담수가 해수에서 흘러드는 하구에서는 성층이 관측되며 이것은 난류의 미세구조를 변화시키는 주요 원인으로 작용한다. 이러한 성층화 현상은 하구 내 부유사의 군집인 하구 최대혼탁수(Estuarine Turbidity Maximum, ETM)의 형성에 영향을 주게 된다. 본 연구는 성층의 하구 최대 혼탁수 생성 메커니즘에 관심을 두고 수치모델링을 활용한 미세 난류의 부유사 거동 분석에 초점을 두었다. 성층과 전단응력 사이의 난류 혼합을 대표하는 유동인 켈빈-헬름홀츠 불안정성(Kelvin-Helmholtz Instability)을 도입하고 성층 경계면 근처에서 부유사의 이송을 높은 레이놀즈수(Reynolds number) 유동에서 RANS(Reynolds-averaged Navier-Stokes Simulation)보다 다양한 규모의 에너지 획득이 가능하여 미세 난류 구조 재현에 장점을 갖는 Large-eddy Simulation(LES)를 활용하여 모사하였다. 여기에서, 부유사는 주위 유동의 물리적 특성 변화에 영향을 미치지 않는 Passive scalar로 가정하였으며 $6^{th}$-order Lagrangian 다항식 보간법을 적용하여 입자의 이동 속도를 계산하고 이를 시간에 대해 적분함으로써 이동 궤적을 추적하였다. 수치 모델 결과 Lock-exchange 유동 내에서 켈빈-헬름홀츠 불안정성이 발생함에 따라 경계면 주위에 위치한 부유사가 billow 내에서 트랩핑(trapping)되는 것을 보여주어 KH-billow 혹은 braids 내의 미세 난류에 의한 영향이 확인되었다. 본 연구에서는 LES를 활용하여 성층류 및 성층류 내의 부유사 혼합을 모사하여 난류의 정도에 따른 이동 궤적의 차이에 대해서 분석함으로써 성층의 난류 강도 저하에 따른 부유사의 군집으로의 영향에 대해 서술한다.
하천, 강어귀 및 해안 지역의 점착성 유사는 흐름 내에 입자의 충돌에 의한 흡탈착으로 인해 다양한 크기의 플록을 형성한다. 이 플록은 오염물과도 군집을 형성하여 하상이 퇴적되는 경우가 많으며 홍수 등과 같은 외부 충격으로 인해 재부 되어 하천 환경 및 생태계에 악영향을 미친다. 군집의 형성은 화학적인 결합과 물리적인 응집으로 분류할 수 있는데, 미세 점착성 유사의 군집형성에 대한 연구는 주로 화학적인 결합에 대한 연구가 활발하다. 반대로 물리적인 결합 혹은 외부 충격에 대한 플록형성 매커니즘에 대한 연구는 미비한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 교반기를 활용한 실험을 통하여 점착성 유사에 대한 물리적인 흡탈착 과정을 분석하였다. 유입된 점착성 유사를 교반기로 외부충격을 주어 흡착과 탈착하는 정도를 탁도와 농도를 통해 정량화하였다. 실험은 원통 수조에서 수행되었으며, 교반기의 RPM을 조절하면서 외부충격의 강도를 조절하였다. 초기 실험을 통해 탁도-농도의 관계를 제시하였고 이를 활용하여 교반강도와 점착성 유사의 농도를 분석하였다. 실험 결과 교반강도가 증가할수록 플록 형성이 활발하게 진행되었으나, 일정 교반강도 이상에서는 다른 흡착 과정을 보였다. 이를 토대로 점착성 유사의 흡탈착의 임계값을 제시하였다. 향후 본 연구결과와 유속 혹은 난류강도 등의 하천특성과 연관성을 분석한다면 하천 내 오염물 관리에 효과적으로 사용될 것으로 기대된다.
