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음성신호의 대역폭 확장을 위한 GMM 방법 및 HMM 방법의 성능평가 (Performance Comparison of GMM and HMM Approaches for Bandwidth Extension of Speech Signals)

  • 송근배;김석호
    • 한국음향학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.119-128
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    • 2008
  • 본 논문에서는 대역폭 확장 (Bandwidth Extension, BWE)을 위한 대표적인 통계적 방법인 가우스 혼합 모델 (Gaussian Mixture Model, GMM) 방법과 은닉마코프 모델 (Hidden Markov Model, HMM) 방법의 관계를 분석하고 성능을 비교한다. HMM 방법은 GMM 방법과 달리 기억능력을 가진 시스템으로서 인접한 음성 프레임간의 상관성을 모델링하고 이를 BWE 시스템에 활용한다는 장점을 가진다. 따라서 원래 신호의 프레임간 스펙트럼 변화특성을 보다 잘 추정할 수 있으리라 예상할 수 있다. 이 점을 확인하기 위해 정적 측도 외에 음성 스펙트럼의 일차 도 함수와 관련된 동적 측도를 적용하였다. 성능평가 결과, 정적 측도 관점에서는 두 방법은 대등한 성능을 보였지만 동적 측도 관점에서는 HMM 방법이 우수한 성능을 보였다. 또한 이러한 차이는 HMM 모델의 상태 수에 비례하여 증가함을 확인할 수 있었다. 이와 같은 실험결과는 HMM 방법이 적어도 'blind BWE' 문제에 있어서 적절한 해법임을 시사한다. 한편, 동적 측도의 관점에서는 비록 열세로 나타났지만 GMM 방법은 상대적으로 단순하다는 장점을 가지고 있으며 특히, 정적 측도에 있어서 HMM 방법과 대등하다는 사실은 응용분야에 따라서는 HMM 방법의 효과적인 대안이 될 수 있음을 시사한다.

불안장애 환자에서의 심박변이도와 세로토닌재흡수억제제투여 후의 치료효과 (Heart Rate Variability in Patients with Anxiety Disorder and Effects of Selective Serotonin Reuptake Inhibitor)

  • 이강준;김현;이승환;박영민;정영조
    • 정신신체의학
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    • 제14권2호
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    • pp.94-101
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    • 2006
  • 연구목적 : 본 연구는 불안장애 환자들과 정상대조군을 대상으로, 심박변이도(heart rate variability, HRV)를 이용해서 자율신경계의 심장조절기능을 비교하고 그 생리학적 의미를 살펴보고자 한 것이다. 또한 불안장애 환자들에게 세로토닌재흡수억제제 (selective serotonin reuptake inhibitor, SSRI)를 투여한 뒤 투여전과 투여후를 비교해보고 치료효과를 판정하여 임상적 적용가능성을 고찰해보고자 하였다. 방법: DSM-IV의 진단기준에 의하여 불안장애로 진단받은 환자 30명과 정상대조군 30명을 대상으로 연구를 수행하였다. 불안증상의 심각도를 평가하기 위하여 Hamilton Anxiety Scale을 사용하였으며 정상대조군은 학생과 의사, 간호사 그리고 병원에 근무하는 직원들이었다. 검사는 불안장애 환자군과 정상대조군의 HRV를 측정한 후 시영역과 주파수 영역별로 분석하였다. 그리고 불안장애 환자들을 대상으로 SSRI 투여전과 투여 뒤 4주후 HRV를 측정하였다. SSRI 약물로는 fluoxetine, paroxetine, citalopram, sertraline을 사용하였다. 통계적 검증은 SPSS-Windows (version 10.0)을 이용하여 independent t-test, chi-square test, 그리고 paired t-test를 사용하였다. 결과: 불안장애 환자군과 정상대조군의 연령, 성별의 유의한 통계적 차이는 없었으며, 치료 후의 Hamilton Anxiety Scale 점수는 치료전과 비교하여 유의하게 감소되었다.(p<0.05). 정상대조군과 치료전 불안장애군을 비교하였을 경우, 치료전 불안장애군이 시간영역변수들인 RMSSD, SDNN에서 유의한 감소를 나타내었다. 또 주파수 영역 변수들을 살펴보면, 치료 전 불안장애 환자군이 정상대조군에 비해 TP, VLF, LF, HF에서 유의한 감소를 나타내었으며 LF/HF는 유의한 차이가 없었다. 그리고 불안장애 환자군에서 SSRI 치료 전과 치료 후의 HRV 변인들은 통계적으로 유의한 차이가 없었다. 결론: 치료전 불안장애군이 정상대조군에 비하여 감소된 HRV를 나타내었고, 불안장애 환자군을 대상으로 한 SSRI 치료전후 비교에서는 두 군간에 유의한 차이가 없었다. SSRI제제들이 자율신경의 활성을 반영하는 HRV의 인자에 영향을 미치지 않는 것으로 결과가 나타난 것이지만, 향후 더 많은 환자를 대상으로 한 연구가 진행되어야 할 것이다.

