• 한국물환경학회지
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• 제33권6호
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• pp.715-721
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• 2017

식생체류지 기법 중 하나인 나무여과상자는 유역면적 및 강우유출수의 특성에 따라 기법의 용적 및 수질 저감 능력 조정이 가능한 도시 저영향개발 기술이다. 본 연구는 주차장 강우유출수 처리를 위해 6년동안 운영된 나무여과상자의 성능을 평가하기 위하여 수행되었다. 또한 나무여과상자의 저감 능력에 영향을 미치는 수리 수문학적 요인들을 조사하였다. 분석 결과, 강수량의 증가는 나무여과상자의 유출량, 평균유량 및 첨두유량 감소 등의 수리 수문학적 성능이 감소되는 것으로 평가되었다(r = -0.53 to -0.59; p < 0.01). TSS, 유기물, 영양물질 및 중금속 등의 오염물질은 나무여과상자 내 충진된 여재의 여과 및 흡착, 침투, 증산발 기작 등을 통하여 저감되는 것으로 나타났다(p < 0.001). 또한 유출량, 평균유량, 첨두유량, 체류시간 및 강우지속시간 등과 같은 수리 수문학적 요인의 영향을 받는 것으로 평가되었다. 이는 나무여과상자 시설을 유역면적 대비 시설의 표면적을 1 % 미만으로 설계 시 특히 유용한 것으로 나타났다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2014년도 추계학술대회
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• pp.236-239
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• 2014

3차원 영상을 제작하기 위해서는 여러 시점의 색상 영상과 함께 깊이 정보를 필요로 한다. 하지만 깊이 정보를 얻을 때 사용하는 ToF 카메라는 해상도가 낮으며 적외선 신호의 주파수 문제 때문에 최대 3대까지 사용할 수 있다. 따라서 깊이 정보를 색상 영상과 함께 사용하기 위해서 깊이 정보의 업샘플링이 필수적이다. 업샘플링은 깊이 정보를 색상 카메라 위치로 3차원 워핑하고 결합형 양방향 필터(joint bilateral filter, JBF)를 사용하여 빈 영역을 채우는 방법으로 진행된다. 업샘플링은 오랜 시간이 소요되지만 그래픽스 프로세싱 유닛(graphics processing units, GPU)를 이용하여 빠르게 수행될 수 있다. 본 논문에서는 다중 GPU의 병렬 수행을 통하여 빠르게 다시점 깊이맵을 생성할 수 있는 방법을 제안한다. 다중 GPU 병렬 수행은 범용 목적 GPU(general purpose computing on GPU, GPGPU) 중의 하나인 CUDA를 이용하였으며, 본 논문에서 제안된 방법을 이용하여 3개의 GPU 사용한 실험 결과 초당 35 프레임의 다시점 깊이맵을 생성했다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.116-119
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• 2013

본 논문에서는 결합형 양방향 필터를 이용하여 실시간으로 깊이 영상을 구하는 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 Kinect 깊이 카메라로부터 얻은 깊이 영상의 화질을 실시간으로 향상시키기 위해 GPU 내의 상수 메모리와 2차원 영상 처리에 적합한 텍스쳐 메모리를 사용했다. 또한, 단일 화소에 대한 결합형 양방향 필터 연산을 각 GPU 쓰레드(thread)에 할당한 다음 병렬로 처리하여 계산량을 현저히 감소시킨다. 실험 결과를 통해, 제안한 실시간 깊이 영상 보정 방법이 깊이 영상의 화질을 향상시켰고, 초당 260화면의 속도로 동작하는 것을 확인했다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제1권2호
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• pp.242-249
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• 1998