생물학적 질소 제거(Biological nitrogen removal; BNR) 시스템의 효율적인 처리 공정을 이재하기 위하여 질산화 반응조 내 세균 군집 구조를 16S rRNA 유전자의 PCR 및 terminal restriction fragment length polymorphism (T-RELP)방법을 이용하여 분석하였다. 본 연구에서 사용한 BNR 시스템은 국내에서 비교적 많이 적용되고 있는 부상여재를 이용한 고도처리 시스템, Nutrient Removal Laboratory 시스템, 반추기법을 이용한 영양염류 처리 Sequencing Batch Reactor (SBR)시스템이었고, 실험 결과 모든 시료에서 암모니아 산화 세균과 $\beta-proteobacteria$에 해당되는 말단 단편을 확인할 수 있었다. 암모니아 산화세균 군집에서 유래된 말단 단편의 염기서열을 분석한 결과 SBR공정에서는 Nitrosomonas와 Nitrosolobus에 속하는 군집 이 우점종임을 확인할 수 있었다. 그러나 다른 두 공정들에서는 $\beta-proteobacteria$에 속하는 미배양 균주와 Cardococcus australiensis와 염기서열 유사도가 높은 군집이 우점하였다. 또한, 암모니아산화 세균군집을 분석한 결과, SBR 공정이 암모니아 산화세균의 농화 배양에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 이러한 결과는 각 BNR 시스템에 동일한 폐수가 유입되었음에도 불구하고 서로 다른 세균 군집 구조를 형성하고 있음을 의미한다.
자연 영상의 비지역적 유사성은 다양한 영상 응용 분야에서 활용되는 중요한 특성 중에 하나이다. 영상 내 객체의 에지나 텍스쳐, 무늬 등은 비지역적으로 반복되어 나타난다. 유사도가 높은 영상 블록들로 군집을 형성하면 자연스럽게 그로부터 특징을 추출할 수 있다. 또한 군집의 크기가 클수록 원치 않는 백색 잡음에 대한 대항력을 키울 수 있다. 영상 신호 처리 중 잡음 제거 관련 연구는 백색 가산 잡음이 포함된 영상의 복원을 다룬다. 본 논문에서는 백색 잡음이 포함된 영상을 유사도에 따라 적응적으로 군집화하여 잡음 신호에 대한 이득을 향상시키고, 이를 통해 잡음을 효과적으로 제거하는 알고리듬을 제안한다. 다양한 영상과 잡음 강도에 대한 모의실험 결과로부터 제안된 알고리듬이 에지, 텍스쳐, 무늬 영역을 잘 보존하면서 잡음을 제거할 수 있음을 시각적으로 확인할 수 있고, 또한 최근 보고된 여러 방법들과의 잡음 제거 성능 수치 비교에서도 우수한 결과를 보인다.
경상북도 울진군에 위치한 천축산 일대 금강소나무림을 중심으로 한 군집구조와 종조성에 대한 분석을 실시하였다. 그 결과 조사지 내 관속식물상은 총 66과 165속 211종 2아종 29변종 6품종으로 248분류군으로 조사되었으며 금강소나무림을 중심으로 신갈나무 군집, 굴참나무 군집, 갈참나무-국수나무 군집으로 3가지 군집으로 분류되었다. 군집 간 토양의 이화학적 성질의 차이는 유기물층 깊이, 연년생장량, 해발고도, 양이온치환용량, 전질소, pH 등의 유의한 차이가 나타났다. 하층식생을 중심으로 한 DCA 분석 결과 P-1, P-2의 조사구가 광범위한 환경에 분포하는 것에 반해 P-3 군집은 두 군집과 비교하여 이질적인 종조성인 것으로 분석되었다. 종다양도와 지표종 분석결과 P-3군집에서 목본층과 하층식생의 종풍부도 및 종다양도 지수가 높은 것으로 분석되었는데, 이는 숲틈에 의한 임내 광량이 다량 유입되어 선구종(pioneer species) 및 여러 식물종이 생육하기 용이한 공간을 마련한 결과로 나타났다(Schnitzer and Carson, 2001). 이에 따른 만경류와 같은 수관열림에 의한 수종 유입에 따른 금강소나무의 피해를 방지하기 위한 장기적인 모니터링을 실시하여 임내 환경과 하층식생의 변화상을 관찰하여야 한다. 특정지역에 대한 생태적 데이터베이스의 구축은 생태계 보전을 위한 기초자료로 활용되며 이는 곧 서식처로 삼고있는 동물들의 보전으로 이어져 생물다양성과 종간 상호작용이 원활하게 이루어져 건전한 생태계를 유지한다. 이를 위한 효율적인 보전방안의 하나는 GIS (Geographic Information System) 데이터를구축하는 것으로 대면적 생태경관보전지역의 경우 공간적 범위가 넓어 인간이 수동적으로 인지하기에 한계가 있기 때문에 효과적인 관리 방법이 될 것이다. 또한 연구대상지 내 수집한 데이터를 정량화 시키고 유기적인 경관보전을 위해 장기적인 모니터링이 요구되며, 이는 왕피천 유역의 시계열적인 생태계를 이해하는 방법이다.