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2004 니가타 지진 사례 분석을 통한 고속철도 시스템의 지진 취약도 곡선 개발 (Development of Empirical Fragility Function for High-speed Railway System Using 2004 Niigata Earthquake Case History)

  • 양승훈;곽동엽
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제35권11호
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    • pp.111-119
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    • 2019
  • 지진에 대한 경각심이 높아지는 가운데 고속철도 시스템의 지진 취약성을 분석하는 것은 지진피해 사전대응분석을 위해 필수적이다. 고속철도를 이루는 구조물은 400km/s 정도까지 속도를 낼 수 있는 고속열차의 직진성을 유지하기 위해 주로 교량, 터널 등으로 구성되어 있다. 이러한 구조물의 지진에 대한 취약도는 각 구조물의 단면을 분석하여 해석적 또는 수치적 방법으로 구할 수도 있으나, 고속철도 전체 시스템을 이러한 방법으로 분석하기에는 그 대상이 넓어 많은 연구 노력이 필요하다. 본 연구에서는 이런 해석적 방법이 아닌 경험적 방법을 사용하여 고속철도 시스템 전체의 일반적인 지진 취약도 곡선을 개발하였다. 연구에 활용한 대상 지진 사례는 규모 6.6 2004년 니가타 지진으로, 이 지진은 진앙 인근 부근을 지나는 고속철도에 심각한 피해를 초래하였다. 본 연구에서는 고속철도에서의 계기진도 및 피해 사례를 수집하였고, 통계분석을 통해 각 피해 정도에 따른 피해 확률을 결정하였다. 그 후, 최대우도추정법을 사용하여 계기진도를 함수로 하는 초과피해 확률을 로그정규누적분포함수로 추정하였다. 이러한 취약도 곡선을 분석한 결과, 장주기 성분의 계기진도인 주기 3초의 응답스펙트럼(SAT3.0)이 로그정규누적분포함수의 표준편차가 가장 작게 나타나고 오차의 표준편차 또한 작게 나타나 터널 및 교량 등 고속철도 시스템의 피해 확률을 추정하는데 가장 적합한 계기진도로 판단되었다. 이는 장주기 성분의 지진파가 터널 및 교량 등의 피해에 큰 연관성이 있기 때문으로 유추된다. 개발된 취약도 곡선으로부터 보통 이상(DL > 1)의 피해에 대해 SAT3.0 = 0.1g일 때 2%의 피해확률을 예측하였으며, SAT3.0 = 0.2g일 때 23.9%의 피해확률을 예측하였다.

처오름의 신뢰성 해석에 대한 파고_주기결합분포의 영향 (Influence of Joint Distribution of Wave Heights and Periods on Reliability Analysis of Wave Run-up)