The engineering aspect of water treatment processes in the recirculating aquaculture system was studied. To recycle the water in the aquaculture system, a wastewater treatment process was required to maintain high water quality for the growth and health of the cultured fish. In this study, three different biofilm processes were used to reduce the concentration of organic matters and ammonia from the recirculating water - two phase fluidized bed, three phase fluidized bed, and trickling filter. The objectives of this research were to evaluate the optimum treatment conditions of the biofilm processes for the recirculating aquaculture system, and thereby reduce the volume of biofilm processes, which are commonly used for the recycle water treatment processes for aquaculture. The result of this study showed that the removal efficiency of organic matters by trickling filter was found to be lower than that of the fluidized bed. In the trickling filter system, anthracite showed better organic removal efficiency than crushed stone as a media. In the two phase fluidized bed, the maximum removal efficiency of either organics or ammonia was obtained when both the packing rate of media was maintained to $40\%$ of total reactor depth excepting sediment zone and the bed expansion rate was maintained to $100\%$. When 100 tilapia (Oreochromis niloticus) of each average 200g was reared, the pollutant production rate was 0.07g $NH_4\;^+-N/kg$ fish/day and 0.06g P04-3-P/kg fish/day, and sludge production rate was 0.39 g SS/kg fish/day. In the two phase and three phase fluidized bed, the volume of water treatment tank could be calculated from an empirical equation by using the relationship between the influent COD to $NH_4\;^+-N$ ratio (C/N, -), media concentration (Cm, g/L), influent ammonia nitrogen concentration (Ni, mg/L), effluent ammonia nitrogen concentration (Ne, mg/L), bed expansion rate $(E,\;\%)$, and influent flowrate $(Q,\;m^3/hr)$. The empirical equation from this study is $$V_2\;=\;10^{3.1279}\;C/N^{3.5461}\;C_m\;^{-3.7473}\;N_i\;^{4.6477}\;E^{0.0326}\;N_e\;^{-0..8849}\;Q\;(Two\;Phase\;FB) V_3\;=\;10^{11.7507}\;C/N^{-1.2330}\;C_m\;^{-6.5715}\;N_i\;^{1.5091}\;N_e\;^{-1.8489}\;Q (Three\;Phase\;FB)$$

• 방송공학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.742-755
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• 2012

본 논문에서는 high efficiency video coding (HEVC) 복호화기의 디블록킹 필터를 병렬화할 때 발생하는 작업량 불균형 문제를 해결하는 병렬화 방법을 제안한다. HEVC의 디블록킹 필터는 인-루프 필터로써 먼저 수직 에지에서 필터링을 수행한 후, 수평 에지에서 필터링을 수행한다. 수직 및 수평 에지에 대해 필터링을 수행하는 경우 주변 에지와 의존성이 없기 때문에 데이터 레벨의 병렬화를 통하여 복호화를 고속화 할 수 있다. 그러나 데이터 레벨 병렬화 방법을 통해 데이터가 균등하게 분할된 경우에도 영역 간의 작업량은 불균등 할 수 있으며, 이는 복호화기의 병렬화 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 coding tree block (CTB)에서 coding unit (CU)의 깊이 정보를 사용하여, 현재 프레임에 대한 디블록킹 필터링 과정의 연산량을 예측하고, 이를 통해 각 코어에 동등한 작업량이 분배되게 함으로써 작업량 불균형 문제를 해결하였다. 실험 결과, 제안하는 작업량 예측 기반의 데이터 레벨 병렬화 방법은 단일 코어를 사용하여 디블록킹 필터를 수행하는 것에 비하여 64.3%의 평균 시간 감소 (average time saving; ATS)를 얻었고, 기존의 균등 분할 데이터 레벨 병렬화 방법보다 평균 6.7%, 최대 13.5% 감소를 얻었다.

