 검출부는 상기 제3 파라미터가 활성화되면, 지진파가 예비 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 지진파 검출부는 상기 제3 파라미터가 활성화된 상태에서 상기 제2 파라미터가 미리 정해진 제2 상수 이상이면 지진파가 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 지진파 검출부는, 지진파가 검출된 후, 지진파 검출을 리셋하기 위한 트리거 오프(trigger off) 레벨의 파라미터(이하 제4 파라미터)를 상기 기준 임계값을 이용하여 설정하고, 시간-주파수영역 누적변화량 ATFC(n)이 제4 파라미터보다 낮을 경우, 지진파 검출을 리셋하여 다시 지진파를 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명은 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서, 상기 지진파 검출부는 상기 제4 파라미터 TrgOffLevel 를 다음 [수식 4]로 설정하는 것을 특징으로 한다.
[수식 4]
Figure 112013082760045-pat00004
단, THREF(n)는 기준 임계값.
또한, 본 발명은 지진파 검출센서로부터 검출된 아날로그 신호를 수신하여 지진파를 검출하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 방법에 관한 것으로서, (a) 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계; (b) 상기 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하되, 해당 시간으로부터 소정의 크기를 갖는 데이터 구간에서의 시간영역 변화량과 주파수영역 변화량을 계산하고, 상기 시간영역 변화량 및 상기 주파수영역 변화량으로부터 시간-주파수영역 변화량을 구하는 단계; (c) 각 시간의 임계값을 직전 시간의 임계값과 직전 시간의 시간-주파수영역 변화량을 이용하여 구하되, 초기 시간의 임계값(이하 기준 임계값)은 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량의 평균을 이용하여 구하는 단계; 및, (d) 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하여, 해당 시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 및 상기 해당 시간의 임계값을 연속적으로 초과하면 지진 P파가 도달한 것으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 의하면, 시간에 따른 배경잡음의 에너지 변화를 주기적으로 반영하여 배경잡음 구간의 에너지 기준값, 즉, 기준 임계값을 가변적으로 설정함으로써, 지진파를 검출함에 있어 주변 배경잡음에 의한 오검출률을 줄일 수 있는 효과가 얻어진다.
예를 들어, 검출장치 설치장소 주변의 자동차 통행량이 증가함에 따라 배경잡음(공조기 진동잡음)의 에너지 변화가 발생하게 된다. 이때 종래 기술은 자동차 통행량 증가 전에 설정된 낮은 수준의 고정된 기준 임계값 사용하므로 지진파 오검출이 발생하게 된다. 반면, 본 발명은 자동차 통행량이 증가함에 따라 발생하는 배경잡음 에너지 변화를 반영하여 지속적으로 재설정되는 가변 기준 임계값을 사용하므로 지진파 검출 성능의 향상을 가져온다.
또한, 본 발명에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 의하면, 매 순간 연속적으로 증가하는 지진파 에너지의 검출 파라미터와 주기적으로 재설정되는 배경잡음 에너지에 대한 기준 임계값을 동시에 고려하여 예비검출을 하고, 예비검출이 이루어진 후 일정시간 동안 배경잡음보다 높은 에너지 증가가 이루어질 경우 최종적으로 지진파 검출을 함으로써 지진파 검출의 오검출률을 낮출 수 있는 효과가 얻어진다.
또한, 본 발명에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치 및 방법에 의하면, 지진파 검출 후 트리거 오프 레벨을 설정하여 지진파 검출을 리셋하게 함으로써, 연속적으로 발생하는 여진에 대한 지진파를 검출할 수 있는 효과가 얻어진다.
도 1과 2는 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템 구성의 일례를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치의 구성에 대한 블록도이다.
도 4와 5는 본 발명의 일실시예에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 방법을 설명한 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 도면에 따라서 설명한다.
또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다.
먼저, 본 발명을 실시하기 위한 전체 시스템 구성의 예들을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.
도 1에서 보는 바와 같이, 본 발명을 실시하기 위한 전체 지진 경보 시스템은 지진파 검출 장치(30), 중앙서버(40), 전송 서버(50), 및, 기관 서버(60)로 구성된다.
지진파 검출 장치(30)는 각 관측소에 설치되어 지진파, 특히 P파를 검출하는 장치이다. 지진이 발생하면, 지진이 발생된 위치(10)에서 여러 방향의 다수의 관측소의 지진파 검출 장치(30)에서 지진파를 검출한다. 각 지진파 검출 장치(30)는 지진파의 P파를 검출하여 검출된 지진파의 도착시각 등 관측 데이터를 중앙서버(40)에 전송한다. 그 후 발생되는 S파 등의 관측 데이터도 계속 중앙서버(40)에 전송한다.
