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Convolutive 암묵신호분리방법에 기반한 음향반향 제거 (Acoustic Echo Cancellation Based on Convolutive Blind Signal Separation Method)

  • 이행우
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.979-986
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    • 2018
  • 본 논문은 암묵신호분리방법을 이용한 음향반향 제거에 관한 것이다. 이 방법은 동시통화 중에도 반향제거 성능이 저하되지 않는다. 폐쇄된 반향환경에서 음향신호의 혼합모델은 다채널이기 때문에 convolutive 암묵신호분리방법을 적용하며 신호분리를 위해 분리계수를 직접 계산하지 않고 역방향 모델을 이용하여 혼합계수를 산출하는 방식으로 이루어진다. 계수 갱신은 2차 통계적 성질을 기반으로 반복적인 계산에 의해 수행됨으로서 근단화자 신호를 추정해낸다. 제안한 암묵신호분리의 성능을 검증하기 위해 많은 시뮬레이션을 수행하였다. 시뮬레이션 결과, 이 방법을 사용한 음향반향제거기는 동시통화의 유무에 상관없이 안전하게 동작하고, 일반적인 적응 FIR 필터구조에 비해 PESQ가 0.6점 향상되는 것으로 나타났다.

다중채널 능동소음제어기법을 이용한 KTX 실내소음의 구간별 저감성능 비교 (KTX Interior Noise Reduction Performance Comparison Using Multichannel Active Noise Control for Each Section)

  • 장현석;김영민;이태오;이권순
    • 전기학회논문지
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    • 제61권1호
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    • pp.179-185
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    • 2012
  • Since the eco-era is getting closer, the importance of noise reducing in the passenger cars of high-speed train is very important. The active noise control is best choice to reduce low frequency noise because the passive one is too heavy for high speed trains where weight is so critical. Also ANC is able to reduce the ambient noise when the environmental-factor changes. To reduce a three-dimensional closed-space sound field like a car of a high-speed rail is hard to do using single channel ANC control system. We used multi-channel FXLMS algorithm which calculation speed is fast and the secondary path estimation is possible in order to take into account the physical delay in electro acoustic hardware control loudspeaker and power amplifier. Firstly, we have measured interior noise of KTX and estimated noise path in KTX test-bed. However there was some problem related to algorithm divergence and increasing the filter order. We have made a simulation of interior environment of KTX car by using three frequency bands of 120Hz, 280Hz, 360Hz as the most important for KTX ANC system. During this research the interior noise reduction of KTX car was made by using the multi-channel FXLMS algorithm. Reduction performance was evaluated and compared each other for open space section and tunnel section. in-situ experiment for the KTX noise reduction by proposed ANC was performed based on data obtained in simulation and they were compared for open space section and tunnel section as well.

Cole-Cole 모델에 대한 시간영역 유도분극 반응의 계산 (Computation of the Time-domain Induced Polarization Response Based on Cole-Cole Model)

  • 김연정;조인기
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제24권4호
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    • pp.158-163
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    • 2021
  • Cole-Cole 모델에 대한 주파수영역 유도분극 반응은 닫힌 형태의 간단한 수식으로 정의된다. 그러나 시간영역 유도분극 반응은 닫힌 형태로 표현되지 않아 Cole-Cole 모델이나 다른 완화모델에 대한 반응을 계산하는 것은 쉽지 않다. 이 논문에서는 Cole-Cole 모델에 대한 시간영역 유도분극 반응을 계산하는 세 가지 방법, 즉 급수 전개법, 선형 필터링법 및 푸리에 변환법을 비교 분석하였다. 수치 실험 결과 급수 전개법은 안정적인 결과를 제시하지 못할 뿐 아니라 수렴 속도가 느리다는 문제점이 있다. 선형 필터링법은 후기 시간에서 만족할 만한 정밀도를 보이지 못 하였다. 푸리에 변환법은 계산시간이 더 많이 걸린다는 단점이 있으나 다른 방법에 비하여 보다 안정적인 것으로 확인되었다.

