• 한국정보통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.594-600
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• 2017

본 논문에서는 고성능 HEVC(High Efficiency Video Coding) 부호기를 위한 전역탐색 기반의 움직임추정 알고리즘과 이에 적합한 하드웨어 구조를 제안한다. HEVC 화면 간 예측에서의 움직임추정은 시간적 중복성을 제거하기 위하여 보간 된 참조 픽쳐에서 현재 PU와 상관도가 높은 예측 블록을 탐색하는 과정으로 전역탐색 알고리즘과 고속탐색 알고리즘을 이용한다. 전역 탐색 기법은 주어진 탐색 영역내의 모든 후보 블록에 대하여 움직임을 예측하기 때문에 최적의 결과를 보장하지만 연산량 및 연산시간이 많은 단점을 지닌다. 그러므로 본 논문에서는 Inter Prediction의 연산량 및 연산시간을 줄이기 위해 전역탐색에서 SAD연산을 재사용하여 연산복잡도를 줄이는 새로운 알고리즘을 제안하고 이에 적합한 하드웨어 구조를 제안한다. 제안된 알고리즘은 HEVC 표준 소프트웨어 HM16.12에 적용하여 검증한 결과 기존 전역탐색 알고리즘보다 연산시간은 61%, BDBitrate는 11.81% 감소하였고, BDPSNR은 약 0.5% 증가하였다. 또한 하드웨어설계 결과 최대 동작주파수는 255 Mhz, 총 게이트 수는 65.1K 이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.350-350
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• 2023

SCE-UA(Shuffled Complex Evolution-University Arizona)기법은 최적해 탐색 알고리즘으로 개념적 강우유출 모형(conceptual rainfall runoff model)의 보정을 위한 도구로 개발되었다. SCE-UA기법은 메타휴리스틱 방법의 일종으로 최적해를 구하기 위하여 여러번 목적함수 값을 계산해야 한다. 이 때 목적함수 계산 횟수와 해의 수렴과 관련된 제어 매개변수가 존재하며, 사용자가 적절한 값을 입력해주어야 한다. 이 연구에서는 SCE-UA와 관련된 제어 매개변수의 기능에 대해서 검토하였다. 그리고 집합체 수의 변화에 따라서 검사함수인 Ackley function의 전역해를 얼마나 잘 탐색하는지 검토하였다. 검토 결과 랜덤 시드에 따라서 전역해 탐색 결과가 달라졌으며, 집합체의 수가 증가할수록 목적함수 계산 횟수는 증가하는 경향을 나타내었다. 검사함수의 차원(결정 변수의 수)이 증가하면 전역해의 탐색률이 감소하며, 집합체의 수가 많아지면 전역해를 더 잘 찾는 경향이 나타나지만, 목적함수 계산 횟수는 더 많아지게 되는 것을 확인할 수 있었다. 2차원인 경우 집합체의 수가 7개 이상일 때 탐색 성공률은 90% 이상이 되었지만, 10차원인 경우 집합체의 수가 시험 최대값인 20개일 때의 전역해 탐색률은 37%에 그쳤다. 이 연구의 결과는 SCE-UA 기법의 설정 매개변수에 관한 기본 개념을 이해하고, 사용자가 설정 매개변수 선정 시에 활용할 수 있을 것이다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2000년도 제13회 신호처리 합동 학술대회 논문집
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• pp.241-244
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• 2000

