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직교성을 이용한 계층적 영상 암호화 (Hierarchical Image Encryption System Using Orthogonal Method)

  • 김남진;서동환;이성근;신창목;조규보;김수중
    • 한국광학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.231-239
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    • 2006
  • 본 논문에서는 직교성의 특성을 가진 Walsh code 영상과 무작위 위상 영상을 이용하여 계층적인 영상의 암호화 및 복호화로 영상 정보의 수준에 따른 효율적인 정보보호와, 암호화의 수준을 향상시키는 방법을 제안하였다. 제안한 암호화 과정은 각각의 원 영상과 무작위 위상 영상을 곱한 영상을 푸리에 변환 후, Walsh code 영상과 이진 무작위 위상영상을 곱한 영상에 확산시켜 암호화한다. 복호화 키는 암호화 과정에 사용된 Walsh code 영상을 정보의 수준에 따라 더함으로써 계층적인 복호화 키를 생성한다. 그러므로 하나의 복호화 키로도 정보 보호의 수준에 따라 각 암호화 영상을 복호화할 수 있다. 또한 이진 무작위 위상과 무작위 위상 영상은 암호화 영상을 백색 잡음의 패턴과 유사하여 암호화 수준이 높은 장점을 가진다. 컴퓨터 실험과 고찰을 통하여 암호화의 적합함을 확인하였다.

3차원 거리정보와 DSM의 정사윤곽선 영상 정합을 이용한 무인이동로봇의 위치인식 (Localization of Unmanned Ground Vehicle based on Matching of Ortho-edge Images of 3D Range Data and DSM)

  • 박순용;최성인
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제1권1호
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    • pp.43-54
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    • 2012
  • 본 논문에서는 야지 환경에서 동작하는 무인이동로봇에서 획득한 3차원 LIDAR (Light Detection and Ranging) 센서 정보와 로봇이 이동하는 지형의 3차원 DSM (Digital Surface Map)에서 정사윤곽선(Ortho-edge) 특징영상을 생성하고 정합하여 로봇의 현재 위치를 추정하는 기술을 제안한다. 최근의 무인이동로봇의 위치 인식에 대한연구는 GPS (Global Positioning System), IMU (Inertial Measurement Unit), LIDAR 등의 위치인식 센서를 융합하는 경우가 많아지고 있다. 특히 LIDAR에서 획득한 거리정보를 ICP(Iterative Closest Point) 기반의 기하정합으로 로봇의 위치를 추정하는 기술이 개발되고 있다. 그러나 이동로봇에서 획득한 센서 정보는 DSM의 센싱 방향과 큰 차이차이가 있어 기존의 기하정합 기술을 사용하는데 어려움이 있다. 본 논문에서는 서로 다른 센싱 방향에서 획득한 3차원 LIDAR 거리정보와 DSM에서 정사윤곽선이라는 특징 영상을 생성하고 이들을 정합하여 로봇의 위치를 추정하는 새로운 기술을 제안한다. DSM으로부터 현재 시점의 정사윤곽선 영상을 생성하는 방법, 전방향 LIDAR 거리센서에서 정사윤곽선 영상을 생성하는 방법, 그리고 정사윤곽선 영상의 정합 기술을 설명하였다. 실험에서는 다양한 주행 경로에 대한 위치 추정의 오차를 분석하고 제안 기술의 성능의 우수성을 보였다.

순위 차 확산 필터를 이용한 스페클 잡음 제거 (Speckle Noise Removal by Rank-ordered Differences Diffusion Filter)