중앙서버(40)는 다수의 지진파 검출 장치(30)로부터 관측된 데이터를 취합하여, 진원의 위치, 깊이, 규모 등을 산출하고 S파 도달시간, 진도 등을 측정한다. 그리고 중앙서버(40)는 지진의 규모 등에 해당하는 적절한 긴급 상황을 전송서버(50)를 통해, 각 기관의 서버(60)에 전송한다.
특히, 중앙서버(40)는 P파의 초기 미동으로 지진의 발생, 진원의 위치 및 규모 등을 판단하여, S파가 도달하기 전에 각 기관에 신속히 긴급 상황을 통지할 수 있다. 즉, 중앙서버(40)는 지진 조기에 각 기관에 경보를 할 수 있다.
각 기관 서버(60)는 공장, 가스 시설, 화학 시설, 원자력 발전 설비, 다리 등 지진에 취약한 시설들의 서버이다. 기관 서버(60)는 조기에 지진 경보를 수신하여, 지진에 대한 조치를 사전에 취하도록 한다.
한편, 도 2에서 보는 바와 같이, 지진파 검출 장치(30)는 지진파 검출센서(20)로부터 검출된 신호를 입력 받아 P파를 검출하는 장치이다. 지진파 검출센서(20)는 가속도 또는 속도 센서로서, 대지, 또는, 강, 바다 등에 설치되어 진동을 감지하는 센서이다.
지진파 검출 장치(30)는 지진파 검출센서(20)로부터 수신한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여, 디지털 신호의 데이터를 이용하여 지진파, 특히, P파를 검출한다. 또한, 지진파 검출 장치(30)는 출력장치(30a)를 구비하여, 지진파의 파형 또는 지진파 검출 여부를 출력장치(30a)에 출력한다.
지진파 검출 장치(30)는 프로그램으로 구성되어 컴퓨터 단말에 설치되어 실행될 수 있다. 컴퓨터 단말에 설치된 프로그램은 하나의 시스템과 같이 동작할 수 있다. 한편, 다른 실시예로서, 지진파 검출 장치(30)는 ASIC(주문형 반도체) 등 하나의 전자회로로 구성되어 실시될 수 있다. 즉, 소프트웨어 형태, FPGA 칩이나 여러 개의 회로소자로 구성된 전자회로의 형태로 구성될 수도 있다. 또, 지진파 검출 장치(30)는 마이크로프로세서를 내장한 하나의 전자 장치로서 구성될 수 있다. 그 외 가능한 다른 형태도 실시될 수 있다. 그러나 이하에서 설명의 편의를 위해 하나의 전자장치로 설명하기로 한다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치(30)(이하 지진파 검출 장치)를 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 3에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 지진파 검출 장치(30)는 아날로그-디지털 변환기(31), 변화량 연산부(33), 임계값 연산부(34), 및, 지진파 검출부(35)로 구성된다. 추가적으로, 신호필터부(32)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 또, 데이터를 저장하기 위한 메모리(36)를 더 포함하여 구성된다.
아날로그-디지털 변환기(31)는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 아날로그 신호는 파형 등 시간을 축으로 하여 연속적인 값을 갖는 데이터이다. 이러한 아날로그 신호를 일정한 크기의 신호로 단락하여 샘플링한다. 단락된 신호들은 양자화되어 일련의 디지털 데이터로 변환된다.
변환된 디지털 데이터를 X(n)으로 표시한다. 이때, n은 일련의 데이터의 순서를 의미하며, 아날로그 신호를 샘플링하여 취득한 디지털 데이터의 시간 축에서의 순서이다. 따라서 이하에서 n을 시간 또는 시각 이라는 용어로 표현하기로 한다. 즉, "X(n)은 시간 n에서의 신호 크기를 표시하는 것"으로 한다.
신호필터부(32)는 버터워스(butterworth) IIR(infinite impulse response filter) 필터를 이용하여 상기 디지털 신호를 필터링한다.
상기 필터는 디지털 필터로서 지진파를 검출하기 좋은 특정영역의 주파수를 통과시켜주는 대역통과필터를 설계하여 사용한다. 상기 IIR 대역통과필터를 이용함으로써, 상기 디지털 신호로부터 신호측정 및 변환 시 부가된 각종 잡음신호을 제거하고 실 지진파 신호를 강화(enhancement)할 수 있다.