본 논문에서는 처리 구조, 계산량, 그리고 압축 성능 측면을 동시에 고려하여 head-and-shoulder 영상에 효과적으로 적용될 수 있는 움직임 추정 방법을 제안한다. 제안된 방법은 두 단계로 구성되며, 첫번째 단계에서는 등간격 전역 탐색을 수행하고, 두번째 단계에서는 경계를 갖는 지역 탐색을 수행한다 제안 방법을 head-and-shoulder영상에 적용한 결과, 탐색 영역 8 인 경우 전역 탐색과 비교할 때 PSNR 은0.06 dB 이하로 차이가 나며, 부호화시 발생 데이터양도 103 % 이하로 거의 차이가 나지 않았다 그러나 계산량에 있어서는 전역 탐색과 비교할 때 91% 의 계산량 절감 효과가 있다. 이것은 부호화기 전체 계산량 대비 전역 움직임추정 계산량이 34.71% 를 차지한다는 사실을 고려해볼 때, 부호화기의 계산량을 31.6%줄이는 결과를 의미한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.226-226
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• 2011

최적 저수지운영을 위한 운영률 도출이나 강우-유출 및 수질 모형의 매개변수 추정 문제처럼 비선형적이고 추정해야할 변수의 수가 많은 경우, 수학적으로 모형화하기에 너무 복잡해서 선형계획법, 비선형계획법, 동적계획법 등을 사용하여 최적해를 구할 수 없는 경우도 있다. 이러한 문제에 대해서는 구조적 진화를 통해 최적해를 구하는 방법들이 사용된다. 일반적으로 미지수의 개수가 많아지면 전역최적해를 찾기가 어려워진다. 전역최적해를 찾는 여러 가지 방법들이 수자원 분야에서는 강우-유출모형의 매개변수를 추정하는데 많이 사용되고 있으며, 특히 유전자 알고리즘, SCE-UA 알고리즘 등 전역최적해를 찾는 메타휴리스틱 방법이 많이 사용되고 있다. 전역최적화 방법을 개발하는 연구자들은 최적화방법의 성능을 평가하기 위해 다양한 검사함수(test function)를 만들어 성능을 평가하고 있다. 본 연구에 사용한 검사함수는 Mishra의 연구(2006a, 2006b)에서 사용한 중요하고 복잡한 검사함수이다. 유전자 알고리즘, SCE-UA 알고리즘, DDS 알고리즘을 검사함수 중 전역해를 찾기 어려운 2 차원 함수 2 가지, 다차원 함수 4 가지 함수에 적용하여 각각의 탐색 성능을 평가하였다. 2차원 함수인 Bukin 함수에 대해서는 모든 최적화 방법이 전역최적해를 찾을 수 없었지만, 유전자 알고리즘이 가장 전역최적해에 가까웠고 다음으로 DDS 알고리즘 순서였다. 지역수렴 영역이 많을 것으로 판단되는 10, 30, 50 차원 Michalewicz 함수에 대해서는 DDS 알고리즘으로 구한 최적해가 전역최적해와 매우 근접하였고 다음으로 SCE-UA 알고리즘, 유전자 알고리즘 순이었다. 지역수렴 영역이 상대적으로 다른 함수보다 넓은 10 차원 Schwefel 함수에 대해서는 DDS 알고리즘으로 구한 최적해가 전역최적해와 거의 근접하였고 유전자 알고리즘과 SCE-UA 알고리즘은 매우 큰 편차를 보였다. 40, 80 차원 Schwefel 함수에 대해서는 3 가지 알고리즘 모두 전역최적해와 편차를 보였지만 DDS 알고리즘에 의한 최적해와 다른 두 알고리즘에 의한 최적해는 1 오더(order) 정도의 차이가 났다. 지역수렴 영역이 큰 Michalewicz 함수와 Schwefel 함수에 대한 결과는 매우 흡사한 결과이다. 이상과 같은 결과로, 유전자 알고리즘은 매개변수의 수가 적을 경우 우수한 탐색성능을 가졌으며, SCE-UA 알고리즘은 Griewank, Rastrigin 함수와 같은 형태인 경우 우수한 성능을 보였다. DDS 알고리즘은 전체적으로 우수한 탐색 능력을 가진 것으로 판단된다. 그러므로 수위구간 영역별 저수지운영률 도출을 위한 적절한 최적화방법으로 DDS 알고리즘을 선정하였다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2016년도 추계학술대회
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• pp.397-400
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• 2016

