• 한국통신학회논문지
• /
• 제41권11호
• /
• pp.1507-1514
• /
• 2016

Full-image guided filter는 커널 윈도우 영역만 필터링에 반영되는 기존의 커널 윈도우 기반 가이드 필터와 달리 가중치 전파 도식과 양방향 모델이 적용되어 영상의 모든 픽셀이 필터링에 반영된다. 이로써 가이드 필터의 경계 보존과 평활화 등의 가이드 이미지 필터의 특성을 유지하면서도 계산 복잡도를 개선할 수 있다. 본 논문에서는 full-image guided filter의 더 빠른 처리가 필요한 스테레오 비전 및 각종 실시간 시스템 분야에 적용될 수 있도록 효율적인 하드웨어 구조를 제안하였다. 필터링 프로세스에서 발생하는 각종 데이터의 종속성 분석과 영상의 PSNR 분석, 데이터 빈도 분석 등을 통하여 적합한 하드웨어 구조를 제안하였다. 또한 양방향 모델이 적용된 가중치 연산 모듈의 휴식 구간이 최소화되도록 효율적인 스케줄링을 하였고 실시간 처리가 가능하게 하였다. 제안한 하드웨어 구조는 동부하이텍 0.11um 표준셀 라이브러리로 합성하였을 경우 최대 동작주파수 214MHz(384*288 영상: 965 fps)와 76K(내부 메모리 제외) 게이트의 하드웨어 복잡도를 나타냈다.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제38권5호
• /
• pp.509-517
• /
• 2001

전역탐색알고리즘(full-search algorithm, FSA)은 탐색영역의 범위가 커짐에 따라 방대한 양의 계산을 필요로 하기 때문에 이에 따른 알고리듬의 처리시간이 커지고, 하드웨어로 구현했을 때 회로가 복잡해진다는 문제점을 안고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 개선하기 위한 방안으로 비트플레인 정합에 의한 움직임 추정기의 VLSI 구조를 제안한다. 제안된 움직임 추정기에서는 비트 플레인 정합기준을 이용하여 기존의 전역 탐색 알고리즘을 하나의 이진영상으로 적용함으로써 움직임 추정에 소요되는 연산의 양을 크게 줄이면 서도 전역탐색 알고리듬과 유사한 움직임 추정 성능을 갖도록 하였으며, 제안된 VLSI 구조에서는 두 개의 프로세싱 코어를 채택하여 데이터 흐름을 시스톨릭 (systolic) 어레이의 형태로 제어하여, 시스템 내부의 SRAM을 제거하여 동작 속도 상의 이득뿐만 아니라, 메모리 공정을 필요로 하지 않는 저가의 공정을 사용 가능하게 함으로써 제작상의 비용을 절감할 수 있는 해결책을 제시하였다. 구현된 하드웨어는 VHDL을 이용하여 설계하고, 기능 검증을 수행한 후 0.6-μm three-metal CMOS 공정을 이용하여 8.15 X 10.84㎟의 크기로 집적하였다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.31-40
• /
• 2011

프로젝터 기반의 가시화 시스템은 가상현실 흑은 체험형 응용에서 널리 사용된다. 그러나 스크린 재질과 반사 성질에 따라 스크린 상의 투사 밝기의 불균일성이 때때로 체험자의 체험을 방해할 수 있다. 이러한 현상은 체험자의 위치를 추적하는 시스템인 CAVE 혹은 운동판 체험 시스템의 체험자가 시스템 안에서 계속적으로 움직일 경우에는 특별히 문제가 될 수 있다. 스크린 화상 상에 밝기의 불균일성을 만드는 이유 중에 하나는 참여자의 눈의 위치로의 프로젝터와 스크린의 스펙큘라 반사이며, 이에 대한 분석은 높은 계산 복잡도가 요구된다. 그래픽 프로세서의 프로그래머블 쉐이더를 이용하여 스펙큘라 라이팅 요소를 계산하는 것과 마찬가지로, 본 연구에서는 밝기의 불균일성을 줄이기 위하여 주어진 스크린 환경 3D 모델을 가지고 수행 시간에 모든 화소의 밝기를 조정하였다. 이러한 목적을 위하여 개개의 스크린 응용에 따른 각도 기반의 밝기 보정 함수를 고안하였으며, GPU 상에서 수행과 접근을 용이하도록 하였다. 두가지 기법이 구현되었는데, 각도 기반의 접근에서 프로덕트 기반의 접근으로 변환과 구간 선형 보간 근사 기법을 구현하였다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제14권5호
• /
• pp.543-550
• /
• 2009

