본 논문에서는 HDR 영상 신호의 고속 광전변환을 위한 파라미터 룩업 테이블 기반 구간 선형 근사 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 고속화하기 위한 광전변환함수의 입력 값의 범위를 다수개의 구간으로 나누고 각 구간마다 별도의 선형 근사함수를 구하여 광전변환함수를 근사하고 각 구간별로 필요한 선형 근사함수의 파라미터를 룩업 테이블에 미리 저장하고 사용함으로써 보다 빠른 근사 값 계산이 가능하다. 제안한 방법의 성능 평가를 위해 MPEG 에서 제공하는 참조 소프트웨어인 HDRTools 를 기반으로 실험을 수행했고 이를 통해 참조 소프트웨어에 구현되어 있는 기존의 고속화 방법과 비교하여 더 적은 연산 수를 가지며 평균 24% 빠른 처리속도와 약 0.05dB 의 평균 PSNR 손실을 보임을 확인하였다.
근사 컴퓨팅은 정확한 결과 대신에 허용 가능한 정도의 부정확한 결과를 도출하는 연산 기법이다. 근사 곱셈은 고성능, 저전력 컴퓨팅을 위한 근사 컴퓨팅 방식 중 하나이다. 본 논문에서는 근사 4-2 compressor와 향상된 전가산기를 사용하여 고집적·저전력·고속 근사 곱셈기를 제안하였다. 근사 4-2 compressor를 사용한 근사 곱셈기는 정확, 근사, 상수 수정 영역의 3개 영역으로 구성되어 있으며, 효율적인 부분 곱 감소 방식을 적용하여 각 영역의 크기를 조절하면서 성능을 비교하였다. 제안한 근사 곱셈기는 Verilog HDL로 설계하였고, 25nm CMOS 공정에서 Synopsys Design Compiler(DC)를 이용하여 면적, 전력, 지연시간을 분석하였으며, 기존의 근사 곱셈기에 비해 면적을 10.47%, 전력을 26.11%, 지연시간을 13% 줄였다.
3차원 그래픽 응용이 가능한 소형 모바일 기기에서의 부동소수점 연산 처리는 전력소모가 많고 하드웨어 비용이 많이 들며 연산 해상도가 너무 정확한 연산보다는 적절한 해상도를 확보하되 하드웨어 자원을 적게 소모하고 전력소모가 낮을수록 바람직하다. 비용이 많이 소요되는 부동소수점 연산은 곱셈과 나눗셈이며, 로그 변환을 이용하면 곱셈과 나눗셈을 덧셈과 뺄셈으로 변환하여 고속 동작을 구현할 수 있으며, 이는 로그 함수값을 얼마나 실제값에 근사화 시킬 수 있는지에 따라 성능이 좌우된다. 본 연구에서는 이러한 고속 부동소수점 연산에 적용될 수 있는 로그변환 회로에 대한 동향을 조사하되, 설계 시 중요하게 고려해야 할 점과 로그변환 회로가 어떻게 근사화되고 적용될 수 있는지에 대하여 상세히 분석한다.
새로운 자유격자 관사를 이용한 점별 계산법을 제안한다 이동 최소 자승법을 이용한 기저의 생성과 기저의 근사적 미분을 동시에 구해내는 자유격자 근사를 유도하여, 직접 점별 계산법을 고안하였다. 기존의 자유 격자 법에서는 기저의 직접 미분을 사용하므로 높은 계산 비용이 필요하지만, 이 논문에서 제안된 방법은 기저의 생성과 동시에 기저의 근사적 미분을 구하게 된다. 또한 기존의 방법에서 필요하였던, 창 함수(window function)의 미분가능성을 연속성으로 대치할 수 있으므로, 주어진 문제에 따라 다양한 창 함수를 이용할 수 있다. 기저의 재생성과 interpolation의 수렴성을 소개하고, 수치 예제로서, Poisson 문제를 통해 이 방법의 유효함을 보인다.
DCT (Discrete Cosine Transform)는 최적인 KLT (Karhunen Loeve Transform)에 근접한 에너지 압축 성능을 가지고 있기 때문에 정지 및 동영상 신호의 압축에 널리 사용되고 있다. 최근에 DCT에 기반한 무곱셈 변환이 제안되고 있다. 이 변환들의 계수는 0 또는 2의 지수승으로 표현되기 때문에 덧셈만으로 변환을 수행할 수 있으며 따라서 고속 구현이 가능하다. 또한 에너지 압축 성능도 DCT에 근접하므로 실시간 응용에 적합하다. 본 논문에서는 적은 횟수의 덧셈만으로 계산이 이루어지며 에너지 압축 성능도 높은 8-포인트 근사 DCT를 제안한다. 제안된 변환의 계수는 기본적으로 DCT 계수를 따르지만 0이 아닌 계수의 갯수를 억제하며 동시에 변환의 직교성을 극대화하도록 선택하였다. 기존의 근사 DCT들과 계산량을 비교하였고, 다수의 실험 영상에 대해 압축 성능을 측정한 결과로부터 제안된 변환이 적은 횟수의 덧셈만으로 가장 우수한 압축 성능을 보임을 알 수 있다.