본 논문에서는 고성능 HEVC 부호기를 위한 Inter Prediction SAD연산 구조의 효율적인 알고리즘을 제안한다. HEVC Inter Prediction에서의 Motion Estimation(ME)은 시간적 중복성을 제거하기 위하여 보간 된 참조 픽처에서 현재 PU와 상관도가 높은 예측 블록을 탐색하는 과정이다. ME는 전역 탐색(full search, FS) 알고리즘과 고속 탐색(fast search) 알고리즘을 이용한다. 전역 탐색 기법은 주어진 탐색 영역내의 모든 후보 블록에 대하여 움직임을 예측하기 때문에 최적의 결과를 보장하지만 연산량 및 연산시간이 많은 단점을 지닌다. 그러므로 본 논문에서는 Inter Prediction의 연산량 및 연산시간을 줄이기 위해 전역탐색에서 SAD연산을 재사용하여 연산 복잡도를 줄이는 새로운 알고리즘을 제안한다. 제안된 알고리즘은 HEVC 표준 소프트웨어 HM16.12에 적용하여 검증한 결과 기존 전역탐색 알고리즘보다 연산시간은 61%, BDBitrate는 11.81% 감소하였고, BDPSNR은 약0.5% 증가하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제29권7A호
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• pp.828-835
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• 2004

본 논문에서는 일반적인 비디오 압축에 사용되는 블록 움직임 예측 방법을 위한 육각형 탐색 형태를 이용한 적응형 블록 정합 탐색 알고리즘(Adaptive hexagon based search : AHBS)을 제안한다. 제한하는 알고리즘은 다이아몬드 형태를 이용한 초기 탐색 과정과 제안한 두개의 육각 형태를 이용하여 적응적으로 탐색하는 과정으로 이루어져 있으며, 육각형 탐색 형태의 중앙값에 블록 정합을 위한 목적 함수의 최소간이 발생할 때 그 과정을 종료하는 것으로 구성되어 있다. 또한, 탐색 과정에 있어 적용할 육각형 탐색 형태의 결정은 이전 탐색 과정에서 발생한 최소 값의 위치에 따라 이루어진다. 제안한 알고리즘의 성능측정은 전역탐색 방법을 포함 기존의 다양한 고속 탐색 방법들과 전역 탐색 방법의 결과와의 비교를 통하여 이루어졌다. 기존의 고속 탐색 방법에 비하여 본 논문에서 제안한 방법의 성능이 우수하고 그 수행 속도 또한 개선된 것을 실험 결과 알 수 있다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.687-693
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• 2012

본 논문에서는 군집로봇의 효과적인 협조탐색을 위한 탐색영역에 대한 군집로봇의 최적배치을 제안한다. 먼저, 탐색영역에 대한 최적의 배치를 위해 보로노이 테셀레이션과 K-mean 알고리즘을 이용하여 탐색영역을 분할한다. 분할된 영역을 안전한 주행을 위해 전역경로계획과 지역경로계획을 한다. 전역경로계획은 A*알고리즘을 이용하여 전역경로계획을 하여 최적의 전역경로를 찾고, 지역경로계획은 포텐셜 필드방법을 이용하여 장애물 회피 통해 안전하게 목표점에 이르게 한다. 마지막으로 제안한 알고리즘은 시물레이션을 통해 그 응용가능성을 검토한다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.541-552
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• 2002