가장 많이 사용되는 변환영역 컨벌루션 알고리즘인 중칩보류기법의 경우 데이터를 M개 단위로 처리하고자 할 때 현재 M개의 데이터를 앞의 M개의 데이터와 연결시킨 2M개의 데이터에 대하여 길이 2M FFT와 주파수 영역 곱셈을 수행하고 뒤의 M개의 데이터를 취함으로써 선형 컨벌루션 결과를 얻는다. 본 논문에서는 새로운 변환을 제시하고 이를 이용하여 M개의 데이터에 대하여 길이 M의 변환을 수행하면 되는 새로운 컨벌루션 알고리즘을 소개한다. 새로 제안된 변환은 M개의 곱셈과 고속 푸리에 변환의 계산으로 이루어지므로 기존의 FFT 라이브러리 또는 하드웨어를 그대로 사용할 수 있다. 또한 기존의 중첩보류기법에 비하여 약간의 계산량 감소가 있고 다루어야 하는 데이터의 길이가 반이므로 데이터 이동 및 기타 처리에서도 이득이 있어서 전체적인 CPU 시간이 줄어든다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.342-348
• /
• 2013

본 논문에서는 적응적인 확장 블록을 사용하는 프레임율 증강 기법인 AEBME (Adaptive Extended Bilateral Motion Estimation)을 제안하고자 한다. 기존의 EBME (Extended Bilateral Motion Estimation) 알고리듬은 동일한 구역에 두 번의 움직임 예측을 수행함으로 인해 높은 계산량이 요구되었다. 본 논문에서는 영상의 edge 정보를 활용한 블록 유형의 일치 유무를 고려하여 EBME 수행여부를 결정함으로써 움직임 예측 과정을 보다 빠르게 수행하도록 하였다. 움직임 벡터 평활화 과정이 적용되어 움직임 벡터 필드 내의 이상 벡터를 찾아 수정한다. 최종적으로 OBMC (Overlapped Block Motion Compensation)와 MCFI (Motion Compensated Frame Interpolation)이 프레임 움직임의 성질에 따라 적용되어 중간 프레임을 보간하게 된다. 실험 결과를 통해 제안하는 알고리듬이 기존의 알고리듬인 EBME에 비해 향상된 성능과 빠른 속도를 보임을 알 수 있다.

• 대한수학교육학회지:수학교육학연구
• /
• 제23권2호
• /
• pp.75-94
• /
• 2013

본 연구는 2011년 수학과 국가수준 학업성취도 평가에서 다문화 탈북가정 학생들에게 차별기능을 하는 문항이 있는지를 분석하였다. 이를 위하여 먼저 Simultaneous Item Bias Test(SIBTEST) 방법과 MantelHaenszel(MH) 방법으로 다문화 탈북가정 학생들에 대한 차별기능문항을 추출한 결과, 초 중 고등 세 학교급에서 8개의 문항이 추출되었다. 이 문항들은 다문화 탈북가정 학생들의 학업성취 정도와 특성을 나타내는 객관적인 자료로서 기능할 것이다. 또한 추출된 각 문항을 질적으로 분석한 결과 다문화 탈북가정 학생들에게 차별기능을 한 잠재적인 원인을 탐색한 결과 언어 능력, 계산 및 문제 해결 과정의 복잡성, 교육과정의 일치 여부, 문제 상황 등이 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 논문은 다문화 탈북가정 학생들을 위한 교육 정책을 수립하고 교수 학습 방법을 구안하는 데 시사점을 제공할 수 있을 것이다.

• 방송공학회논문지
• /
• 제16권4호
• /
• pp.596-601
• /
• 2011

양안식 3차원 방송의 경우 좌우 두 시점에 해당하는 영상을 동시에 전송해야 하기 때문에 전송 대역폭의 부담이 매우 크다. 이러한 부담을 줄이기 위해 좌우 시점의 두 영상을 전송하는 대신에 좌영상과 이에 해당하는 깊이맵을 부호화하여 전송하는 방법이 있다. 이러한 3차원 방송 시스템의 수신단에서는 좌영상과 깊이맵을 복호한 뒤에 우영상을 만들어 좌우 영상을 실시간으로 출력한다. 본 논문에서는 좌영상과 깊이맵을 이용하여 가상시점 영상을 생성할 때 생기는 빈 공간을 효율적으로 채우는 기법을 제안하고, 전 과정의 실시간 처리를 위해 이를 GPU상에서 병렬로 처리되도록 구현했다. 그 결과 효과적으로 홀 채움을 수행하면서 CPU 대비 15배 이상 빠르게 양안식 영상을 생성할 수 있었다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.823-832
• /
• 2011

