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신경망을 이용한 비정적 신호의 비선형 예측 (Nonlinear Prediction of Nonstationary Signals using Neural Networks)

  • 최한고;이호섭;김상희
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권10호
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    • pp.166-174
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    • 1998
  • 신경망은 분산된 비선형 처리구조와 학습능력 때문에 높은 차수의 비선형 동특성 구현능력을 갖고 있으므로 비정적 신호에 대한 적응예측을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 방법 (비선형 모듈구조와 비선형과 선형모듈이 직렬로 연결된 예측구조)으로 비정적 신호의 비선형 예측을 다루고 있다. 완전 궤환된 리커런트 신경망과 기존의 TDL(tapped-delay-line) 필터가 비선형과 선형모듈로 각각 사용되었다. 제안된 예측기의 동특성은 카오스 시계열과 음성신호에 대해 시험하였으며, 예측성능의 상대적인 비교를 위해 기존의 ARMA(autoregressive moving average) 구조의 선형 예측모델과 비교하였다. 실험결과에 의하면 신경망을 이용한 적응 예측기는 선형 예측기보다 예측성능이 훨씬 우수하였으며, 특히 직렬구조의 예측기는 신호가 크게 변화하는 시계열의 예측에 효과적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.

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깊이 추정을 위한 PCA기반의 특징 축소 (PCA-Based Feature Reduction for Depth Estimation)

  • 신성식;권오봉
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제47권3호
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    • pp.29-35
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    • 2010
  • 본 논문에서는 한 장의 정지 영상에서 학습을 통한 방법으로 깊이 정보를 추정하는데 사용되어지는 특징 정보를 PCA(Principal Component Analaysis)기반으로 축소하여 깊이 정보의 정확성을 향상시키는 방법에 대하여 기술한다. 정지 영상에서 깊이 정보를 추정하기 위하여 이미지의 에너지 값과 기울기와 같은 특징을 추출하며 특징들의 관계를 이용하여 각 영역의 깊이 정보를 추정한다. 이 때 영상 필터를 사용하여 많은 특징을 추출하지만 특징의 중요성을 판단하지 않고 모두 사용하면 오히려 성능에 좋지 않은 영향을 미친다. 본 논문에서는 한 장의 정지 영상의 깊이 추정을 위해 PCA를 기반으로 중요도를 판단하여 특징 벡터의 차원을 줄이고 깊이를 정확하게 추정할 수 있는 방법에 대하여 제안한다. 제안한 방법을 스탠포드 대학의 평가 데이터로 실험한 결과, 깊이를 추정하는데 있어서 전체 특징 벡터의 30%만을 이용하여 평균 0.4%에서 최대 2.5%의 정확도가 향상되었다.

H.264에서의 고속 매크로블록 모드 선택 알고리듬 (A Fast MB Mode Selection Algorithm in the H.264 Standard)

  • 김동형;정제창
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권1C호
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    • pp.61-72
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    • 2005
  • H.264 부호화 표준은 부호화 효율을 높이기 위해 1/4 화소 단위의 움직임 추정, 다중 참조 프레임, 인트라 예측, 루프 필터, 다양한 블록 크기의 지원 등과 같은 새로운 부호화 도구들을 사용한다. 이를 통해 이전의 비디오부호화 표준들에 비해 율-왜곡(率歪曲) 관점에서 높은 성능을 보이지만 그로 인해 부호기의 복잡도는 상당히 증가한다. 본 논문은 부호기 복잡도의 증가를 초래하는 주요 부호화 도구들 중 매크로블록 모드 선택의 복잡도 감소에 주안(主眼)점을 두며, 이에 대한 복잡도 감소 알고리듬을 제시한다. 선택가능한 모든 매크로블록 모드들 중에서 $8{\times}8$ 모드와 인트라 $4{\times}4$ 모드는 다른 모드들에 비해 상대적으로 높은 복잡도를 가진다. 제안하는 알고리듬은 낮은 복잡도를 가지는 매크로블록 모드의 비용(Cost) 정보를 이용하여 $8{\times}8$ 및 인트라 $4{\times}4$의 비용을 추정함으로써 두 모드에 대한 복잡도를 감소시키고자 한다. 제안한 알고리듬을 적용한 실험은 전체 부호화 시간을 최대 $54.6{\%}$까지 감소시키는데 반해 PSNR은 단지 평균 0.012dB 감쇠(減衰)하는 것으로 나타난다.

선 배열 소나 시스템을 위한 좌 우 구분 성능 개선 기법 (Left right discrimination performance improvement for the line array sonar system)

  • 이호준;안종민;서종필;안재균;김성일;정재학
    • 한국음향학회지
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    • 제36권1호
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    • pp.49-56
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    • 2017
  • 본 논문에서는 활 형상 배열의 빔패턴 주파수 특성을 이용하여 허위표적을 제거함으로써 좌 우 구분 성능을 개선하는 방법을 제안한다. 방위각을 시간 축으로 변환하여 실 표적과 허위표적을 각각 고주파수와 저주파수 성분으로 간주한다. 허위표적의 후엽 빔 폭을 이용하여 허위표적 제거용 고역 통과 필터를 설계한다. 전체 빔형성기 출력 파워를 설계한 고역 통과 필터에 통과시켜 허위표적을 제거하여 실 표적을 추출한다. 전산 모의실험에서 제안된 방법의 적용 전후를 비교 분석하여 제안된 방법이 평균 8 dB 이상 허위표적을 감쇄시키는 것을 보였다.