안정 상태에서의 정량 뇌파를 이용한 기계학습 기반의 경도인지장애 환자의 감별 진단 모델 개발 및 검증 (Development and Validation of a Machine Learning-based Differential Diagnosis Model for Patients with Mild Cognitive Impairment using Resting-State Quantitative EEG)

  • 문기욱;임승의;김진욱;하상원;이기원
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.185-192
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    • 2022
  • Early detection of mild cognitive impairment can help prevent the progression of dementia. The purpose of this study was to design and validate a machine learning model that automatically differential diagnosed patients with mild cognitive impairment and identified cognitive decline characteristics compared to a control group with normal cognition using resting-state quantitative electroencephalogram (qEEG) with eyes closed. In the first step, a rectified signal was obtained through a preprocessing process that receives a quantitative EEG signal as an input and removes noise through a filter and independent component analysis (ICA). Frequency analysis and non-linear features were extracted from the rectified signal, and the 3067 extracted features were used as input of a linear support vector machine (SVM), a representative algorithm among machine learning algorithms, and classified into mild cognitive impairment patients and normal cognitive adults. As a result of classification analysis of 58 normal cognitive group and 80 patients in mild cognitive impairment, the accuracy of SVM was 86.2%. In patients with mild cognitive impairment, alpha band power was decreased in the frontal lobe, and high beta band power was increased in the frontal lobe compared to the normal cognitive group. Also, the gamma band power of the occipital-parietal lobe was decreased in mild cognitive impairment. These results represented that quantitative EEG can be used as a meaningful biomarker to discriminate cognitive decline.

컨볼루션 혼합신호의 암묵 잡음분리방법 (Blind Noise Separation Method of Convolutive Mixed Signals)

  • 이행우
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권3호
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    • pp.409-416
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    • 2022
  • 본 논문은 시간지연 컨볼루션 혼합신호의 암묵잡음분리방법에 관한 것이다. 폐쇄된 공간에서 음향신호의 혼합모델은 다채널이기 때문에 convolutive 암묵신호분리방법을 적용하며 두 마이크 입력신호의 시간지연된 데이터 샘플들을 사용한다. 이 신호분리방법은 분리계수를 직접 계산하는 것이 아니라 역방향 모델을 이용하여 혼합계수를 산출하며, 계수의 갱신이 2차 통계적 성질에 기반한 반복적인 계산에 의해 이루어진다. 제안한 암묵신호분리의 성능을 검증하기 위해 많은 시뮬레이션을 수행하였다. 모의실험 결과, 이 방법을 사용한 잡음분리는 컨볼루션혼합에 상관없이 안전하게 동작하고, 일반적인 적응 FIR(Finite Impulse Response) 필터구조에 비해 PESQ(Perceptual Evaluation of Speech Quality)가 0.3점 개선되는 것으로 나타났다.

나노급 다이아몬드 파우더에 ALD로 제조된 ZnO 박막 연구 (Microstructure of ZnO Thin Film on Nano-Scale Diamond Powder Using ALD)

  • 박종성;송오성
    • 한국진공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.538-543
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    • 2008
  • 나노급 다이아몬드는 최근 폭발법이나 증착법에 의한 신공정으로 100 nm 이하의 분말형태의 제조가 가능하다. 나노급 다이아몬드의 소결을 이용하면 이상적인 연마기기의 제작이 가능하다. 이러한 나노급 다이아몬드의 소결 공정에서 생기는 비이상적인 나노결정의 결정립성장과 다이아몬드 결합장애를 방지하기 위해서 나노급 무기물을 균일하게 코팅하는 공정개발이 필요하다. 본 연구에서는 나노급 다이아몬드의 소결 특성을 향상시키기 위해서 ALD(atomic layer deposition)을 이용하여 진공에서 $20{\sim}30\;nm$ 두께의 ZnO 박막을 코팅해 보았다. 나노급 다이아몬드 분말 전면에 경제적으로 ZnO ALD를 위해서 기존의 기계적 진동효과 또는 전용 fluidized bed reactor를 대치하여 새로이 20 mm 석영튜브 안에 다이아몬드 분말을 넣고 다공성 유리필터로 막은 후 펄스와 퍼지 공정시의 압력에 의한 다이아몬드의 부유를 이용한 변형된 fluidized bed 공정을 채용하였다. 다공성 유리필터로 양쪽이 막힌 석영튜브 안에 전구체 DEZn (diethylzinc : $C_4H_{10}Zn$)와 반응기체 $H_2O$를 사용하여 ZnO 박막을 캐니스터 온도 $10^{\circ}C$에서 원자층증착하였다. 공정 순서 및 반응물질 주입 시간은 DEZn pulse-0.1초, DEZn purge-20초, $H_2O$ pulse-0.1초, $H_2O$ purge-40초와 같이 설정하였으며, 이 네 단계를 1 cycle로 정의하여 100 cycle 반복 실시하였다. 다이아몬드 분말과 ZnO 박막이 증착된 다이아몬드 분말의 미세구조를 확인하기 위하여 투과전자현미경 (transmission electron microscope)을 이용하였다. TEM 측정결과, ALD 증착 전 나노급 다이아몬드 분말의 직경이 약 $70{\sim}120\;nm$이었고 사면체, 육면체 등의 다양한 형태를 보임을 확인하였다. ZnO 박막이 ALD코팅된 다이아몬드 분말의 직경은 약 $90{\sim}150\;nm$이었고, 다이아몬드 분말과 ZnO의 명암차이에 의해 약 $20{\sim}30\;nm$ 두께의 균일한 ZnO 박막이 다각형 형태의 다이아몬드 파우더 표면에 성공적으로 증착되었음을 확인하였다.