• 한국습지학회지
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• 제20권3호
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• pp.263-271
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• 2018

생활 하수 및 농축산 폐수를 통한 하천으로의 다량의 질소와 인의 유입은 부영양화를 초래하여 하천 자정작용에 악영향을 끼친다. 본 연구에서는 컬럼 실험을 통한 흡착제(활성탄, 제올라이트, 여과사)의 여재층 높이에 따른 암모니아성 질소, 인산염 제거특성을 분석하고, 밀도범함수이론(density functional theory, DFT)를 바탕으로 한 양자역학적 전산 모사를 통해 흡착제와 암모니아성질소($NH_4{^{+}}$)와 인산염($PO_4{^{3-}}$)에 대한 화학적 흡착 거동을 분석하였다. 컬럼 실험 결과, 암모니아성 질소에 대한 제거효율은 제올라이트(95.1%)>활성탄(65.8%)>여과사(10.7%), 인산염의 제거효율은 활성탄(99.6%)>제올라이트(18.8%)>여과사(10.9%) 순으로 나타났다. 제올라이트의 경우, 여재층의 높이에 관계없이 90%이상의 암모니아성 질소에 대한 높은 흡착력을 가졌고, 활성탄의 경우 여재층의 높이가 증가할수록 인과 질소에 대한 높은 흡착효율을 가졌다. DFT를 이용한 흡착제(산화 알루미늄, 활성탄, 여과사)와 영양염류($PO_4{^{3-}}$, $NH_4{^{+}}$)에 대한 흡착거동 분석결과, 제올라이트는 암모니아성 질소($NH_4{^{+}}$)에 대한 높은 흡착에너지(-6.43 eV)를 가졌다. 활성탄의 경우 여과사보다 좁은 HOMO-LUMO 밴드갭을 가져, 전자 이동에 유리한 환경을 조성하여 높은 흡착에너지(-7.10eV)로 영양염류가 제거되는 것을 확인할 수 있었다.

• 방송공학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.625-633
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• 2012

카메라로부터 획득한 여러 장의 영상에서 3차원 정보를 얻어내기 위한 Extended Depth of Focus(EDF) 알고리듬은 최근 많은 연구가 이루어지고 있다. 피사물체의 깊이정보에 따른 제한된 초점으로 인해 초점이 일부분 맞는 여러 장의 이미지를 가지고 EDF알고리듬은 각 영상들의 focus 영역에서 하나의 focused 영상과 depth영상을 취득한다. 대부분의 영상처리 알고리듬이 그렇듯, EDF 알고리듬에 사용되는 파라메타들의 초기설정에 따라 결과에 큰 영향을 준다. 본 논문에서는 EDF알고리듬을 적용하기 전 입력영상의 기반으로 pyramid, wavelet transform, complex wavelet transform을 사용하였으며 EDF알고리즘에서 사용되는 파라메타들의 설정에 따른 각 알고리즘의 성능을 분석하였다. 본 논문에서 제시한 파라메타들은 입력영상의 크기에 따른 down sampling의 단계, 영상의 기반 알고리듬의 영상 복원에 사용되는 최하위 레벨의 이미지에 대한 취득 형태, 연산에 쓰이는 window size의 크기이다. 우리는 실험을 통해 제시한 입력영상에 따라 각 파라메타들이 미치는 영향에 대해 분석하였고, 기존에 사용되었던 일반적인 파라메타 선정방식보다 최적화된 파라메타 선정방식을 통해 얻어진 결과영상이 3dB ~ 19dB정도 개선된 것을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.857-864
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• 2009

본 연구에서는 겨울철 수온강하, 여름철 우천시 표류수 중의 고탁도 물질 및 봄, 가을철의 조류성장 시기 등을 고려하여 기존의 급속모래여과시스템을 이단 이층 복합여과시스템으로 개량하는 기술을 개발하는 것을 목표로 하였다. 본 기술은 기존 여과지의 개량 또는 신설 여과지 설계시 또 다른 부지의 확장 없이 기존 모래여과지를 대체하는 기술로서 하부집수장치 상부에 모래 + 활성탄 층을 두고 활성탄 층 상부에 일정한 간격의 역세 팽창층을 두고 전 처리의 개념으로 중간집수장치 위에 모래층을 두는 이단 이층 복합여과시스템을 말한다. 본 연구에서는 이단이층 복합여과시스템을 경기도 S 정수장에 소규모 파일롯 플랜트를 설치하였으며, 탁도는 INTU 이하로 안정하게 유지되었고, TOC, THMFP, HAAFP는 약 90%정도 제거되어 S정수장에 비해 약 2배 정도 높았으며, 이는 본 시스템의 하단에 충전된 활성탄층에서의 흡착 및 생물분해 효과에 기인된 것으로 판단된다.