Reproducibility of Electromyography Signal Amplitude during Repetitive Dynamic Contraction

  • Mo, Seung-Min;Kwag, Jong-Seon;Jung, Myung-Chul
    • 대한인간공학회지
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    • 제30권6호
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    • pp.689-694
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    • 2011
  • Objective: The aim of this study is to evaluate the fluctuation of signal amplitude during repetitive dynamic contraction based on surface electromyography(EMG). Background: The most previous studies were considered isometric muscle contraction and they were difference to smoothing window length by moving average filter. In practical, the human movement is dynamic state. Dynamic EMG signal which indicated as the nonstationary pattern should be analyzed differently compared with the static EMG signal. Method: Ten male subjects participated in this experiment, and EMG signal was recorded by biceps brachii, anterior/posterior deltoid, and upper/lower trapezius muscles. The subject was performed to repetitive right horizontal lifting task during ten cycles. This study was considered three independent variables(muscle, amplitude processing technique, and smoothing window length) as the within-subject experimental design. This study was estimated muscular activation by means of the linear envelope technique(LE). The dependent variable was set coefficient of variation(CV) of LE for each cycle. Results: The ANOVA results showed that the main and interaction effects between the amplitude processing technique and smoothing window length were significant difference. The CV value of peak LE was higher than mean LE. According to increase the smoothing window length, this study shows that the CV trend of peak LE was decreased. However, the CV of mean LE was analyzed constant fluctuation trend regardless of the smoothing window length. Conclusion: Based on these results, we expected that using the mean LE and 300ms window length increased reproducibility and signal noise ratio during repetitive dynamic muscle contraction. Application: These results can be used to provide fundamental information for repetitive dynamic EMG signal processing.

주변 노이즈에 강건한 Stepsize 예측기를 갖는 음향 반향 제거기 (A Robust Acoustic Echo Canceler with Stepsize Predictor for Environment Noise)

  • 이세원;강희훈;이원석
    • 대한전자공학회논문지TE
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    • 제39권2호
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    • pp.44-50
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    • 2002
  • ES(Exponentially weighted Stepsize) 알고리즘을 이용한 기존의 음향 반향 제거기는 동작 구조가 간단하고, NLMS 알고리즘에 비해 빠른 수렴 속도를 갖지만, 외부 잡음에 약하다. 그 이유는 ES 알고리즘은 특정 음향학적 조건에서 결정된 공간 임펄스 응답의 평균 에너지 감쇄율을 이용해 필터의 탭을 업데이트하기 때문이다. 본 논문에서는 Stepsize 생성기와 선택기를 추가한 새로운 구조의 음향 반향 제거기를 제안하였다. 제안된 Stepsize 생성기와 선택기는 외부 노이즈에 대한 기존의 음향 반향 제거기의 단점을 개선하여, 음향 반향 제거 시스템의 강건함을 향상시켜준다. Stepsize 생성기는 이동 평균기를 이용하여 별도의 Stepsize 값을 생성한다. 이 때 생성된 Stepsize 값은 잔여 에러양의 에너지 값에 상수 ${\gamma}$를 곱해준 결과이다. Stepsize 선택기는 계수 선택 요소${\Delta}_{differ}$를 이용해 음향 반향 제거기가 좀 더 향상된 성능을 갖을 수 있는 Stepsize 값을 선택한다. 본 논문의 시뮬레이션 결과는 외부 노이즈의 SNR에 관계없이 제안된 알고리즘은 잔여 에러양을 5[dB]에서 10[dB]정도 저하시켰고, 조절 오차의 양도 크게 개선되었음을 보여준다.

서브밴드 필터 뱅크를 이용한 강인한 음원 추적시스템에 대한 연구 (A Study on the Robust Sound Localization System Using Subband Filter Bank)

  • 박규식;박재현;온승엽;오상헌
    • 한국음향학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.36-42
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    • 2001
  • 본 연구는 폐쇄된 사무 공간상에서 2개의 마이크로폰을 이용하여 임의의 위치에서 발생한 음성 및 음향의 방향성 (방향각)을 추적하는 새로운 알고리듬을 제안한다. 본 논문에서 제안한 Subband CPSP (Cross Power Spectrum Phase) 알고리듬은 기존의 CPSP 알고리듬을 개선한 것으로서, 마이크로폰에 수신된 2개의 입력 신호에 대해 서브밴드 필터 뱅크를 이 용하여 대역 분할하고 각 서브밴드 대역에서 구해지는 대역별 CPSP 결과의 평균값을 제공한다. 이러한 주파수 대역 분할방식은 잡음의 영향을 각 대역으로 한정 분산시켜 사무 공간내 잡음의 영향을 각 대역으로 한정하여 음원의 방향각 계산시 발생하는 오차를 최소화할 수 있는 보다 강인하고 정확한 음원 추적 시스템을 가능하게 한다. 제안된 알고리듬의 성능을 입증하기 위해 기존의 CPSP 와 Subband CPSP 알고리듬의 실시간 음원 추적 실험을 수행하였으며, 실험 결과 제안된 Subband CPSP가 CPSP에 비해 평균 5% 이상의 성능 향상을 가져옴을 확인할 수 있었다.