Estimation of Cardinal Temperatures for Germination of Seeds from the Common Ice Plant Using Bilinear, Parabolic, and Beta Distribution Models

  • Cha, Mi-Kyung;Park, Kyoung Sub;Cho, Young-Yeol
    • 원예과학기술지
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    • 제34권2호
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    • pp.236-241
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    • 2016
  • The common ice plant (Mesembryanthemum crystallinum L.) has some medicinal uses and recommended plant in closed-type plant factory. The objective of this study was to estimate the cardinal temperatures for seed germination of the common ice plant using bilinear, parabolic, and beta distribution models. Seeds of the common ice plant were germinated in the dark in a growth chamber at four constant temperatures: 16, 20, 24, and $28^{\circ}C$. For this, four replicates of 100 seeds were placed on two layers of filter paper in a 9-cm petri dish and radicle emergence of 0.1 mm was scored as germination. The times to 50% germination were 4.3, 2.5, 2.0, and 1.8 days at 16, 20, 24, and $28^{\circ}C$, respectively, indicating that the germination of this warm-weather crop increased with temperature. Next, the time course of germination was modeled using a logistic function. For the selection of an accurate model, seeds were germinated in the dark at constant temperatures of 6, 12, 32, and $36^{\circ}C$. Germination started earlier and increased rapidly at temperatures above $20^{\circ}C$. The minimum, optimal, and maximum temperatures were estimated by regression of the inverse of time to 50% germination rate, as a function of the temperature gradient. The different functions estimated differing minimum, optimal and maximum temperatures, with 5.7, 27.7, and $36.5^{\circ}C$, respectively for the bilinear function, 13.4, 25.0, and $36.6^{\circ}C$, respectively, for the parabolic function and 7.8, 25.9, and $36.0^{\circ}C$, respectively, for the beta distribution function. The models estimated that the inverse of time to 50% germination rate was 0 at 6 and $36^{\circ}C$. The observed final germination rates at 12 and $32^{\circ}C$ were 62 and 97%, respectively. Our data show that a beta distribution function provides a useful model for estimating the cardinal temperatures for germination of seed from the common ice plant.

서울시 지하철 승강장의 스크린도어 설치 전·후 PM10 오염원의 기여도 비교 연구 (A Comparative Study on PM10 Source Contributions in a Seoul Metropolitan Subway Station Before/After Installing Platform Screen Doors)

  • 이태정;전재식;김신도;김동술
    • 한국대기환경학회지
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    • 제26권5호
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    • pp.543-553
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    • 2010
  • Almost five million citizens a day are using subways as a means of traffic communication in the Seoul metropolitan. As the subway system is typically a closed environment, indoor air pollution problems frequently occurs and passengers complain of mal-health impact. Especially $PM_{10}$ is well known as one of the major pollutants in subway indoor environments. The purpose of this study was to compare the indoor air quality in terms of $PM_{10}$ and to quantitatively compare its source contributions in a Seoul subway platform before and after installing platform screen doors (PSD). $PM_{10}$ samples were collected on the J station platform of Subway Line 7 in Seoul metropolitan area from Jun. 12, 2008 to Jan. 12, 2009. The samples collected on membrane filters using $PM_{10}$ mini-volume portable samplers were then analyzed for trace metals and soluble ions. A total of 18 chemical species (Ba, Mn, Cr, Cd, Si, Fe, Ni, Al, Cu, Pb, Ti, $Na^+$, $NH_4^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, and ${SO_4}^{2-}$) were analyzed by using an ICP-AES and an IC after performing proper pre-treatments of each sample filter. Based on the chemical information, positive matrix factorization (PMF) model was applied to identify the source of particulate matters. $PM_{10}$ for the station was characterized by three sources such as ferrous related source, soil and road dust related source, and fine secondary aerosol source. After installing PSD, the average $PM_{10}$ concentration was decreased by 20.5% during the study periods. Especially the contribution of the ferrous related source emitted during train service in a tunnel route was decreased from 59.1% to 43.8% since both platform and tunnel areas were completely blocked by screen doors. However, the contribution of the fine secondary aerosol source emitted from various outside combustion activities was increased from 14.8% to 29.9% presumably due to ill-managed ventilation system and confined platform space.