  • 예철수
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.21-30
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    • 2009
  • 본 논문의 목적은 원격 탐사 영상에서 잡음을 제거하기 위해 중심 화소와 통계적으로 유사한 이웃화소들을 선택하늘 방법을 제시하고 이 결과를 평균 곡률 확산과 결합하는 방법을 제시하는데 있다. 균일한 밝기값 영역에 속하는 화소들을 검출하기 위해 이웃 화소들을 순차적으로 선택할 때 그 선택하는 순서에 따라 선택된 영역의 통계적 특성이 달라지므로 이웃 화소의 선택 순서는 매우 중요하다. 본 논문에서는 통계적으로 유사한 특성을 가지는 이웃 화소를 선택하기 위해서 중심 화소와 이웃 화소의 밝기값 차를 계산하고 이를 크기 순으로 정렬하여 얻어지는 순위 차 벡터(rank-ordered differences vector)를 이용하는 효과적인 방법을 제안한다. 순위 차 벡터의 항들을 영역 확장 방법을 이용하여 균일 순위 차 벡터(homogeneous rank-ordered differences vector)와 이상점 순위 차 벡터 (outlier rank-ordered differences vector)로 분할한다. 균일 순위 차 벡터의 항에 속하는 이웃 화소에 대해서만 중심 화소의 밝기값 갱신에 기여하도록 확산 계수를 선택적으로 할당하는 라인 프로세스를 평균 곡률 확산에 결합한다. 제안한 방법은 모든 이웃 화소를 이용하여 중심 화소의 밝기값을 갱신하는 기존의 잡음 제거 필터에 비해 잡음 제거 효과가 뛰어남을 항공 영상 및 TerraSAR-X 위성 영상을 이용한 실험을 통해 확인하였다.

음파 소화기를 이용한 안전 스토브 시스템 개발 (Development of Safe Stove System using Sound Wave Fire Extinguisher)

  • 서윤원;이석재;박형주;김기남;최용래;황형준;한승한;심동하
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제32권6호
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    • pp.34-39
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    • 2018
  • 본 논문에서는 최초로 음파 소화기를 이용한 자동 화재진압 기능을 가진 안전 스토브 아키텍처를 제안하고 개발하였다. 화재가 발생하면 화재 센서와 연동된 마이크로컨트롤러가 화재를 감지하고 음파 소화기를 구동하여 화재를 진압하는 구조를 가진다. 음파 소화기는 스피커와 콜리메이터로 구성되며, 오디오 증폭기를 포함하는 구동모듈에 의해 구동된다. 스토브를 둘러싸는 인클로저를 사용해 거리에 따른 음파의 확산을 막아 음파의 감쇠를 줄일 수 있었다. 이때, 사용된 음파의 주파수는 50 Hz이며, 음압은 소화기로 부터 0.5 m 거리에서 93 dBA로 측정되었다. 7 cc 및 14 cc의 가연성 액체에서 발생한 화염에 대해 진화에 소요되는 시간은 각각 최대 8 s와 15 s로, 각각 자연소화 시간의 24%와 42%에 해당한다. 제안된 안전 스토브는 기존 안전 스토브와 비교하여 무해하고 잔여물질이 남지 않기 때문에, 다양한 가전기기에 적용되어 원활한 초기 화재 진압 및 화재 확산 방지에 기여할 것으로 기대된다.

딥러닝 기반의 분할과 객체탐지를 활용한 도로균열 탐지시스템 개발 (A Development of Road Crack Detection System Using Deep Learning-based Segmentation and Object Detection)

  • 하종우;박경원;김민수
    • 한국전자거래학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.93-106
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    • 2021
  • 최근 도로균열 탐지에 대한 많은 연구에서 딥러닝 기반의 접근법을 활용하면서 과거 알고리즘 기반의 접근법을 활용한 연구들보다 높은 성능과 성과를 보이고 있다. 그러나 딥러닝 기반의 많은 연구가 여전히 균열의 유형을 분류하는 것에 집중되어 있다. 균열 유형의 분류는 현재 수작업에 의존하고 있는 균열탐지 프로세스를 획기적으로 개선해 줄 수 있다는 점에서 상당한 기대를 받고 있다. 그러나 실제 도로의 유지보수 작업에 있어서는 균열의 유형뿐만 아니라 균열의 심각도에 관한 판단이 필수적이지만, 아직까지 도로균열 탐지와 관련된 연구들이 균열의 심각도에 대한 자동화된 산출까지 진전되지 못하고 있다. 균열의 심각도를 산출하기 위해서는 균열의 유형과 이미지 속 균열의 부위가 함께 파악되어야 한다. 본 연구에서는 균열 유형과 균열 부위의 동시적 탐지를 효과적으로 자동화하기 위해 딥러닝 기반의 객체탐지 모델인 Mobilenet-SSD를 활용하는 방법을 다루고 있다. 균열탐지의 정확도를 개선하기 위해 U-Net을 활용해 입력 이미지를 자동 분할하고, 이를 객체탐지 기법과 결합하기 위한 여러 실험을 진행하여 그 결과를 정리하였다. 결과적으로 U-Net을 활용한 이미지 의 자동 마스킹을 통해 객체탐지의 성능을 mAP 값이 0.9315가 되도록 향상시킬 수 있었다. 본 연구의 결과를 참고하여 도로포장 관리시스템의 구현에 균열탐지 기능의 자동화가 더욱 진전될 수 있다고 기대된다.

