KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권1호
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pp.216-238
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2023
In intelligent transportation systems, traffic management is an important task. The accurate forecasting of traffic characteristics like flow, congestion, and density is still active research because of the non-linear nature and uncertainty of the spatiotemporal data. Inclement weather, such as rain and snow, and other special events such as holidays, accidents, and road closures have a significant impact on driving and the average speed of vehicles on the road, which lowers traffic capacity and causes congestion in a widespread manner. This work designs a model for multivariate short-term traffic congestion prediction using SLSTM_AE-BiLSTM. The proposed design consists of a Bidirectional Long Short Term Memory(BiLSTM) network to predict traffic flow value and a Convolutional Neural network (CNN) model for detecting the congestion status. This model uses spatial static temporal dynamic data. The stacked Long Short Term Memory Autoencoder (SLSTM AE) is used to encode the weather features into a reduced and more informative feature space. BiLSTM model is used to capture the features from the past and present traffic data simultaneously and also to identify the long-term dependencies. It uses the traffic data and encoded weather data to perform the traffic flow prediction. The CNN model is used to predict the recurring congestion status based on the predicted traffic flow value at a particular urban traffic network. In this work, a publicly available Caltrans PEMS dataset with traffic parameters is used. The proposed model generates the congestion prediction with an accuracy rate of 92.74% which is slightly better when compared with other deep learning models for congestion prediction.
Various techniques for bias correction and statistical downscaling have been developed to overcome the limitations related to the spatial and temporal resolution and error of climate change scenario data required in various applied research fields including agriculture and water resources. In this study, the characteristics of three different statistical dowscaling methods (i.e., SQM, SDQDM, and BCSA) provided by AIMS were summarized, and climate change scenarios produced by applying each method were comparatively evaluated. In order to compare the average rainfall characteristics of the past period, an index representing the average rainfall characteristics was used, and the reproducibility of extreme weather conditions was evaluated through the abnormal climate-related index. The reproducibility comparison of spatial distribution and variability was compared through variogram and pattern identification of spatial distribution using the average value of the index of the past period. For temporal reproducibility comparison, the raw data and each detailing technique were compared using the transition probability. The results of the study are presented by quantitatively evaluating the strengths and weaknesses of each method. Through comparison of statistical techniques, we expect that the strengths and weaknesses of each detailing technique can be represented, and the most appropriate statistical detailing technique can be advised for the relevant research.
미기상해석모듈(microscale weather analysis module)은 복사에너지, 열, 습도 등의 순환을 시-공간적으로 세밀하게 설명하고 모의실험 할 수 있도록 개발한 초고분해능($1km{\times}1km$ 이내)의 기상모델이다. 본 논문은 미기상해석모듈의 정확성을 시공간적으로 검증할 수 있도록 고안한 객체기반 검증법을 제안한다. 이 검증법은 통계그래픽을 사용하는 시각적인 방법이며, 미기상해석모듈의 평가통계출력장 구축단계, 객체식별 및 병합단계, 모듈의 정확성 검증단계로 이루진다. 이를 위해 두 가지 통계를 사용하여 삼차원의 평가통계출력장을 구축하였고, 구축된 출력장에서 정의되는 시계열통계들에 대해 합성(convolution), 가면화(masking) 및 병합작업(merging)을 시행하여 출력장에서 모듈검증대상 지역인 객체를 식별하는 알고리즘을 개발하였다. 또한, 사례연구를 통해 제안된 객체기반 검증법의 유용성을 보였다.
본 논문은 비디오의 효율적인 내용기반 검색을 지원하기 위해 움직임벡터의 특징을 검출하였다. 이를 위해 비디오의 현재 프레임을 일정한 크기의 블록으로 나누고 시간 축상 기준이 되는 프레임에서 각 블록의 움직임을 추정하는 블록정합 알고리즘을 이용하였다. 하지만 블록 정합법의 경우 여러 가지제약 조건과 함께 블록 정합법에 의해 얻어지는 벡터가 실제 움직임과 상이한 경우도 발생한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서 전역탐색방식을 응용했으나 이 방법은 계산량이 많다는 단점이 있다. 그 대안으로 본 논문에서는 움직임 벡터의 시공간 상관성(MVSTC : Motion Vector Spatio-Temporal Correlations)의 시간적 공간적 특징을 추출하였다. 그 결과 본 논문에서는 인접 블록의 움직임 벡터를 이용하여 좀 더 정확한 움직임 벡터의 예측을 수행할 수 있었다. 하지만 참조되는 블록 벡터의 수가 여러개 발생되기 때문에 이러한 부가 정보를 수신단에 전송해야 하는 부담을 초래하게 된다. 따라서 각 블록의 움직임 특징을 예측하고 이에 알맞은 탐색 범위를 설정하는 문제도 고려해야 한다. 제시된 알고리즘을 바탕으로 움직임 보상을 위한 움직임 추정 기법을 고찰하고 이를 적용한 결과를 제시하고자 한다.
조명 변화에 적응적인 움직임 탐색 및 보상 방법과 2차원 다이렉트 모드 (2D Direct Mode)를 이용한 MVC (Multi-view Video Coding) 방법을 제안한다. 먼저, 공간적 및 시간적으로 인접한 영상으로부터 휘도 화소 값의 움직임 탐색 및 보상을 수행하기 위한 새로운 SAD (Sum of Absolute Difference) 측정 방법을 제안한다. 조명 변화에 적응적인 움직임 탐색 및 보상은 움직임 벡터의 정확도를 높이고, 비트의 절감을 위하여 새로운 SAD 계산식을 사용한다. 다음으로, 시점 간의 예측 시에 사용될 수 있는 2차원 다이렉트 모드는 MPEG-4 AVC의 시간적 다이렉트 모드 (Temporal Direct Mode)로부터 확장된 방식이다. 본 논문에서 제안된 MVC 방법은 MPEG-4 AVC의 Simulcast 부호화와 비교하여 약 0.8dB의 PSNR (Peak Signal-to-Noise Ratio) 향상을 보였다.