  • 이철응
    • 한국해안해양공학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.178-187
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    • 2005
  • 경사식 방파제에서 파랑과 구조물의 상호작용에 의하여 발생되는 처오름에 대한 파고i주기결합분포의 영향을 해석할 수 있는 신뢰성 해석 모형이 제시되었다 처오름과 관련된 파괴모드의 정의에 따라 수면의 불확실성에 따른 영향을 해석할 수 있는 신뢰함수가 유도되었다. 특히 신뢰함수에 주기가 하나의 확률변수로 포함되어, 주기의 통계적 특성과 분포함수가 직접적으로 고려될 수 있을 뿐만 아니라 평균주기에 따른 파고분포의 거동특성이 조건부파고분포에 의해 올바로 고려될 수 있었다. 주기의 영향을 받지 않는 유의파고의 극치분포를 이용한 신뢰성 해석의 결과와 비교하여, 파고-주기결합분포를 이용한 신뢰성 해석이 극치분포를 이용한 신뢰성 해석보다 더 큰 파괴확률을 추정한다는 사실을 확인할 수 있었다. 따라서 중요한 구조물인 경우, 극치분포를 이용하여 경사식 방파제의 마루높이가 결정되더라도 단일 폭풍사상에 대하여는 파고-주기결합분포를 이용한 추가적인 해석이 필요하다. 한편 주기의 분포함수에 영향을 주는 계수에 따른 신뢰지수의 거동특성이 해석되었는데, 이에 따른 영향은 매우 작은 것으로 나타났다. 그러나 평균주기에 의한 파고분포의 거동에 따른 신뢰지수의 차이는 큰 것으로 나타났다 이는 파괴확률에 미치는 주기의 영향이 파고분포를 통하여 주로 발생된다는 것을 의미하는 것이다. 마지막으로 수면 변동 효과를 고려한 합리적인 마루높이 산정을 위해 마루높이의 변화에 따른 파괴확률을 산정하였다.

아크릴 팬톰에서 GafChromic 필름을 이용한 고선량률 근접 치료용 Ir-192 선원의 근접 거리에서 비등방성 측정 (Anisotropy in a Few mm Regions from an Ir192 High Dose Rate Source Measured with a GafChromic Film in Acrylic Phantom)

  • Huh, Hyun-Do;Kim, Seong-Hoon;Park, Jin-Ho;Cho, Byung-Chul;Shin, Dong-Oh;Soo il Kwon;Chun, Ha-Chung;John J K Loh;Kim, Woo-Chul
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제15권2호
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    • pp.94-99
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    • 2004
  • GafChromic 필름은 높은 분해능과 낮은 민감도 그리고 조직 등가 물질에 유사하게 구성되어 있다. 본 연구의 목적은 GafChromic 필름을 이용하여 고선량률 근접치료에 사용하는 Ir-192선원 근접 거리에서의 비등방성을 측정하는 것이다. GafChromic 필름은 0 Gy 105 Gy까지 4 MV 선형가속기를 이용하여 흑화도를 구하였다. 비등방성 값은 아크릴 팬톰에서 GafChromic 필름을 이용하여 측정하였고, 측정된 값은 J. F. Williamson이 몬데칼로 계산한 값과 비교하였다. 비교 결과 거리(r) 2.5 mm, 각도 50 ∼ 130도까지 영역에서 4.4% 이내로 일치하였고 반면 140도 부근에서 17.6% 차이가 나는 것을 알 수 있었고, 한편 거리(r) 5 mm, 각도 35 ∼ 160도까지 3.7% 이내로 일치하였고, 30도 부근에서는 7.6% 정도 차이가 나는 것을 알 수 있었다. GafChromic필름은 고선량률 근접치료 Ir-192선원의 근접 거리에서 비등방성 측정 시 기존에 사용되고 있는 측정 장비보다 매우 유용한 것으로 생각된다.

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황소개구리 안구에서의 아연, 타우린, 저온효과에 의한 시각 감수성 증진 (Increase of Visual sensitivity by Zinc, Taurine, and Hypothermic-effect in Bullfrog's Eye)