변화량 연산부(33)는 상기 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구한다. 특히, 변화량 연산부(33)는 해당 시간(n)으로부터 소정의 크기(L)를 갖는 데이터 구간에서의 시간영역 변화량 Qt(n)과 주파수영역 변화량 Qf(n)을 계산하고, 상기 시간영역 변화량 및 상기 주파수영역 변화량으로부터 시간-주파수영역 변화량(ATFC, Accumulated Time-Frequency Change) ATFC(n)을 구한다.
다음 [수학식 1]과 [수학식 2]를 이용하여, 필터링된 신호 X(n)으로부터 일정한 크기를 갖는 데이터 구간(L)에서 시간영역 변화량 Qt(n)과 주파수영역 변화량 Qf(n)을 계산한다.
[수학식 1]
Figure 112013082760045-pat00005
[수학식 2]
Figure 112013082760045-pat00006
여기서 L은 전처리(필터링)된 지진파 신호 X(n)로 구성되는 데이터 세그먼트(segment)의 크기이다. [수학식 3]에서 보는 바와 같이, 상기 데이터 세그먼트는 X(n)으로부터 이전 시간의 지진파 신호들로 구성되고, 그 크기가 L이다.
[수학식 3]
Figure 112013082760045-pat00007
그리고 [수학식 2]의 α는 스케일링을 위한 양의 상수이다.
다음으로, [수학식 4]와 같이, ATFC(n)은 시간영역 변화량 Qt(n)와 주파수영역 변화량 Qf(n)을 합산하여 계산된다.
[수학식 4]
Figure 112013082760045-pat00008

임계값 연산부(34)는 각 시간의 임계값(이하 순시 임계값)을 직전 시간의 순시 임계값과 직전 시간의 시간-주파수영역 변화량을 이용하여 구하되, 초기 시간의 임계값(이하 기준 임계값)은 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량의 평균을 이용하여 구한다.
특히, 임계값 연산부(34)는 사전에 정해진 소정의 재설정 샘플 주기 TR를 주기로 하여 상기 기준 임계값을 갱신한다. 즉, 재설정 샘플 주기에 의해 재설정할 때 현재 시간을 기준으로 하여 기준 임계값 재설정에 필요한 현재 데이터를 포함한 과거 T2 시간동안의 데이터 샘플을 사용하여 재설정 시각 kTR에서 기준 임계값을 다시 구하여 설정한다.
먼저, 검출장치 초기화 단계에서 기준 임계값 초기화에 필요한 현재 데이터를 포함한 과거 T1 시간동안의 데이터 샘플을 사용하여 기준 임계값 THREF(n)을 구한다. 기준 임계값은 재설정 샘플 주기(n = kTR는 재설정 시각, 여기서 k는 재설정 시각 인덱스로서 k = 1, 2, ..., 그리고 TR은 재설정 샘플 주기)에 따라 주기적으로 갱신한다. 일반적인 경우 1초 ~ 3초에 해당하는 샘플 주기로서 TR은 100 ~ 300로 설정하고, 배경잡음이 낮을 경우 1분에 해당하는 6000 이상이 될 수도 있습니다.
한번 재설정되어 구해지면 다음 재설정할 때까지, 고정 파라미터(fixed parameter)로 사용한다.
한편, 앞서 주기 또는 시간은 디지털 신호의 샘플 수(또는 샘플 인덱스)를 의미할 수 있다. 이것은 아날로그 신호를 샘플링 주파수에 의해 디지털로 샘플링하기 때문이다. 예를 들어 T1 = (초기화 시간 × 샘플링 주파수)를 의미한다. 따라서 초기화 시간이 10sec이고 샘플링 주파수가 100Hz이면 T1 = 10sec × 100Hz = 10[sec] × 100[1/sec] = 1000이 된다. 또한, TR의 경우 재설정 샘플 주기로서 TR = (리셋 시간 × 샘플링 주파수)를 의미한다. 리셋 시간이 1sec이고 샘플링 주파수가 100Hz이면 T1와 같은 방법으로 TR = 1sec×100[1/sec] = 100이 된다.
따라서 이하에서, 시간 또는 주기(아날로그 신호의 개념)과 샘플 수(또는 시간 인덱스)(디지털 신호에서의 개념)를 혼용하기로 한다.