매립지의 메탄 배출 저감을 위한 생물공학기술 (Biotechnology for the Mitigation of Methane Emission from Landfills)

  • 조경숙;류희욱
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.293-305
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    • 2009
  • 메탄은 온실효과가 이산화탄소 보다 20배 이상인 대표적인 non-$CO_2$ 온실가스이다. 매립지는 주요 인위적 메탄 발생원으로, 매립지의 메탄 발생량은 연간 35~73 Tg(tera gram)으로 추정된다. 바이오커버(개방형 시스템)과 바이오필터(폐쇄형 시스템)을 이용하는 생물학적 방법은 메탄을 회수하여 자원화하기에는 메탄 농도가 너무 낮거나 가스 포집정이 설치되어 있지 않는 노후화된 매립지나 소규모 매립지로부터 메탄 배출을 저감할 수 있는 유용한 방법이다. 메탄을 유일탄소원과 에너지원으로 활용하는 메탄산화세균은 이러한 생물학적 방법에 있어 메탄을 산화시켜 제거하는데 매우 중요한 역할을 담당한다. 토양, compost, 지렁이 분변토 등과 같은 다양한 충전재를 이용하여 실험실 규모의 바이오커버/바이오필터의 메탄산화효율에 관한 많은 연구가 진행되었다. 이 중에서 compost는 가장 많이 이용되고 있는 충전재이고, compost를 이용한 바이오커버/바이오필터의 메탄산화속도는 50에서 $700\;g-CH_4\;m^{-2}\;d^{-1}$로 보고되고 있다. 또한, 실제 매립지에 파일럿 규모의 바이오커버/바이오필터를 설치하여 메탄 배출 저감 효과에 관한 연구도 진행되고 있다. 매립지의 메탄 배출 저감은 탄소배출권 거래와 연관될 수 있으므로, 바이오커버/바이오필터에 의한 메탄 저감량을 정확하게 평가하는 것이 매우 중요하다. 그러므로, 매립지 현장에 설치된 바이오커버/바이오필터의 성능을 평가하는 방법은 표준화되어야 하며, 메탄 저감량을 정확하게 정량화할 수 있는 방법 개발이 필요하다.

능동 윤곽 기법을 적용한 단일 영상 기반 인공위성 상대항법 (Mono-Vision Based Satellite Relative Navigation Using Active Contour Method)

  • 김상현;최한림;심현철
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권10호
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    • pp.902-909
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    • 2015
  • 본 논문에서는 인공위성 근접운용을 위한 단일 영상 기반 상대항법에 대한 연구를 수행하였다. 추적 위성은 하나의 카메라 센서만을 이용하여 표적 위성을 관측하고 영상추적을 통해 표적 위성의 위치 정보를 얻게 된다. 그러나 단일 영상만을 이용할 경우, 표적과의 상대 거리에 해당하는 깊이 정보를 얻기 힘들다. 이러한 문제를 해결하기 위해 능동 윤곽 기법을 영상 추적에 적용하였다. 능동 윤곽 기법을 통해 표적의 이미지 크기를 얻을 수 있고 이러한 형상 정보를 바탕으로 상대 거리를 간접적으로 계산할 수 있다. 두 인공 위성이 상대 운동을 하는 우주환경을 구현하고 가상의 카메라 영상을 생성하기 위해 3차원 가상현실이 이용되었다. 추적 위성은 UKF를 이용하여 표적 위성에 대한 상대위치를 추정하면서 글라이드슬로프 접근 기법을 이용하여 표적 위성에 근접한다. 상대항법의 성능을 분석하기 위해서 폐 루프 시뮬레이션을 수행하였다.