비구형 빙정의 단일산란 특성 계산: 물리적으로 일관된 구름 미세물리와 복사를 향하여 (Calculations of the Single-Scattering Properties of Non-Spherical Ice Crystals: Toward Physically Consistent Cloud Microphysics and Radiation)

  • 엄준식;장성현;김정규;박성민;정희정;한수지;이윤서
    • 대기
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    • 제31권1호
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    • pp.113-141
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    • 2021
  • The impacts of ice clouds on the energy budget of the Earth and their representation in climate models have been identified as important and unsolved problems. Ice clouds consist almost exclusively of non-spherical ice crystals with various shapes and sizes. To determine the influences of ice clouds on solar and infrared radiation as required for remote sensing retrievals and numerical models, knowledge of scattering and microphysical properties of ice crystals is required. A conventional method for representing the radiative properties of ice clouds in satellite retrieval algorithms and numerical models is to combine measured microphysical properties of ice crystals from field campaigns and pre-calculated single-scattering libraries of different shapes and sizes of ice crystals, which depend heavily on microphysical and scattering properties of ice crystals. However, large discrepancies between theoretical calculations and observations of the radiative properties of ice clouds have been reported. Electron microscopy images of ice crystals grown in laboratories and captured by balloons show varying degrees of complex morphologies in sub-micron (e.g., surface roughness) and super-micron (e.g., inhomogeneous internal and external structures) scales that may cause these discrepancies. In this study, the current idealized models representing morphologies of ice crystals and the corresponding numerical methods (e.g., geometric optics, discrete dipole approximation, T-matrix, etc.) to calculate the single-scattering properties of ice crystals are reviewed. Current problems and difficulties in the calculations of the single-scattering properties of atmospheric ice crystals are addressed in terms of cloud microphysics. Future directions to develop physically consistent ice-crystal models are also discussed.

A FUNDAMENTAL STUDY TO DEVELOP STANDARD TECHNOLOGY CRITERIA FOR IT-CONSTRUCTION FUSION TECHNOLOGIES, TO BE APPLIED TO A U-CITY

  • Kyoon-Tai Kim;Jae-Goo Han;Chang-Han Kim
    • 국제학술발표논문집
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    • The 3th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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    • pp.1352-1358
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    • 2009
  • As the demand for a convergence between construction technologies and IT is on the rise, as seen in the visualization of U-City construction, studies on the ways in which IT in should be utilized in the building and construction field have been continuously and actively performed. However, there has been almost no development of standardized technology criteria relating to the life cycle of a building (planning, design, construction, and maintenance). That is, there are almost no examples of efforts made to combine construction technology and IT in a fundamental way, considering the environment, the facility, its spatial characteristics, engineering, materials, and structure, aspects that are commonly required not only for interior spaces but also for exterior construction of U-City. Despite the fact that a state-of-the-art infrastructure has been built, and the competency of users with the cutting-edge technology, composite studies on technologies, facilities, services and spaces are still lacking, and basic research on the composite operation method including compatibility and linkage between facilities and services within a U-City has been insufficient as well. It is generally known that by fusing IT with construction technologies, the total period of construction taken can be reduced and construction expenses can be curtailed, while construction quality can be improved. For this reason, it is vital to prepare a standardized base to connect cutting-edge IT with the construction technologies. In preparing such a base, the most urgent issue is to develop standardized technology criteria. The ultimate objective of this research is to establish the technological criteria system required to apply construction-IT fused technologies to U-Cities, and to develop the technological criteria for the design, construction and maintenance of the U-Cities. This paper, whose objective is to establish development strategies for construction-IT fused technologies by way of analyzing the criteria for conventional construction projects, the necessity of criteria for construction-IT fused technologies, and the current status of U-Cities' development, is the underlying research for this purpose. The strategies established are expected to be utilized in establishing the system of criteria for construction-IT fused technologies, and to contribute to a knowledge base in the construction-IT field. In addition, based on the strategies established, criteria for construction-IT fused technologies, such as design criteria and construction standards, will be developed, and by applying these criteria and standards, the ultimate objectives of U-Cities, which are the enhancement of urban competitiveness and the satisfaction of residents, will be attained