기준 임계값 THREF 는 초기화 시간(또는 리셋 시간) 동안의 시간-주파수영역 변화량 ATFC(n)의 평균을 이용하여 구한다. 이때, 초기화 시간 또는 리셋 시간은 파라미터 초기화 단계(처음 시작 단계)와 그 이후 단계에 따라 시간을 달리한다.
즉, 파라미터 초기화 단계(처음 시작 단계)에서, 기준 임계값 THREF(n)는 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량 ATFC(n)의 평균을 이용하여 구한다. 즉, 일정한 직전 시간(초기화 시간)인 T1 구간의 ATFC(n)의 평균을 구하고 그 값의 2배를 THREF(n)로 설정한다. 한편, T1 은 기준 임계값의 초기화에 필요한 샘플 수를 말한다. 따라서 이하에서 T1 을 초기화 샘플 수 또는 초기화 시간이라고 부르기로 한다.
그리고 파라미터 초기화 이후(처음 시작 단계)의 단계, 즉, 재설정 샘플 주기의 단계에서, 기준 임계값 THREF(n)는 일정한 직전 시간(이하 리셋 시간)인 T2 구간의 시간-주파수영역 변화량 ATFC(n)의 평균을 구하고 그 값의 2배를 THREF(n)로 설정한다. 이하에서, T2 를 재설정 샘플 수 또는 리셋 시간이라고 부르기로 한다.
즉, 다음 [수학식 5]에 의하여, 기준 임계값 THREF(n)를 구한다. 그리고 THREF(n)는 재설정 샘플 주기 TR 마다 갱신된다.
[수학식 5]
Figure 112013082760045-pat00009
이때, n은 시간 인덱스(time index)이다.
또, T1는 처음 시작 단계에서 기준임계값의 초기화에 필요한 샘플 수(또는 초기화 샘플 수)이고, T2는 재설정 샘플 주기에 도달했을 때 기준 임계값의 재설정에 필요한 샘플 수(또는 재설정 샘플 수)를 의미한다. 바람직하게는 초기화 샘플 수 T1 은 재설정 샘플 수 T2 보다 같거나 크다(T1 ≥ T2).
TR은 재설정 샘플 주기, k는 재설정 시간 인덱스(refresh time index)이다.
한편 기준 임계값 THREF(n)은 재설정 샘플 주기 TR 마다 갱신된다. n 시간에 초기화되면, n + TR 시간에 수학식 5에 의해 재설정된다.
종래기술에 의한 지진파 검출방법[특허문헌 3]은 지진관측소와 같이 배경잡음이 상대적으로 낮은 지역에서 설치 운용되는 지진파 계측장비를 대상으로 하며 장비 초기화 시 계산하여 설정한 고정된 기준 임계값을 사용한다. 따라서 배경잡음의 에너지가 변화하는 생활환경(주변 도로 교통량 증가에 따른 잡음 증가, 인근 공사장 산업장비 잡음 증가 등)에서 지진재해방지를 목적으로 하는 지진파 검출장비에 적용 시 검출 성능의 저하가 발생하게 된다.
이에 반해, 본 발명에 따른 방법은 일정한 주기(또는 재설정 샘플 주기)에 따라 기준 임계값을 다시 연산하여 설정한다. 그래서 배경잡음의 변화에 능동적으로 조정된 기준 임계값을 검출 알고리즘의 주요 파라미터로 활용한다.
이와 같이, 본 발명에 따른 방법은 시간에 따른 배경잡음의 에너지 변화를 주기적으로 반영하여 배경잡음 구간의 에너지 기준값을 가변적으로 설정할 수 있기 때문에, 지진파를 검출함에 있어 주변 배경잡음에 의한 오검출률을 줄일 수 있다.
예를 들어 검출장치 설치장소 주변의 자동차 통행량이 증가함에 따라 배경잡음(공조기 진동잡음)의 에너지 변화가 발생하게 된다. 이때 종래기술에 의한 방법은 자동차 통행량 증가 전에 설정된 낮은 수준의 고정된 기준 임계값 사용하므로 지진파 오검출이 발생하게 된다. 반면, 본 발명에 의한 방법은 인공적으로 발생하는 배경잡음(an-made background noise)의 에너지 변화를 반영하여 지속적으로 재설정되는 가변 기준 임계값을 사용하므로 지진파 검출 성능의 향상을 가져온다.
