본 논문에서는 고차원의 특징 벡터에서 질의와 가장 가까운 k개의 데이터를 찾는 k-최근접 질의 최적화 방법을 제안한다. k-최근접 질의는 k개의 데이터를 포함할 가능성이 있는 범위를 기반으로 범위 질의로 변환되어 처리하는 기법이다. 본 논문에서는 처리 비용을 감소시키고 검색 속도를 가속화 할 수 있는 최적의 범위를 도출하기 위해 k-최근접 질의 처리 시 DNN 모델을 이용한 최적화 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 온라인 모듈과 오프라인 모듈로 구성된다. 온라인 모듈에서는 클라이언트로부터 요청을 받아 실제 질의를 처리한다. 오프라인 모듈에서는 과거 최적화 기법의 결과를 학습 로그로 사용한 DNN 모델로 최적의 범위를 도출하고 온라인 모듈로 전달한다. 제안하는 기법의 우수성 및 타당성의 입증을 위하여 다양한 성능 평가를 수행한다.
SAR(Synthetic Aperture Radar)는 레이더를 이용하여 얻은 신호를 처리해 영상을 획득하는 기술로서, SAR 영상의 활용도와 고해상도 영상에 대한 요구가 증가하고 있는 상황이다. 따라서 본 연구에서는 고해상도 영상 데이터의 고속 처리를 위해 SAR 영상처리 알고리즘을 다중코어 기반의 컴퓨터 구조에서 최적의 성능을 낼 수 있도록 구현하기 위한 연구를 수행했다. 고해상도 영상에 따른 방대한 양의 입출력에 의한 성능 저하를 개선시키기 위해 메모리를 최대한 활용하는 성능 최적화 기법을 적용하고 OpenMP의 동적 스케쥴링 기법과 중첩 병렬성(nested parallelism)을 사용해 코드의 병렬화 비율을 높였다. 그 결과 전체 계산시간을 줄일 뿐만 아니라 병렬 성능의 최대 한계치를 크게 높일 수 있었으며, 제안된 기법을 10개 코어를 가진 다중코어 시스템에 적용한 결과 기존 대비 8배 이상의 성능 향상이 있었다. 본 연구 결과는 대용량 메모리를 가진 다중코어 시스템을 대상으로 하는 고해상도 SAR 영상처리 소프트웨어 개발에 효과적으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
최근에는 데이터베이스의 발달로 금융, 보안, 네트워크 등에서 생성된 많은 데이터가 저장 가능하며, 기계학습 기반 분류기를 통해 분석이 이루어지고 있다. 이 때 주로 야기되는 문제는 데이터 불균형으로, 학습 시 다수 범주의 데이터들로 과적합이 되어 분류 정확도가 떨어지는 경우가 발생한다. 이를 해결하기 위해 소수 범주의 데이터 수를 증가시키는 오버샘플링 전략이 주로 사용되며, 데이터 분포에 적합한 기법과 인자들을 다양하게 조절하는 과정이 필요하다. 이러한 과정의 개선을 위해 본 연구에서는 스모트와 생성적 적대 신경망 등 다양한 기법 기반의 오버샘플링 조합과 비율을 유전알고리즘을 통해 탐색하고 최적화 하는 전략을 제안한다. 제안된 전략과 단일 오버샘플링 기법으로 신용카드 사기 탐지 데이터를 샘플링 한 뒤, 각각의 데이터들로 학습한 분류기의 성능을 비교한다. 그 결과 유전알고리즘으로 기법별 비율을 탐색하여 최적화 한 전략의 성능이 기존 전략들 보다 우수했다.
이 논문에서는 AD 변화기의 앞에 설치되는 샘플-앤드-홀드 회로의 비선형성을 보상하기 위해 신경 회로망 기법과 볼테라 급수 모델을 직접적으로 적용하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법들의 성능을 비교하기 위해, 볼테라 급수 모델에 기반을 둔 전통적인 p차 역산 방식의 결과와 비교 검토한다. 비교 검토를 위해서는 모노-톤과 투-톤 신호를 사용하여 출력의 고조파 및 혼변조 레벨을 살펴보았다. p차 역산 방식이 역 시스템을 구하는 것이라면 제안하는 기법들은 최적화 기법에 바탕을 두고 있다고 할 수 있다. 결과를 보면 어떤 한 방식이 다른 방식보다 성능이 월등하다고 할 수 없는데, 그 이유는 각 방식마다 나름대로의 장단점을 갖고 있기 때문이다. 보상 방식의 선택은 신호의 통계적 성질, 신호 레벨, 비선형성의 정도 등을 고려해야 한다.
본 논문에서는 수정된 게임이론 기법과 ${\varepsilon}$-제약식법을 이용하여 센서 네트워크상에서 에너지 효율적인 라우팅 기법을 제안하였다. 수정된 게임 이론 기법을 이용하여 정보를 전달하기 위한 노드간의 링크 값을 측정한 후 이를 바탕으로 효율적인 라우팅 경로를 설정하여, 센서 노드 간의 통신에 있어서 에너지 소비를 줄일 수 있었다. 시뮬레이션을 통하여 성능을 평가한 결과 본 논문에서 제안하는 기법을 이용하였을 때 기존에 존재하는 방법들에 비해 약 28% 각 노드의 에너지 소모가 감소하였으며, 전체 네트워크 에너지 측면에서도 약 1.3배 성능 향상이었음을 확인할 수 있었다.