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초음파 도플러 신호를 이용한 음성 합성 (Speech synthesis using acoustic Doppler signal)

  • 이기승
    • 한국음향학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.134-142
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    • 2016
  • 본 논문에서는 40 kHz 초음파 신호를 입 주변에 쏘고, 되돌아오는 초음파 신호를 이용해 음성신호를 합성하는 방법을 소개하고 성능을 평가하였다. 발성하고 있는 입주변에 초음파를 방사하게 되면, 입술, 턱, 뺨 등의 움직임으로 인한 변위로 도플러 현상이 발생하고, 이에 따라 반사 신호에는 본래의 주파수 성분과는 다른 도플러 주파수가 관찰되는데, 본 논문에서는 이러한 도플러 주파수를 이용하여 음성 파라메터를 추정하도록 하였다. 음성합성에 앞서서 초음파 도플러 신호와 음성 신호 간의 상관관계를 각 주파수 별로 분석하였으며, 이로부터 초음파 도플러 신호를 이용한 음성 신호의 합성 가능성을 살펴보았다. 변환에는 초음파 도플러의 정적, 동적 특성을 함께 반영한 특징 변수를 사용하였으며 결합-혼합 가우시안 기법을 이용하여 음성 파라메터로 변환하였다. 5명의 피 실험자를 이용한 음성 합성 실험에서 필터뱅크 에너지 값을 초음파신호의 특징변수로, LPC(Linear Predictive Coefficient) 켑스트럼 계수를 음성 변수로 사용하는 경우 가장 우수한 변환 성능을 나타내었다. 음성신호에서 추출한 여기신호를 이용하여 합성음을 생성하고, 이를 청취하였을 때 72.2 %의 평균 인식율이 얻어짐을 확인할 수 있었다.

적외선 영역에서 광대역으로 파장 가변되는 연속 발진 $Cr^{4+}$:YAG 레이저 개발 (Development of the continuous-wave $Cr^{4+}$: YAG laser with a broad tunability in the infrared region)

  • 추한태;이봉연;양준묵;이동한;임기수;이치원
    • 한국광학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.226-232
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    • 1999
  • 연속 발진 Nd: YAG 레이저를 펌핑 광원으로 하여 보다 조밀하고 견고하며, 안정된 연속 발진 파장 가변 Cr4+ : YAG 레이저를 개발하여 레이저 출력 특성, 파장 가변성 및 발진 레이저 선폭 등을 조사하였다. 공진기 구조는 공진기 안정 조건을 계산하여 비점수차가 보상된 Z 자형 접힘 공진기를 구성하였다. 공진기 출력 거울의 투과율이 1%일 때, 결정의 온도를 2$0^{\circ}C$로 유지하며 6W로 펌핑하였을 경우, 중심 파장이 1.45$\mu\textrm{m}$에서 최대 400 mW의 평균 출력을 갖는 매우 안정된 연속 발진 Cr4+ : YAG 레이저를 얻을 수 있었으며, 출력 기울기 효율은 8%였다. 또한 공진기 내에 복굴절 필터를 삽입하여 1.399 $\mu\textrm{m}$에서 1.532 $\mu\textrm{m}$까지의 파장 가변 영역을 얻었고, 1.4903 $\mu\textrm{m}$에서 최대 340 mW의 평균 출력을 얻을 수 있었으며, 이때의 레이저 발진 선폭은 0.21 $\mu\textrm{m}$였다.

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태양열 발전용 스크롤 방식 스터링엔진 흡수기 특성 연구 (Study on the Characteristics of Scroll type Stirling Engine Receiver for Solar Thermal Power)

  • 서호영;김종규;이상남;강용혁
    • 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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    • pp.62-67
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    • 2009
  • This paper describes the characteristics of scroll type stirling engine receiver. Scroll type stirling engine operated scroll compressor and expander instead of piston. Pass dimension of the receiver was $14(W){\times}14(H)$ mm and total pass length was 5,049 mm. External dimension of the receiver was $300{\times}300mm$. The experimental facility consisted of parabolic dish concentrator, compressor to supply air, triplex air filter, and flowmeter. In this study, basic experimental conditions were set at a inlet pressure of 5 bar and volume flow rate of $25m^3/hr$. As a result, air temperature in receiver at each measuring position of point 1, 2, 3 were $241^{\circ}C$, $465^{\circ}C$, and $542^{\circ}C$ respectively at inlet pressure of 5.5 bar and volume flow rate of $24.6m^3/hr$. As DNI increasing, heat transfer coefficient of the receiver changed from $695W/m^2K$ to $827W/m^2K$. Average heat transfer coefficient of receiver in the experiment was $798W/m^2K$. In addition, receiver efficiency became about 83%.

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