다음으로, 조건(또는 해당시간 n)에 따라 조정되는 해당시간 n의 임계값(또는 순시 임계값) TH(n)을 구한다. 순시 임계값 TH(n)의 초기값을 TH(n) = THREF(n)로 설정한다. 그리고 순시 임계값 TH(n)을 다음 [수학식 6]에 의하여 조정한다.
[수학식 6]
Figure 112013082760045-pat00010
이때, △TH는 다음 [수학식 7]에 의하여 구한다.
[수학식 7]
Figure 112013082760045-pat00011
단, β는 스텝 사이즈(step size) 파라미터로서, 조정 이득(adjustment gain)에 대한 상수이다.
즉, 각 시간 n에서의 순시 임계값을 구하는 수식은 [수학식 8]과 같다.
[수학식 8]
Figure 112013082760045-pat00012
순시 임계값 TH(n)의 초기값을 기준 임계값 THREF(n)로 사용함으로써, 순시 임계값에도 시간에 따른 배경잡음의 에너지 변화가 반영됨을 알 수 있다.
지진파 검출부(35)는 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하여, 해당 시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 및 상기 해당 시간의 순시 임계값을 연속적으로 초과하면 지진 P파가 도달한 것으로 판단한다.
바람직하게는, 지진파 검출부(35)는 해당시간의 시간-주파수영역 변화량이 해당시간의 순시 임계값 이상이면 제1 파라미터 PreTRG 를 1씩 증가시키고 해당시간의 순시 임계값 이하이면 0으로 설정한다(또는 리셋한다).
즉, 제1 파라미터 PreTRG를 다음 [수학식 9]에 의해, 1씩 증가시키거나, 0으로 리셋(reset)한다.
[수학식 9]
Figure 112013082760045-pat00013
또한, 동일한 방식으로, 지진파 검출부(35)는 상기 해당시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 이상이면 제2 파라미터를 1씩 증가시키고 해당시간의 임계값 이하이면 0으로 설정한다.
즉, 제2 파라미터 TRG를 다음 [수학식 10]에 의해, 1씩 증가시키거나, 0으로 리셋(reset)한다.
[수학식 10]
Figure 112013082760045-pat00014
따라서 제1 및 제2 파라미터는 시간-주파수 변화량이 연속적으로 임계이상의 값을 가진 횟수를 나타내는 파라미터이다.
다음으로, 지진파 검출부(35)는 지진파를 예비 검출하는 것을 나타내는 제3 플래그 파라미터(또는 제3 플래그)를 설정하여 사용한다. 즉, 시간-주파수 변화량 ATFC(n)이 기준 임계값 THREF(n)보다 크고(즉, TRG > 0), 동시에 시간-주파수 변화량 ATFC(n)이 순시 임계값 TH(n)보다 연속적으로 N번 이상 클 경우(PreTRG ≥ N), 예비 지진파 검출 파라미터(또는 제3 파라미터) FlagPreTRG를 활성화(셋, 온, On)한다.
제3 파라미터를 구하는 수학식은 다음과 같다.
[수학식 11]
Figure 112013082760045-pat00015
즉, 제3 플래그 파라미터(또는 제3 플래그)는 제1 파라미터 PreTRG 가 미리 정해진 양의 제1 상수 N 이상이고 상기 제2 파라미터 TRG가 0 이상이면, 온(On 또는 1)로 셋팅된다(또는 활성화된다).
그리고 지진파 검출부(35)는 상기 제3 파라미터가 활성화되고, 상기 제2 파라미터가 미리 정해진 양의 제2 상수 M 이상이 되면 P파가 도달한 것으로 판단한다.
즉, 다음 [수학식 12]에 의하여, 지진 P파가 도달했음이 판단된다.
[수학식 12]
Figure 112013082760045-pat00016

제1 파라미터 PreTRG는 시간-주파수영역에서의 지진파 에너지의 연속적인 증가 시간을 카운트하며, 제2 파라미터 TRG는 배경잡음 구간의 잡음 에너지 레벨에 따라 설정된 기준 임계값 이상이 되는 시간을 카운트한다.
종래기술에 따른 방법[특허문헌 3]은 제1 파라미터와 기준 임계값의 카운트 시간이 각각 PreTRG ≥ N 와 TRG ≥ M 을 만족했을 때 지진 검출이 이루어지게 된다. 그러나 시간-주파수영역의 누적변화량이 초기에 한번 설정한 고정된 기준 임계값보다 연속적으로 높은 시간을 카운트 하는 파라미터 조건 TRG ≥ M는 초기 설정 구간 이후 점차 증가 또는 감소된 배경잡음 에너지 변화를 적절히 대응할 수 없으므로 지진파 검출 성능의 저하가 발생하게 된다.