본 연구에서는 실시간 육계 복지관리를 위해 영상 기반의 육계 군집 모니터링을 수행하였으며, 촬영된 영상 내육계 영역을 검출하고 좌표변환을 이용한 지면 투영과 밀집도를 평가하였다. 평사 구조의 육계사에서 광역 범위의 육계 군집을 촬영하였으며 육계 영역은 카메라로부터 수집된 RGB 영상을 HSV 모델로 변환한 후 임계치 처리 및 군집화를 통해 검출하였다. 영상처리를 통해 검출된 육계 영역은 카메라-월드 좌표계 변환을 이용하여 지면에 투영한 후 실제 면적을 계산하였으며, 계산된 면적을 이용하여 밀집도를 평가하였다. 영역 검출 결과 상대오차 및 IoU가 평균 5%, 0.81로 각각 계산되었으며, 좌표변환을 통한 실제 면적은 약 7%의 오차 수준으로 평가되었다. 실제 면적 내 육계영역의 비율을 이용하여 밀집도를 계산하였으며 평균 80% 수준으로 나타났다. 영역 검출의 경우 작거나 멀리 존재하는 면적에 대해서는 검출 성능이 다소 떨어졌으며, 실제 면적 평가는 축사 내 구조물 등에 따른 오차가 관찰되었다. 따라서 본 기술을 축사에 적용하기 위해서는 다양한 데이터 기반의 알고리즘의 검출 성능 향상 및 마커 등을 이용한 기준정보 추가 설치가 필요할 것으로 판단된다.
새로운 문서를 기존에 존재하는 클래스들에 할당하는 방법을 문서의 자동 분류라고 한다. 문서의 자동 분류는 뉴스 그룹의 기사분류, 웹 문서의 범주화, 전자 메일의 순서화, 사용자의 관심을 학습하여 보다 정확한 정보 검색을 제시하는데 사용될수 있다. 본 논문에서는 한국어 문서분류의 정확도를 높이기 위하여 문서내의 모든 단어들에 대한 확률값을 사용하여, 문서를 분류하는 기존의 방법과 달리 문서의 주제어를 선정하여 주제어로 선정된 단어들에 가중치를 부여하고 그렇지 않은 단어들에 대해서는 제거하너가 낮은 가중치를 부여하는 베이지안 분류자를 사용한다. 문서에는 특징으로 추출된 단어가 적어 문서를 분류하기 위한 만족할 만한 정보를 제공하지 못할 경우에 부족한 문서의 특징을 보충하기 위하여 말뭉치로부터 자동 단어 군집화를 통해 형성된 연관 단어 군집을 사용한다. 이러한 방법을 한국어 문서에 적용한 결과 기존의 베이지안 확률을 사용한 분류법보다 향상된 분류 정확도를 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 MPEG 의 3차원 비디오 시스템의 표준 깊이정보 맵에 대한 효율적인 부호화를 위하여 전처리 방법을 제안한다. 현재 3차원 비디오 부호화(3DVC)에 대한 표준화가 진행 중에 있지만 아직 깊이정보 맵의 부호화 방법에 대한 표준이 확정되지 않은 상태이다. 제안하는 기법에서는 우선, 입력된 깊이정보 맵에 대하여 원래의 히스토그램 분포를 가우시안 혼합모델(GMM)기반의 EM 군집화 기법에 의한 방법으로 분리 후, 분리된 히스토그램을 기반으로 깊이정보 맵을 여러 개의 영상으로 분리한다. 그 후 분리된 각각의 영상을 배경과 객체에 따라 다른 조건의 mean shift filter로 필터링한다. 결과적으로 영상내의 각 영역 경계는 최대한 살리면서 영역내의 화소 값에 대해서는 평균 연산을 취하여 부호화시 효율을 극대화 하고자 하였다. 실험조건은 $1024{\times}768$ 영상에 대해서 50 프레임으로 H.264/AVC base 프로파일로 부호화를 진행하였다. 최종 실험결과 bit rate는 대략 23% ~ 26% 정도 감소하고 부호화 시간도 다소 줄어드는 것을 확인 할 수 있었다.