일반화된 다군의 material 단면적 라이브러리 형식인 MATXS와 이를 각종 수송계산 코드에 적용할 수 있도록 하는 TRANSX 코드 체제를 소개하고 그 유용성을 검토하였다. 이를 위해 ENDF/B-VI.2를 이용하여 열 및 고속 임계노심 해석을 위한 각각의 라이브러리를 생산하고, 수송계산 코드인 ONEDANT를 이용하여 검증계산을 수행하였다. 열중성자 임계노심 해석결과 유효증배계수에서 약 0.3% 내외로 실험치에 근사한 결과를 얻었으며, 고속임계노심에서도 임계도 및 중심반응율비 결과가 실험치에 접근하고 있다.
스테레오 음향 반향 제거기는 입력 신호로 사용되는 두 채널간의 강한 상관관계로 인하여 수렴특성이 악화되는 문제점을 갖는다. 따라서 수렴속도를 향상시키기 위해 RLS또는 Affine Projection(AP) 알고리즘 같은 Least Square (LS)계 열의적응 알고리즘을 사용하는 것이 필요하다. 그러나, 이러한 알고리즘은 LMS 알고리즘과 같은 통계적 미분계열 알고리 즘에 비하여 과도한 계산량을 요구하므로 고속 알고리즘에 대한 연구가 진행되어왔다. 본 논문에서는 스테레오 환경에서 Gram-Schmidt(GS) 직교화를 이용하여 LMS 알고리즘 수준의 계산량을 갖는 근사화된 AP 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 AP 알고리즘의 후행오차 성질을 이용하여 GS 직교화 구조로 구성되며, 계산량 감소를 위해 샘플단위의 재귀적 GS 직교화를 사용하였다. 또한 GS직교화를 스테레오 채널에 적용함으로써 적은 계산량으로 AS 알고리즘과 대등한 수렴 성능을 갖는다.
본 논문에서는 대용량 지형 정보 데이터를 효과적으로 3차원 도시하기 위하여 wavelet 변환을 이용한 효과적이고 새로운 삼각형 메쉬 근사 기법과 압축 저장 기법을 제안한다. 제안된 방법은 wavelet 변환 계수의 공간-주파수 지역제한 특성을 이용하여 지형정보 데이터를 영역분할하고 각 영역에 대해 삼각형 메쉬를 생성하므로써 계산량이 적고 알고리즘이 간단하다는 장점이 있다. 또한 Embedded Zerotree Wavelet 부호화 기법을 도입하여 지형 정보데이터의 효과적인 저장, 관리는 물론 삼각형 메쉬 구성기법에 적용하였다. 제안된 지형정보 데이터의 3차원 고속도시기에는 데이터 압축, 저장 및 Level of Detail 구현에 이르는 모든 기법을 통합되었으며 모의실험을 통하여 높은 PSNR, 고속 수행, 간단한 구현 등의 장점들을 갖는 것이 확인되었다.
This paper presents two methods for designing a high-speed air spindle operated over the rotational speed of 50,000 rpm. The first method is an approximate method, which assumes a symmetric spindle shape even though it is not symmetric in reality. The second is an analysis of rotordynamics using beam and solid models. The approximate method can be used to calculate the bearing load capacities, stiffness and damping coefficients, stability of the shaft system, and response of the forced excitation from the unbalanced mass. Designers can use this method to determine the dimensions of the desired spindle at the first stage of the design. The more detailed behavior of the spindle can be calculated using the rotordynamics theory using beam and solid models based on the Finite Element Method. In this paper, a spindle, with two air bearings, one motor at the end, and two air thrust bearings, is newly developed. The solutions from the two rotordynamics theories are compared with the solution obtained using the approximate method. The three calculations are in agreement, and the procedure for the design of a spindle system, supported on the externally pressurized air bearings, ispresented and discussed.
본 논문에서는 고속 인터페이스 비트오류율(BER, Bit Error Rate)의 수학적 모델을 기반으로, 간단하고 정확하게 시간마진을 추정할 수 있는 '선형 근사화 추정법(linear approximation method)'을 제안하였다. 기존의 Q-factor를 이용한 추정법과 제안한 선형 근사화 추정법을 이용하여 $10^{-13}$ 이하의 BER을 얻기 위한 시간마진을 추정한 결과는 실측한 값과 비교할 때 약 0.03UI 정도의 작은 오차를 갖는다. 이 중 선형 근사화를 이용한 가속 자가내장측정법(built-in self test)을 내부 BERT(BER Tester)를 포함한 하드웨어로 구현하였다. 3Gbps, 95% 신뢰 수준에서 $10^{-13}$ BER 기준의 시간마진을 직접 측정하는데 소요되는 시간이 약 5.6시간인데 반해, 가속 자가내장측정법은 0.6초 이내에 유사한 정확도로 시간마진을 추정한다. 시간마진 추정치는 시간마진을 내부 BERT로 직접 측정한 값과 0.045UI 이하의 작은 오차를 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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