본 발명에 따른 방법은 지속적으로 변화하는 배경잡음 에너지 레벨에 대응하는 기준 임계값 THREF(n)에 대해 시간-주파수 누적변화량 ATFC(n)이 THREF(n)보다 크고(즉, TRG ≥ 0 ) 동시에 시간-주파수 누적변화량이 매 샘플링 주기에 따라 변화하는 순시 임계값 TH(n)보다 연속적으로 N번 이상 클 경우(PreTRG ≥ N), 예비 지진파 검출 파라미터인 FlagPreTRG (또는 제3 파라미터)를 셋(활성화)하고 제2 파라미터 TRG가 TRG ≥ M인 조건을 만족하면 지진파 검출이 이루어진다.
이에 따라, 본 발명은 매 순간 연속적으로 증가하는 지진파 에너지의 검출 파라미터인 PreTRG와, 주기적으로 재설정되는 배경잡음 에너지에 대한 기준 임계값 THREF(n)를 동시에 고려하여, 예비 검출(FlagPreTRG 의 셋)을 하고, 예비 검출이 이루어진 후 일정 시간 동안 배경잡음보다 높은 에너지 증가가 이루어질 경우(TRG ≥ M), 최종적으로 지진파 검출을 한다. 따라서 지진파 검출의 오검출률을 낮출 수 있다,
다음으로, 지진파 검출부(35)는 P파가 검출되면, 검출된 P파의 도착시간에 보정계수를 더하여 보정한다. 그리고 보정된 시각으로 P파 검출시각을 표시한다.
즉, 지진 P파 도착이 검출되면 최종적으로 도착시각의 정확도를 높이기 위해, 다음 [수학식 13]의 보정계수에 의해 결정시각 보정이 이루어진다.
[수학식 13]
Figure 112013082760045-pat00017
즉, 앞서와 같이, 최종검출단계에서 TRG ≥ M 이 만족될 때 지진파 검출이 이루어진다. 이때 M은 기준 임계값 초과횟수로 디지털 변환된 신호의 샘플 수를 단위로 하므로 시간단위로 환산하면, 아날로그 신호를 디지털신호로 변환시에 사용되는 샘플링 주파수가 100Hz 일 때 샘플링 주기(샘플간 시간 간격은) 1/100Hz = 0.01 sec와 같이 계산된다. 따라서 실제 지진파가 도착한 시각은 최종검출단계에서 지연된 0.01 × M 초의 보정을 통해 확정된다.
한편, 입력된 지진파 신호는 메모리(36)에 저장되고 저장된 지진파 신호를 출력장치에 표시된다.
다음으로, 지진파 검출부(35)는 P파가 검출되면, 시간 보정을 통해 지진파의 도착 시각을 결정한다.
일련의 지진 이벤트 식별(seismic event identification)을 통해 지진 이벤트 검출(seismic event detection) 후 시각 보정을 통해 지진 P파의 도착 시각 결정(The determination of arrival time of the seismic P-wave)하는 것을 피킹(Picking)이라 한다. 그리고 피킹시간 PickingTime은 지진 이벤트 발생 시 이벤트 검출(event detection) 후 시각 보정을 하여 최종적으로 P파가 검출장치에 도착한 시각을 확정한 결과를 의미하고, 피킹시간 PickingTime은 다음과 같이 계산된다.
[수학식 14]
PickingTime = t-TsM
이때 t는 GPS와 동기된 본 지진계측시스템 상의 현재 시각을 의미하며, TsM는 수학식 13에서 검출 시 발생한 지연시간이다.
또한, 지진파 검출부(35)는 P파가 검출되면, 지진파 검출된 직후. 지진파 검출을 리셋하기 위한 트리거 오프(trigger off) 레벨의 파라미터(이하 제4 파라미터) TrgOffLevel 를 다음 [수학식 15]와 같이 설정한다.
[수학식 15]
Figure 112013082760045-pat00018
이때, 감마 γ는 트리거오프 레벨을 결정함에 있어 사용되는 파라미터로서 1보다 작은 값을 갖는다. 바람직하게는, 운용 장소에 따라 감마 γ는 0.5나 0.3정도로 설정한다.
트리거오프 레벨의 설정을 위해 다음과 같은 방법을 사용한다.