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경도인지장애인의 음악을 활용한 보조 치료기기 제품개발을 위한 디자인 선호도 조사에 관한 연구 (A Study on the Design Preference Survey for Development of Auxiliary Therapy Products Utilizing Music of Mild Cognitive Impairment)

  • 이해구
    • 한국과학예술포럼
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    • 제31권
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    • pp.355-365
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    • 2017
  • 미래 한국의 인구 구성은 저 출산과 의료기술의 비약적 발전에 힘입어 고령자가 2060년에는 세계 2위 수준까지 예상되고 있다. 고령자를 위한 사회의 부담은 지속적으로 증가될 것으로 예상되고 있다. 고령자가 되면서 제일 먼저 나타나는 현상은 신체적인 변화이다. 기억력이 낮아지고 인지능력이 저하되는 현상이 생기면서 그들의 활동이 제한되고 경제적인 생산능력이 급격히 줄어들게 된다. 자급자족이 힘든 상황이 되면서 경제적이고 사회적인 측면의 도움을 필요하게 되었다. 그들에게 도움을 줄 수 있는 제품이 연구되고 개발되어 져야하는 시기가 도래되었다. 고령자들에게 흔히 나타나는 인지능력저하 단계인 경도인지장애(MIS)단계가 있다. 경도인지장애인들은 약물적 치료방법과 비약물적 치료 방법을 병행하는 것이 효과적이다. 비약물적 치료방법 중 음악에 대한효과가 입증되어 있다. 본 논문은 음악치료기법을 활용한 보조기구를 개발함에 있어 디자인적인 관점에서 디지털 융복합의 연구가 필요하다. 본 연구를 위해서 경도인지장애자를 대상으로 외형에 대한 선호를 알아보았다. 2번에 걸쳐 설문조사가 이루어졌다. 연구의 결과 경도인지장애자를 위한 홈케어 제품디자인은 기존의 게임기나 셋탑박스의 정형적이고 박스형태가 아닌 사용자의 상황과 특수성을 고려한 형태가 요구되고 있다. 기억력, 인지능력이 떨어지는 신체적인 변화와 주변 사람이나 환경이 변화되는 정신적인 변화에 맞는 제품이 개발되도록 디자인이 요구되고 있다는 결과이다.

UKF와 연동된 입자필터를 이용한 실시간 단안시 카메라 추적 기법 (Real-time Monocular Camera Pose Estimation using a Particle Filiter Intergrated with UKF)