최근 실시간 응답 및 처리에 민감한 서비스들이 급증하면서 멀티액세스 엣지 컴퓨팅(MEC)이 차세대 기술로 주목받고 있다. 사용자들의 잦은 이동성 때문에 MEC 서버들 사이에서의 마이그레이션은 중요한 문제로 다뤄진다. 본 논문에서는 이동성이 많은 차량 엣지 컴퓨팅 환경을 고려하였으며, 강화학습 기법인 Q-learning 을 사용하여 마이그레이션 여부 및 대상을 결정하는 기법을 제안하였다. 제안 기법의 목적은 지연 제약조건을 만족시키면서 차량 엣지 컴퓨팅 서버(VECS) 사이의 로드 밸런싱을 최적화하는 것이다. 제안 기법의 성능 비교를 통하여 다른 기법들보다 로드 밸런싱 측면에서 약 22-30%, 지연 제약조건 만족도 측면에서 약 20-31%로 더 좋은 성능을 보임을 확인하였다.
실시간 3D 그래픽에서 렌더링 성능을 향상시키는 기법 중 하나로 파이프라인 최적화가 있다. 파이프라인 최적화는 버퍼 재 정렬 문제로 볼 수 있다. 그러나 이는 NP-hard이다. 따라서 최적의 해를 근사하며 실시간 3D 그래픽에 적합한 알고리즘 개발이 필요하다. 본 논문은 이를 위해 실시간 3D 그래픽의 렌더링 상태 변화 비용의 패턴을 분석하였다. 그리고 분석된 패턴을 기반으로 렌더링 상태 변화 비용이 큰 것에 대하여 우선적으로 정렬하는 알고리즘을 제시한다. 제안 기법의 우수함을 보이기 위해, 상태비용을 정렬하지 않는 알고리즘과 성능을 평가한다. 제안 방법은 상태비용을 정렬하지 않는 알고리즘에 비해 약 2.5배-4배 정도 비용이 감소되며. 특정 렌더링 상태의 변화 비용이 크게 증가할수록 우수함을 보인다.
딥 러닝을 활용한 컴퓨터 비전 연구는 여전히 대규모의 학습 데이터와 컴퓨팅 파워가 필수적이며, 최적의 네트워크 구조를 도출하기 위해 많은 시행착오가 수반된다. 본 연구에서는 네트워크 최적화나 데이터를 보강하는 것과 무관하게 데이터 자체의 특성만을 고려한 CR(Confusion Rate)기반의 유사 이미지 분류 성능 향상 기법을 제안한다. 제안 방법은 유사한 이미지 데이터를 정확히 분류하기 위해 CR을 산출하고 이를 손실 함수의 가중치에 반영함으로서 딥 러닝 모델의 성능을 향상시키는 기법을 제안한다. 제안 방법은 네트워크 최적화 결과와 독립적으로 이미지 분류 성능의 향상을 가져올 수 있으며, 클래스 간의 유사성을 고려해 유사도가 높은 이미지 식별에 적합하다. 제안 방법의 평가결과 HanDB에서는 0.22%, Animal-10N에서는 3.38%의 성능향상을 보였다. 제안한 방법은 다양한 Noisy Labeled 데이터를 활용한 인공지능 연구에 기반이 될 것을 기대한다.
본 논문에서 제안하는 기법은 기존의 첨단 배치기인 Kraftwerk (& KraftwerkNC)와 Mongrel을 개선 확장한 것으로써, 광역배치에서 셀 중첩을 효과적으로 해결하는 Mongrel의 ripple move 기법과 force directed 광역배치기인 KraftwerkNC의 강력한 성능을 결합한 것이다. 제안한 기법에서는 Mongrel의 ripple move를 최적화하기 위해 Kraftwerk에서 사용한 힘 분산(force spreading)기법을 이용한다. 셀 밀집을 개선시키고, 배선길이를 최적화하는 과정에서 타이밍을 위해 넷 제약조건들이 고려된다. 제안된 기법을 통해 얻은 실험 결과는 배선길이 뿐만 아니라 타이밍에서 향상된 결과를 보여준다.
클라우드 컴퓨팅은 사용자의 요구에 따라 IT서비스가 생성 및 조정되는 pay-per use 모델을 도입하였다. 그러나 서비스 제공자는 아직도 물리적인 인프라로 인해 발생하는 제약조건들에 대해 관심을 갖고 있다. 필요한 QoS나 SLA를 만족시키기 위해서는 가상화된 자료들이 에너지 소비량을 최소화시키면서 시스템 성능을 최대화시키기 위해 조정되어야 한다. 본 연구는 ANN을 사용하여 클라우드 환경에서 가상화된 자원들을 조정하기 위한 예측적 SLA 어웨어 방안을 제시한다. Qos를 유지하고, 성능과 에너지 효율간의 최적화를 위해서 서버 활용 임계치는 물리적 자원의 소비에 따라 동적으로 적용한다. 또한 많은 자원을 소비하는 VM들은 능력있고 평판이 좋은 호스트에 할당함으로써 부족한 프로비전닝을 방지한다. 제안한 기법의 성능을 평가하기 위해, 이질적인 클라우드 환경에서 최적화되지 않은 전통적인 접근방법 및 기존의 기법들과 비교하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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