• 방송공학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.638-649
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• 2009

최근 들어 다양한 스테레오 3D 디스플레이 장치의 출시가 활발히 이루어지면서 임의의 스테레오 3D 영상에 대한 효과적인 크기 변환 방법, 즉 스케일링(scaling) 방법에 대한 요구가 증가되고 있다. 그런데 CG 등을 통하여 생성된 경우와 같이 장면의 기하학적 정보를 완벽히 파악할 수 있는 경우를 제외하고는, 정확한 스테레오 3D 영상의 스케일링은 현실적으로 불가능하다. 이러한 제한으로 가장 널리 이용되는 방법은 좌우 영상에 대하여 적절한 2D 스케일링을 수행하고, 그 결과로 적절한 스테레오 3D 영상스케일링이 발생하기를 기대하는 것이다. 본 논문에서는 2D 영상 스케일링을 통한 스테레오 3D 영상 스케일링에 있어서, 양안시(binocular vision) 모델에 근거한 기하학적 분석과 주파수 변화 분석을 제시한다. 기하학적 분석을 통해서는 스테레오 3D 영상에서 발생 가능한 왜곡들에 대해서 설명하고, 주파수 변화 분석을 통해서는 디지털 신호의 스케일링에 필수적으로 요구되는 aliasing 왜곡 방지 방법에 대해서도 제안한다. 제안된 방법은 주관적 화질 평가 결과 샘플링 이론 (sampling theory)에만 근거한 필터링 방식에 비해 화질 왜곡을 더욱 효과적으로 억제할 수 있다는 것을 파악할 수 있었다. 따라서, 제안된 방법은 다양한 해상도를 지니는 3D 디스플레이 장치에서의 스테레오 3D 영상 재생에 효과적으로 이용될 것으로 기대된다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2016년도 하계학술대회
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• pp.1-4
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• 2016

효율적으로 깊이지도를 획득하기 위해 다양한 방법의 지역 기반스테레오 매칭 방법이 사용된다. 일반적인 지역기반 스테레오 매칭에 사용되는 비용값 계산 방법을 통해 깊이지도를 생성하게 되면 객체의 경계 영역이 무너지거나, 유사한 텍스쳐 정보가 연속적으로 나타나는 영역에서 부정확한 깊이값을 얻는 문제가 발생한다. 본 논문에서는 깊이지도의 정확성을 높이기 위해 2가지 단계를 거쳐 최종 깊이지도를 생성한다. 처음으로, 일반적으로 사용하는 지역기반 스테레오 매칭 비용 함수와 입력 영상의 기울기를 고려한 초기 비용값을 가이드 필터를 이용하여 최적의 비용값을 찾아 초기 변위지도를 생성한다. 스테레오매칭을 수행할 경우, 시점의 차이로 인해 보이지 않는 영역에서 정확한 변위값을 찾지 못하는 문제가 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 좌영상과 우영상을 기반으로 획득한 변위지도를 사용하여 교차검사를 함으로써 폐색영역을 찾아낸다. 폐색 영역을 이웃한 화소의 값을 사용하여 채울 경우 실선과 같은 오류가 결과 영상에 나타나게 된다. 이러한 오류 영역을 제거하기 위해 마지막으로 가중치를 적용한 중간값 필터를 적용한다. 실험 결과 제안한 방법을 사용하여 획득한 깊이지도가 기존의 방법보다 정확한 깊이값을 얻는 것을 확인할 수 있었다.