  • 이석한
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.315-324
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    • 2023
  • 본 논문에서는 UKF(unscented Kalman filter)와 연동된 입자필터를 이용한 단안시 카메라의 실시간 자세추정 기법을 제안한다. 단안시 카메라 자세 추정 기법에는 주로 카메라 영상과 자이로스코프, 가속도센서 데이터 등을 연동하는 방법이 많이 이용되고 있으나 본 논문에서 제안하는 방법은 별도의 센서 없이 카메라 영상에서 취득되는 2차원 시각 정보만을 이용하는 것을 목표로 한다. 제안된 방법은 카메라 영상 이외의 부가적인 장비를 이용하지 않고 별도의 센싱 정보 없이 2차원 영상만으로 카메라 추적이 가능하며, 따라서 기존에 비해 하드웨어 구성이 단순해질수 있다는 장점을 갖고 있다. 제안된 방법은 UKF와 연동된 입자필터를 기반으로 한다. 입자필터의 각 입자마다 개별적으로 정의된 UKF로부터 카메라의 상태를 추정한 다음 입자필터의 전체 입자로부터 카메라 상태에 대한 통계데이터를 산출하고 이로부터 카메라의 실시간 자세정보를 계산한다. 기존의 방법과 달리 제안된 방법은 카메라의 급격한 흔들림이 발생하는 경우에도 카메라 추적이 가능함을 보여주며, 영상 내의 특징점 대다수가 가려지는 환경에서도 카메라 추적에 실패하지 않음을 실험을 통하여 확인하였다. 또한 입자의 개수가 35개인 경우 프레임 당 소요 시간이 약 25ms이며 이로부터 실시간 처리에 문제가 없음을 확인할 수 있었다.

벼 수확량 및 곡물 수분함량의 공간변이 해석 (Spatial Variability Analysis of Rice Yield and Grain Moisture Contents)

  • 정지훈;이호진;이승훈;이창환
    • 한국작물학회지
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    • 제54권2호
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    • pp.203-209
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    • 2009
  • 수확량 모니터링 시스템의 개발은 미국에서부터 시작되어 점차 발전되어 왔으며, 현 시점에서 가장 활발하게 이용되고 있는 정밀농업 기술 중 하나이다. 수확량 모니터링 시스템 개발과 함께 이루어져야 할 것이 수확량 정보의 공간변이성 해석이다. 본 실험은 논 포장에서의 수확량의 공간변이성과 한계수확량 및 수분함량이 수확량에 미치는 영향을 알아보기 위하며 수행되었다. 2002년 10월 서울대학교 부속 실험농장 소재의 두 기계 이앙 재배 답작 포장(0.2 ha)과, 전북 김제 만경평야 소재의 두 직파재배 포장(0.4 ha)에서 구획별 수확량 정보를 획득한후 각 포장별로 통계분석을 통해서 포장 내의 수량변이를 조사 및 해석하였다. 그리고 각 포장의 수확작업 시 구획별로 샘플을 획득하여 수분함량을 측정한 후 수분함량 보정전과 보정후의 수량을 비교 분석하고, 수분함량과 수확량에 대한 비교 분석과, 수분함량 지도를 작성하여 수확량 지도와의 비교를 통해 수분함량과 수확량간의 관계를 조사하였다. 정확한 수확량 지도 작성을 위해서는 샘플링 간격을 최소화하는 것이 효과적일 것이나 콤바인의 예취 폭과 포장면적을 고려하여 조절해야 할 것이다. 수확량 정보를 얻을 때 한 구획의 넓이는 포장 면적에 따라서 조절이 가능하겠지만 가로 세로 길이로 봤을 때 5 m이상 15 m이하가 적당할 것으로 판단되었다. 변량시비 처리가 실시된 포장의 경우 같은 조건에서 일반시비로 재배된 포장에 비해서 수량은 비슷하나 변이는 적게나타남을 알 수 있었다. 각 포장내의 변이의 크기는 일반적으로 평균 수확량의 절반이상의 편차를 보이고 있으므로 포장내의 지점별 수획량의 변이는 상당하다고 판단할 수 있다. Sensor를 이용한 수확량 측정에서는 위에서 나타난 값으로 보았을 때 최소 300 kg/10a 이하에서 최대 1000 kg/10a 이상까지 측정이 가능하도록 설계되어야 할 것이다. 수분함량은 한 포장 내에서의 변이가 큰 편은 아니었고 공간의존성도 크게 나타나지 않았다. 그러나 포장간의 변이는 수확 전의 기상상황에 따라서 차이가 나타나게 된다. 수분함량 자체의 포장 내 변이가 크지 않으므로 수확량의 공간의존도에 대한 변화는 크지 않았다.