본 연구에서는 전체탐색기법 중 Simplex법의 원리를 이용한 SCE-UA법과 Annealing-Simplex (A-S)법을 일유출량 추정 수문모형인 탱크모형의 매개변수 보정에 적용하여 국부탐색기법인 Downhill Simplex법의 결과와 비교하여 탐색능력을 평가하였다. 오차가 없는 합성자료를 사용한 보정에서 A-S법이 목적함수에 관계없이 전역최적해를 탐색하는 결과를 나타냈으며, SCE-UA법은 ABSERR를 목적함수로 사용할 경우에 전역최적해를 탐색하는 결과를 나타냈으며, 다른 목적함수를 사용하는 경우에는 최적해에 가까운 탐색결과를 나타냈다. Downhill Simplex법은 초기값에 따라 다근 탐색결과를 나타냈으며, 최적해에 가까운 초기값을 사용할 경우 전역 최적해를 탐색하는 결과를 나타냈다. 실측자료를 사용한 보정에서는 A-S법과 SCE-UA법이 목적함수에 관계없이 양호한 결과를 나타냈다. 두 개의 서로 다른 단일 목적함수를 조합하여 만든 목적함수 중 DRMS와 NS의 조합에 의해 만들어진 목적함수인 DN이 다른 목적함수보다 저유량에 비중을 더 둔 예측결과를 나타냈으며, 전체 자료기간에 대해서 양호한 예측결과론 나타냈다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제14권1호
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• pp.9-15
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• 2009

개미 집단 시스템은 조합 최적화 문제를 해결하기 위한 메타 휴리스틱 탐색 방법이다. 기존 개미 집단시스템은 전역갱신과정에서 탐색된 전역 최적 경로에 대해서만 페로몬 갱신을 수행하는데, 전역 최적 경로가 탐색되지 않으면 페로몬 증발만 일어나며 주어진 종료 조건을 만족할 때까지 아무리 많은 반복 수행에도 페로몬 강화가 일어나지 않는다. 본 논문에서 제안된 개선된 개미 집단시스템은 전역 최적 경로의 길이가 주어진 반복 사이클 횟수 동안 더 이상 향상되지 못하면 국부최적에 빠졌다고 평가하고 상태전이 규칙에서 파라미터 감소를 통해 다음 노드를 선택하게 하였다. 이로 인해, 상태전이 규칙에서 파라미터 감소에 의한 다양화 전략으로 탐색하는 결과가 최적 경로 탐색뿐만 아니라, 평균 최적 경로 탐색과 평균 반복횟수의 성능이 우수함을 보여 주었으며, 실험을 통해 그 성능을 평가하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2010년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.37 No.1(C)
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• pp.275-278
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• 2010

문서 표절과 관련된 이슈가 급증함에 따라 유사 문서 탐색과 관련한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 인터넷의 발달로 인해 일반 사용자가 수많은 전자 문서에 쉽게 접근할 수 있게 됨에 따라 대용량 문서 집합에 대한 탐색 속도와 정확성의 중요성도 커지고 있다. 대용량 문서 집합 내에서 빠른 시간 내에 유사 문서를 탐색하는 방법에는 전역 사전을 이용하여 후보 문서 쌍(유사할 가능성이 높은 문서의 쌍)를 추출한 후 찾아낸 후보 문서 쌍에만 정밀한 검사를 수행함으로써 검사 시간을 줄이는 방법이 존재한다. 이 때, 후보 문서를 찾아내기 위하여 전역 사전(Global DICtionary, GDIC)이라는 자료 구조를 이용하게 되는데, 이 전역 사전을 효과적으로 사용하면 후보 문서 쌍을 찾아내는 시간을 기존보다 더욱 줄일 수 있다. 본 논문에서는 전역 사전을 더욱 효과적으로 활용하여 후보 문서 쌍 검색 시간을 대폭 줄이는 방법에 대해 기술하며, 어느 정도의 성능 향상이 있는지 실험을 통해 측정하였다. 20,000건의 실험용 말뭉치 자료와 6263건의 실존하는 보고 문서에 대해 실험한 결과, GDIC 생성에서 2.5~4,6%, 후보 문서 쌍 탐색에서 1%~15.4% 정도의 성능이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 추후 update query를 최소화하여 GDIC 생성시간을 추가로 줄이는 방법에 대해 연구할 계획이다.