  • 김현정
    • 한국안광학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.23-33
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    • 2007
  • 안구 조직에는 많은 양의 아연과 타우린이 존재하며 특히 망막에서 맥락막에 이르는 부위에서의 분포가 두드러지고, 이는 아연과 타우린이 이들 조직에서 중요한 역할을 담당하리라는 것을 시사한다. 또한 시각 감수성에 영향을 미치는 또 다른 인자로서, 온도에 대한 연구들이 보고되고 있다. 그러나 지금까지의 많은 연구에도 불구하고 시각 순응계에서의 이들의 기능이나 상호작용은 명확히 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 변온동물의 일종인 황소개구리(bullfrog, Rana catesbeiana)의 안구를 이용하여 적정 농도의 아연과 타우린의 처리와 저온효과에 따른 망막전위도(ERG)와 흡수 스펙트럼의 변화를 관찰함으로써, 이들 인자들이 시각 감수성과 시각 순응에 미치는 효과를 알아보고자 하였다. 아연과 타우린의 효과를 알아보기 위한 이들의 적정 농도는 각각 10-4 M과 10-5 M로 결정하였고, 저온효과를 알아보기 위한 온도 변화 과정은'$25^{\circ}C {\rightarrow}0^{\circ}C{\rightarrow}25^{\circ}C$'를 거치게 하였다. 적정 농도의 아연과 타우린의 처리와 저온효과에 의해 망막전위도 실험 결과 역치(threshold)와 망막전위도 b-파의 크기가 증가하였고, 흡수 스펙트럼 분석 결과 400~750 nm 범위에서의 흡광도 증가를 볼 수 있었다. 또한 아연과 타우린, 그리고 아연과 저온효과 간에는 상승효과가 있음을 확인 할 수 있었다.

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Odd/Even Center Preamble 구조를 가진 OFDM/OQAM-IOTA 시스템 (OFDM/OQAM-IOTA System With Odd/Even Center Preamble Structure)

  • 강승원;허주;장경희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권12A호
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    • pp.1153-1160
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    • 2005
  • 일반적인 OFDM/QAM 시스템은 시간 영역에서 다중경로 채널에 강인한 특성을 갖기 위해 연속적인 심볼 사이에 보호구간(Guard Interval)을 삽입하는 반면, OFDM/OQAM(Offset QAM)-IOTA 시스템은 보호구간 대신에 시간과 주파수 영역에서 우수한 Localization 특성을 갖는 IOTA(Isotropic Orthogonal Transform Algorithm) 함수를 사용하며, 이로 인하여 OFDM/OQAM-IOTA 시스템은 현저하게 높은 주파수 사용 효율을 갖는다. 하지만 일반적인 OFDM/QAM 시스템에 사용된 채널 추정 방법을 변경 없이 OFDM/OQAM-IOTA 시스템에 적용할 경우 고유의 심볼간 간섭(ISI : Inter-Symbol Interference)이 발생하게 되므로 OFDM/OQAM-IOTA 시스템 채널 추정을 위해서는 별도의 프리앰블 구조를 사용하여야 한다. 본 논문에서는 OFDM/OQAM-IOTA 시스템 채널 추정에 적합한 새로운 프리앰블 구조를 제안하고, 제안된 프리앰블을 사용하여 Ideal 채널 추정과 중저속 이동 환경에서의 Practical 채별 추정을 수행하여, 그 결과를 일반적인 OFDM/QAM 시스템의 성능과 비교 분석한다. 시뮬레이션 결과에 의하면, 제안된 프리앰블 구조를 사용한 OFDM/OQAM-IOTA 시스템이 FFT 크기의 1/4을 보호구간으로 사용하는 일반적인 OFDM/QAM 시스템보다 Target BER 10-3에서 1.5 dB 정도의 Eb/NO 이득이 있으며, 또한 $25\%$ 정도의 데이터 전송률 이득을 갖는다.

3차원(次元) 차량(車輛)모델을 사용(使用)한 강도로교(鋼道路橋)의 동적응답(動的應答) 관(關)한 연구(硏究) (A Study on the Dynamic Response of Steel Highway Bridges Using 3-D Vehicle Model)