본 논문은 MPEG-2 인트라 (I) 프레임의 더욱 강화된 오류 은닉 기술을 제안한다. MPEG-2 소스 부호화 알고리즘은 가변장 부호화를 사용하기 때문에 채널 오류에 매우 민감하다. 채널에서 발생된 전송 오류는 오류 정정 기술을 사용하여 보정되지만 제대로 보정되지 않은 오류는 디코더에서 오류 은닉 기술을 사용함으로써 시각적 왜곡이 최소화될 수 있다. 또한 GOP의 시작 프레임인 I 프레임의 오류는 움직임 보상 예측 부호화 방식으로 인하여 다른 인터 프레임에 전달되어 더욱 심각한 화질 저하를 가져온다. 본 논문에서 제안하는 오류 은닉 방식은 I 프레임에 발생된 연속적인 슬라이스 오류를 인접한 인터 프레임의 시공간적 정보를 이용하여 기존 방식보다 효과적으로 처리하는 방식이다. 이 방식은 기존의 방식들이 갖는 시간적 그리고 공간적에서 발생하는 단점을 효율적으로 개선할 수 있으며, 전송 오류가 심한 망에서 발생되는 극심한 슬라이스 오류에서도 좋은 시각적 효과를 얻을수 있다. 알고리즘은 MPEG-2 비디오 코덱 범위에서 수행되었으며 모의실험을 통하여 제안된 방식이 다른 방식들보다 높은 PSNR과 개선된 시각적 효과를 확인할 수 있었다.
이 연구는 국내 우편물량 감소와 우편사업 경쟁력 강화를 위하여 GIS 및 시공간 마이닝 기술을 이용한 GIS 기반의 새로운 우편 마케팅 기법을 제안한다. 홍보를 원하는 기업체에게 의미 있고 정확한 마케팅 정보 제공을 위해서 Geo-Lifestyle 군집화를 적용한 인구 사회학적 마켓 세분화 기법과, 시간 공간 차원의 다차원적 분석을 통한 시공간 구매 소비 성향 예측 기법을 제안하였다. Geo-Lifestyle 군집분석 및 시공간 큐브 마이닝의 평가를 위해서 강남구, 송파구 지역의 내부 외부데이터를 사용하였고, 실험결과 14개의 최적 마케팅 클러스터를 생성하였으며 구매 소비 성향 예측을 위한 시 공간 패턴을 추출하였다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권4호
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pp.1162-1181
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2023
Tourism flow is not only the manifestation of tourists' special displacement change, but also an important driving mode of regional connection. It has been considered as one of significantly topics in many applications. The existing research on tourism flow prediction based on tourist number or statistical model is not in-depth enough or ignores the nonlinearity and complexity of tourism flow. In this paper, taking Nanjing as an example, we propose a prediction method of urban tourism flow based on deep learning methods using travel diaries of domestic tourists. Our proposed method can extract the spatio-temporal dependence relationship of tourism flow and further forecast the tourism flow to attractions for every day of the year or for every time period of the day. Experimental results show that our proposed method is slightly better than other benchmark models in terms of prediction accuracy, especially in predicting seasonal trends. The proposed method has practical significance in preventing tourists unnecessary crowding and saving a lot of queuing time.
최근 가장 활발하고 많은 연구가 이루어지는 시스템중의 하나는 교통 제어 시스템이다. 이 시스템을 효과적으로 지원하기 위해서는 이동체를 효과적으로 저장하고, 시간 혹은 시공간 질의를 효과적으로 수행하기 위하여 높은 성능을 가진 이동체 데이터베이스 시스템이 필요하다. 빠른 이동체 데이터베이스 시스템의 성능은 병렬 색인을 이용하여 구축될 수 있다. 이 논문에서는 시공간 인접성과 이동체 특성에 기반한 디클러스터링 정책을 제시한다. 이동체의 진행 방향에 대한 예측을 통하여 색인의 노드에 대한 성장을 예측하고, 이를 토대로 병렬 색인을 구축한다. 실험 결과 제시된 기법은 기존의 다른 정책에 비하여 최대 15%이상의 성능 향상이 있다. 이 결과는 단일 디스크를 사용할 때에 비하여 디스크 당 50%이상의 성능향상 결과이다.
최근 방송과 통신의 융합으로 방송 통신 융합형 서비스가 활발해지고 있고, 사용자의 요구사항이 높아지고 있는 가운데 무선 채널을 이용한 인터랙티브 비디오 스트리밍 서비스는 가장 큰 서비스로 자리 잡고 있다. 인터랙티브 비디오 서비스중 하나인 파노라마 비디오는 기존의 고정적인 시청환경을 사용자가 능동적으로 선택할 수 있다는 측면에서 발전의 가능성이 큰 분야 중 하나이다. 하지만 넓은 시점을 가진 파노라마 비디오는 높은 대역폭이 요구된다는 단점이 있다. 이에 본 논문은 사용자가 파노라마 비디오 서비스를 받을 때 시청 시점을 변경시키면서 사용되는 비트율을 시공간적 필터를 사용하여 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 이를 이용하여 고 대역폭 사용이 불가피한 파노라마 비디오 스트리밍 서비스의 요구 대역폭을 줄임으로서 인터렉티브 비디오의 스트리밍 서비스분야에서 효율적인 대역폭 사용을 위한 기술로 사용될 수 있음을 확인 할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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