본 논문은 orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) 통신에서 효율적인 블라인드(blind) 주파수 옵셋 추정 방식을 제안한다. 제안된 방식은 오버샘플링과 OFDM 시스템의 cyclic prefix (CP)를 이용하여 시간차가 있는 2개의 OFDM 신호 블록을 얻고 이를 이용하여 블라인드 주파수 옵셋 추정을 위한 비용함수를 정의한다. 본 논문에서는 제안된 비용함수가 코사인 함수로 근사화 될 수 있음을 보였으며 코사인 함수의 기본적인 특성을 이용하여 주파수 옵셋을 추정할 수 있는 폐쇄형(closed form) 추정 공식을 유도하였다. 이 코사인 함수를 이용하면 전체 주파수 옵셋 범위에 대한 탐색 없이 최저 비용함수 값을 쉽게 계산할 수 있기 때문에 주파수 옵셋 추정이 효율적이다. 제안된 방식은 탐색이 필요 없기 때문에 기존의 블라인드 ML 기법보다 계산량이 약 97% 감소하며 컴퓨터 시뮬레이션 결과 평균제곱오차 (mean square error, MSE) 성능이 기존의 ML 기법이나 MUSIC 방식보다 우수함을 보였다.

• 정보과학회 논문지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.399-407
• /
• 2015

무선 센서네트워크는 다양한 응용 프로그램들을 위하여 주변 환경으로부터 데이터수집 또는 처리를 위하여 사용된다. 무선 센서네트워크는 저 수준 계산 능력, 제한적인 배터리 용량, 낮은 네트워크 대역폭을 기반으로 운영되므로, 무선센서 네트워크의 구조 모델은 응용 프로그램의 성능에 큰 영향을 미친다. 응용 프로그램이 높은 계산 복잡도를 요구하거나, 실시간 처리를 필요로 하는 경우, 무선센서 네트워크의 중앙 집중 형 구조는 데이터 처리에 있어서 지연을 발생하게 되므로, 응용 프로그램의 성능 요구사항을 만족시키지 못하는 결과를 가져온다. 반면에, 응용 프로그램이 단순한 데이터 수집을 장기간 수행하는 경우, 분산 형으로 무선센서 네트워크를 구성한다면, 무선 센서들에서 불필요한 에너지 소모를 피할 수 없게 된다. 이 논문에서는 중앙집중 형 구조와 분산 형 구조에서 에너지 소모와 데이터 처리 지연을 분석, 평가한다. 또한, 본 논문에서는 무선 센서 네트워크를 위한 새로운 융합 형 구조를 제안하고 평가한다 제안된 방식은 응용 프로그램의 특성에 따라서 무선센서 네트워크에서 최적의 무선센서 노드 개수를 찾을 수 있게 한다.

• International Journal of Vascular Biomedical Engineering
• /
• 제2권1호
• /
• pp.17-24
• /
• 2004

Tumor angiogenesis was simulated using a two-dimensional computational model. The equation that governed angiogenesis comprised a tumor angiogenesis factor (TAF) conservation equation in time and space, which was solved numerically using the Galerkin finite element method. The time derivative in the equation was approximated by a forward Euler scheme. A stochastic process model was used to simulate vessel formation and vessel elongation towards a paracrine site, i.e., tumor-secreted basic fibroblast growth factor (bFGF). In this study, we assumed a two-dimensional model that represented a thin (1.0 mm) slice of the tumor. The growth of the tumor over time was modeled according to the dynamic value of bFGF secreted within the tumor. The data used for the model were based on a previously reported model of a brain tumor in which four distinct stages (namely multicellular spherical, first detectable lesion, diagnosis, and death of the virtual patient) were modeled. In our study, computation was not continued beyond the 'diagnosis' time point to avoid the computational complexity of analyzing numerous vascular branches. The numerical solutions revealed that no bFGF remained within the region in which vessels developed, owing to the uptake of bFGF by endothelial cells. Consequently, a sharp, declining gradient of bFGF existed near the surface of the tumor. The vascular architecture developed numerous branches close to the tumor surface (the brush-border effect). Asymmetrical tumor growth was associated with a greater degree of branching at the tumor surface.