먼저 수학식 5를 사용하여 배경잡음 구간(지진 이벤트 발생 시 발생 직전)에서 계산된 ATFC(n)으로부터 잡음 에너지 평균의 크기보다 높게 설정(잡음에너지의 변화 형태가 정현파라고 가정했을 때 수학식 5에서 2에 의해 잡음에너지 평균의 2배로 설정한다. 실제는 정현파들의 합으로 볼 수 있음)된 기준 임계값 THREF(n)과 1보다 작은 감마를 곱함으로써 잡음구간에서의 에너지의 수준으로 설정한다.
그리고 시간-주파수영역 누적변화량 ATFC(n)이 제4 파라미터(또는 트리거 오프 레벨)보다 낮을 경우(ATFC(n)≤TrgOffLevel), 지진파 검출을 리셋한다. 지진파 검출을 리셋함으로써 연속적으로 발생하는 여진에 대한 지진 P파 검출을 할 수 있다.
즉, 트리거 오프레벨의 결정이 되고, 지진 이벤트 발생이 끝났음을 알리는 트리거 오프(detriggering)가 이루어지면, 방법의 초기단계로 돌아간다.
종래기술에 따른 방법은 단발성의 지진 이벤트 발생 시 지진파 검출만을 고려하였으며, 일반적으로 연속적으로 발생하는 여진에 대한 지진 P파 시점을 검지하기에는 부족하다.
이에 반해, 본 발명에 따른 방법은 지진파 검출 후 시간-주파수영역 누적변화량이 특정 값 이하가 되면 지진파 검출을 리셋함으로써, 연속적으로 발생하는 여진에 대한 지진 P파 검출이 가능하도록 하였다. 따라서 본 발명에 따른 방법은 연속적으로 발생하는 여진에 대해 능동적으로 지진파 검출 레벨과 검출 리셋 레벨을 설정함으로써 지진파 자동 검출이 가능하다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 방법을 도 4 및 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.
도 4에서 보는 바와 같이, 본 발명에 따른 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 방법은 (a) 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하고 필터링하는 단계(S10); (b) 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하는 단계(S20); (c) 기준 임계값을 주기적으로 갱신하는 단계(S30); (d) 각 시간의 순시 임계값을 구하는 단계(S40); (e) 시간-주파수영역 변화량이 기준 임계값 및 순시 임계값을 연속적으로 초과하는지를 나타내는 제1 및 제2 파라미터를 구하는 단계(S50); (f) 지진파를 검출하는 단계(S60); 및, (g) 지진파 검출을 리셋하는 단계(S80)로 구분된다. 추가적으로, 검출시각을 보정하는 단계(S70)를 포함하여 구성될 수 있다.
한편, 상기 방법에서 계산되는 수학식 연산을 표시한 흐름도는 도 5에서 보는 바와 같다.
상기 지진파 자동 검출 방법의 설명 중 생략한 부분은 앞서 설명한 지진파 자동 검출 장치의 기재를 참조한다.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10 : 지진의 진원지 20 : 지진파 검출센서
30 : 지진파 검출 장치 31 : 아날로그-디지털 변환기
32 : 신호필터부 33 : 변화량 연산부
34 : 임계값 연산부 35 : 지진파 검출부
36 : 메모리 40 : 중앙서버
50 : 전송서버 60 : 기관서버

Claims (10)

  1. 지진파 검출센서로부터 검출된 아날로그 신호를 수신하여 지진파를 검출하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치에 있어서,
    상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 변환기;
    상기 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하되, 해당 시간으로부터 소정의 크기를 갖는 데이터 구간에서의 시간영역 변화량과 주파수영역 변화량을 계산하고, 상기 시간영역 변화량 및 상기 주파수영역 변화량으로부터 시간-주파수영역 변화량을 구하는 변화량 연산부;
    각 시간의 임계값(이하 순시 임계값)을 직전 시간의 순시 임계값과 직전 시간의 시간-주파수영역 변화량을 이용하여 구하되, 초기 시간의 임계값(이하 기준 임계값)은 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량의 평균을 이용하여 구해지고, 사전에 정해진 주기(이하 재설정 샘플 주기)에 따라 주기적으로 갱신되는 임계값 연산부; 및,
    각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하여, 해당 시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 및 상기 순시 임계값을 연속적으로 초과하면 지진 P파가 도달한 것으로 판단하는 지진파 검출부를 포함하고,
    상기 지진파 검출부는,
    지진파가 검출된 후, 지진파 검출을 리셋하기 위한 트리거 오프(trigger off) 레벨의 파라미터(이하 제4 파라미터)를 상기 기준 임계값을 이용하여 설정하고,
    시간-주파수영역 누적변화량 ATFC(n)이 제4 파라미터보다 낮을 경우, 지진파 검출을 리셋하여 다시 지진파를 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기준 임계값 THREF(n)은 다음 [수식 1]에 의하여 구해는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
    [수식 1]
    Figure 112013082760045-pat00019

    단, T1는 초기화 샘플 수, T2는 재설정 샘플 수,
    TR은 재설정 샘플 주기, k는 재설정 시간 인덱스,
    ATFC(n-i)은 시간(n-i)의 시간-주파수영역 변화량.