  • 정태주;박영석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제14권5호
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    • pp.1055-1067
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    • 1994
  • 본 연구에서는 교량과 차량을 3차원으로 모델링하고, 교량의 노면조도 및 교량과 차량 사이의 상호작용력을 고려하여 이동차량이 교량올 통과할 때 교량의 선형 동적해석을 수행할 수 있는 해석방법을 제시하였다. 교량의 노면조도는 평균값이 영인 정상확율분포로 가정한 지수 스팩트럴 밀도(PSD)를 사용하여 생성시켰다. 이 때 지수 스팩트럴 밀도는 양호한 도로에 대하여 C.J. Dodds와 J.D. Robson이 제안한 PSD값을 사용하였다. 차량은 트럭과 트랙터-트레일러를 각각 7-자유도와 12-자유도를 갖는 3차원차량으로 모델링하였고, 차량의 운동방정식은 Lagrange 방정식을 사용하여 유도하였다. 교량은 주형을 보요소로 이상화시키고 콘크리트 바닥판을 쉘요소로 이상화시켰으며 주형과 콘크리트 바닥판을 Rigid Link로 연결하여 3차원으로 모델링하였다. 차량의 운동방정식은 Newmark ${\beta}$법을 사용하고 교량의 운동방정식은 모우드 중첩법을 사용하여 풀었다. 본 연구에서 제시한 해석방법의 타당성을 검토하기 위하여 "AASHO Road Test"에서 실시한 단순 강합성교의 실험결과와 본 연구에서 제시한 해석적인 방법으로 구한 값을 비교하였다. 해석 결과, 본 연구에서 제시한 해석적인 방법으로 구한 값과 실험값이 매우 잘 일치하였다.

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심박변이도 측정을 통한 두한증(頭汗證) 환자의 자율신경계 기능 평가 (Evaluation of Autonomic Function in Patients with Head-Hyperhidrosis by Power Spectral Analysis of Heart Rate Variability)

  • 이건영;황준호;이성헌;정승연;이형구;정승기;정희재
    • 대한한방내과학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.822-826
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    • 2006
  • Objectives : Essential hyperhidrosis is a socially and occupationally disabling disorder. There are many suggestions that hyperhidrosis is associated with the autonomic nervous system, especiallythe sympathetic system. This study was designed to investigate the autonomic nerve system in patients with essential hyperhidrosis and healthy controls by the frequency domain analysis of heart rate variability (HRV). Methods : 17 head-hyperhidrosis patients in the ambulatory care were investigated. All were inspected at the first medical examination. using the PSA of HRV. HRV was measured for minutes after 5 minutes bed rest. We checked the frequency domain analysis of HRV (i.e. TP, VLF, LF, HF) which were transformed into natural logarithm of patients against the standard measures of the HRV components. Then we compared the values of patients with means of normal Korean subjects. Results : The values of natural logarithmic measure of HRV (LnTP, LnHF, LnLF, LnVLF) of patients With head-hyperhidrosis we examined were $6.85{\pm}1.61$, $4.93{\pm}$2.00, $5.40{\pm}1.83$, and $6.13{\pm}1.37$, respectively. None of these values were higher than means of normal subjects. Conclusions : This study suggests that the function of the autonomic nervous system does not increase in patients with head-hyperhidrosis.

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과학기술위성3호 소형영상분광기 발사모델 환경시험 결과 (Environmental Test Results of a Flight Model of a Compact Imaging Spectrometer for a Microsatellite STSAT-3)

  • 이상준;김정현;이준호;이치원;장태성;강경인
    • 한국광학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.184-190
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    • 2011
  • 과학기술위성3호 부탑재체인 소형영상분광기 COMIS(Compact Imaging Spectrometer)는 400 - 1050 nm의 관측 대역에서 분광 관측을 수행하는 영상 분광기이다. COMIS는 2012년 고도 700 km의 원 궤도에서 발사 된 후 27 m의 공간분해능과 2 - 15 nm의 파장 분해능을 갖도록 설계되었다. 본 논문에서는 COMIS 비행 모델의 환경시험 수행결과를 기술한다. 발사 환경인 진동 가진에 의한 영상분광기의 광학적, 구조적인 변화 여부와 우주환경인 열.진공 상태에서의 기능 시험을 수행하여 안정성 및 신뢰성을 검증 받았다. 우주공간에서의 환경으로 일컬어지는 고진공($10^{-5}$ torr이하)과 $-30^{\circ}C{\sim}35^{\circ}C$의 고온 및 저온의 열적 변화 상태를 모사하는 시험에서 정상적인 기능을 보였고, 10 grms의 랜덤 진동 가진 전.후의 고유 진동수는 1% 이내의 변화량을 보였다. 환경시험 전 후로 영상분광기의 변조전달함수(MTF, Modulation Transfer Function) 측정을 하여 광학 성능이 유지됨을 확인하였다. 환경시험을 마친 영상분광기는 현재 과학기술위성3호 본체와의 조립을 진행 중에 있으며 2012년 발사 예정에 있다.