본 논문에서는 연결 성분간의 공간적 간격에 기반하여 수표 영상 내의 필기체 문장 금액에서 단어를 효율적으로 추출하기 위한 방법을 제안한다. 인접한 연결 성분간의 거리측정을 위한 기존의 방식들은 과대추정 또는 과소추정 문제로 인한 단어 분리 오류를 초래할 수 있으나 본 논문에서는 이러한 문제를 줄이기 위해 각 측정 방식들을 수정 보완하였다. 또한 본 논문에서는 서로 다른 형태의 세 가지 거리 측정법들을 효과적으로 결합하여 각 개별 측정법이 가지는 단점을 상호 보완하고 전체 단어 추출 성능을 좀더 향상시킬 수 있는 4-클래스 군집화에 기반한 결합 방법을 새로이 제안하였다. 분장 금액에 대한 단어 추출 실험 결과로부터 수정된 각 거리 측정법이 대응되는 기존의 측정법에 비해 2-3% 정도 향상된 단어 분리율을 보임을 확인하였다. 또한 제안된 4-클래스 군집화에 기반한 결합 방식은 각 측정 방식에서 개별적으로 발생하는 에러뿐만 아니라 두 개의 방식에서 동시에 나타나는 에러도 효율적으로 감소시킴으로서 전체 단어 분리 성능을 향상 시킬수 있었다.
음원이 디지털화 되면서 쉽게 음악을 구매하고 들을 수 있게 되었다. 하지만 많은 음악 중에서 음악가, 장르, 제목, 앨범 타이틀 등 전통적인 음악 정보를 이용하여 사용자들이 자신의 취향에 맞는 음악을 찾는 데는 여전히 어려움이 있다. 이러한 어려움을 해소하기 위해 내용기반 음악검색과 감성기반 음악검색 방법 등이 제안되고 개발되고 있다. 본 논문에서는 이러한 어려움을 해소하기 위한 감성기반 음악 검색방법에서 다차원 벡터형태의 MPEG-7 저수준 오디오 서술자들의 감성기반 검색에서의 중요도를 결정하기 위한 새로운 방법을 제안하였다. 제안된 방법에서는 상호간에 대립되는 감성을 대표되는 음악들의 유사성을 다차원 서술자 관점에서 측정하고 이 유사관계를 러프 근사화와 군집 내/군집 간의 유사성 비율을 이용하여 서술자의 중요성을 결정한다. 중요성을 바탕으로 결정된 가중치는 여러 개의 오디오 서술자들의 유사성을 총체화하는데 이용되며 이를 활용하여 감성기반 음악검색을 수행한다. 제안된 방법은 내용기반 음악 검색을 기반으로 한 감성기반 음악검색 구조에서 실험한 결과 평균 검색 개수측면에서 기존의 휴리스틱 방법보다 좋은 검색 결과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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