  3. 제1항에 있어서,
    시간 n 에서의 시간-주파수영역 변화량은 시간영역 변화량 Qt(n)과 주파수영역 변화량 Qf(n)의 합으로 계산하되, 상기 Qt(n)과 Qf(n)는 [수식 2]에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
    [수식 2]
    Figure 112013082760045-pat00020

    단, X(n)은 시간 n의 디지털 신호,
    L은 데이터 구간의 크기,
    α는 스케일링을 위한 양의 상수.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 해당 시간 n의 순시 임계값 TH(n)은 [수식 3]에 의해 구하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
    [수식 3]
    Figure 112013082760045-pat00021

    단, ATFC(n-1)은 시간(n-1)의 시간-주파수영역 변화량,
    β는 조정 이득(adjustment gain)을 위한 상수,
    TR은 재설정 샘플 주기,
    THREF(n)는 기준 임계값.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지진파 검출부는,
    해당시간의 시간-주파수영역 변화량이 해당시간의 임계값 이상이면 제1 파라미터를 1씩 증가시키고 해당시간의 임계값 이하이면 0으로 설정하고,
    상기 해당시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 이상이면 제2 파라미터를 1씩 증가시키고 해당시간의 임계값 이하이면 0으로 설정하고,
    제1 파라미터가 미리 정해진 제1 상수 이상이 되고 상기 제2 파라미터가 0 이상이 되면 제3 파라미터를 활성화시키는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 지진파 검출부는 상기 제3 파라미터가 활성화되면, 지진파가 예비 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 지진파 검출부는 상기 제3 파라미터가 활성화된 상태에서 상기 제2 파라미터가 미리 정해진 제2 상수 이상이면 지진파가 검출된 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 지진파 검출부는 상기 제4 파라미터 TrgOffLevel 를 다음 [수식 4]로 설정하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 장치.
    [수식 4]
    Figure 112014114562727-pat00022

    단, THREF(n)는 기준 임계값.
  10. 지진파 검출센서로부터 검출된 아날로그 신호를 수신하여 지진파를 검출하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 방법에 있어서,
    (a) 상기 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 단계;
    (b) 상기 디지털 신호로부터 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하되, 해당 시간으로부터 소정의 크기를 갖는 데이터 구간에서의 시간영역 변화량과 주파수영역 변화량을 계산하고, 상기 시간영역 변화량 및 상기 주파수영역 변화량으로부터 시간-주파수영역 변화량을 구하는 단계;
    (c) 각 시간의 임계값(이하 순시 임계값)을 직전 시간의 순시 임계값과 직전 시간의 시간-주파수영역 변화량을 이용하여 구하되, 초기 시간의 임계값(이하 기준 임계값)은 초기화 시간 동안의 시간-주파수영역 변화량의 평균을 이용하여 구해지고, 사전에 정해진 주기(이하 재설정 샘플 주기)에 따라 주기적으로 갱신되는 단계; 및,
    (d) 각 시간의 시간-주파수영역 변화량을 구하여, 해당 시간의 시간-주파수영역 변화량이 상기 기준 임계값 및 상기 해당 시간의 임계값을 연속적으로 초과하면 지진 P파가 도달한 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
    상기 방법은,
    (g) 상기 (d)단계 이후, 지진파 검출을 리셋하기 위한 트리거 오프(trigger off) 레벨의 파라미터(이하 제4 파라미터)를 상기 기준 임계값을 이용하여 설정하고, 시간-주파수영역 누적변화량 ATFC(n)이 제4 파라미터보다 낮을 경우, 지진파 검출을 리셋하여 다시 지진파를 검출할 수 있도록 하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배경잡음에 강인한 지진파 자동 검출 방법.
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