본 논문에서는 웨이블릿 변환을 통하며 QRS complex를 검출 하며, 32비트 고정 소수점 연산이 가능한 프로세서에도 동작하도록 알고리즘 최적화 기법을 제시한다. 먼저 입력 ECG 신호를 밴드 패스 필터를 통과 시키고, 3개의 서로 다른 웨이블릿 함수를 하나로 병합한 웨이블릿 함수를 이용하여 웨이블릿 변환을 하며, 다음으로 시간 평균 함수를 뒤에 마지막으로 QRS complex를 검출 한다. 제안 알고리즘은 MIT-BIH arrhythmia database에 적용하여 검증한다. 모든 과정은 32비트 고정 소수점 연산으로 구현되며, 삼각함수 같은 복잡한 연산은 테이블화 하였다. 검출 알고리즘은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 평가 한다.
본 연구에서는 뉴우턴법과 모멘트를 이용한 수정된 고정점 알고리즘의 독립성분분석기법을 이용한 영상의 특징추출을 제안하였다. 여기서 뉴우턴법은 엔트로피 최적화로부터 유도된 기법으로 그 계산을 간략화하여 역혼합행렬의 빠른 경신을 위함이고, 모멘트는 접선을 구하는 과정에서 함수의 기울기변화 계산에서 발생하는 발진을 줄여 좀 더 빠른 학습을 위함이다. 제안된 기법을 13개 자연영상들로부터 선택된 12×12 픽셀(pixel)의 10,000개 패치를 대상으로 시뮬레이션 한 결과, 추출된 16×16픽셀의 160개 독립성분 기저벡터 각각은 자연영상들에 포함된 공간적인 주파수 특성과 방향성을 가지는 경계 특성이 잘 드러나는 국부적인 특징들임을 확인할 수 있었다. 또한 모멘트의 이용으로 개선된 특징추출을 얻을 수 있었다.
본 연구에서는 할선법에 기초한 고정점 알고리즘의 독립성분분석기법을 이용한 영상의 특징추출을 제안하였다. 여기서 할선법은 엔트로피 최적화를 위한 목적함수의 근을 구하기 위해 단순히 함수 값만을 이용하여 계산을 간략하게 함으로써 역혼합행렬의 경신속도를 빠르게 하기 위함이다. 제안된 기법을 256×256 픽셀(pixel)의 10개 지문영상들로부터 선택된 16×16 픽셀의 20,000개 패치를 대상으로 시뮬레이션 한 결과. 추출된 16×16 픽셀의 160개 독립성분 기저벡터 각각은 지문영상들에 포함된 공간적인 주파수 특성과 방향성을 가지는 경계 특성이 잘 드러나는 국부적인 특징들임을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 고정점 알고리즘 독립성분분석을 이용하여 영상의 기하학적 변형에 강건한 워터마킹을 제안하였다. 여기서 고정점 알고리즘은 뉴우턴법에 기초한 것으로 워터마킹의 추출과정에서 빠른 추출과 기하학적 변형(크기, 회전)에 강건한 개선된 추출성능을 얻기 위함이고, 독립성분분석의 이용은 추출과정에서 워터마크의 위치나 크기, 원본과 키 영상 둥에 대한 사전 지식의 요구를 없애기 위함이다. 제안된 기법을 256$\times$256 픽셀의 레나 원 영상, 키 영상, 그리고 문자 워터마크에 적용한 결과, 크기와 회전의 기하학적 공격에 강하면서도 워터마크의 검출 및 추출과정에 원본 영상들에 대한 사전지식이 요구되지 않았다.
본 논문에서는 고정점 알고리즘의 독립성분분석을 이용하여 얼굴영상의 인수부호를 찾아 얼굴을 인식하는 기법을 제안하였다. 여기서 고정점 알고리즘은 뉴우턴법에 기초한 것으로 빠른 특징추출을 위함이고, 독립성분분석의 이용은 통계적으로 독립인 계수로 구성된 인수부호를 효과적으로 추출하기 위함이다. 제안된 기법을 Yale 얼굴영상 데이터베이스로부터 선택된 20개의 $324{\ast}243$ 픽셀의 영상을 대상으로 시뮬레이션한 결과, 기저영상의 개수에 따른 압축성능과 L1- 및 L2-norm의 거리척도에 따른 분류에서 우수한 인식성능이 있음을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 단일영상들에 포함된 특징들을 효과적으로 추출하기 위하여 신경망 기반 독립성분분석기법의 이용을 제안하였다. 여기서 독립성분의 효과적인 분석을 위해 고정점 학습알고리즘의 신경망 기반 기법을 이용하였다. 이는 수치적 기법에 비해 신경망이 가지는 ?ㄱ습 등의 우수한 속성과 뉴우턴법의 고정점 알고리즘이 가지는 빠르고 간단한 계산속성을 동시에 살리기 위함이다. 제안된 기법을 512x412 픽셀의 L둠 영상과 480x225 픽셀의 지폐영상 각각에서 선택된 1,000개의 영상패치들을 대상으로 시뮬레이션 한 결과, 추출된 16x16 펙셀의 160개 독립성분 기저벡터는 지문영상과 지폐영상 각각에 포함된 공간적인 주파수 특성과 방향성을 가지는 경계 특성이 잘 드러나는 국부적인 특징들임을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 신경망 기반 독립성분분석기법을 이용하여 지문영상에 포함된 특징들을 효과적으로 추출하는 방법을 제안하였다. 여기서 독립성분의 효과적인 분석을 위해 고정점 학습알고리즘의 신경망 기반 기법을 이용하였다. 이는 수치적 기법에 비해 신경망이 가지는 학습 등의 우수한 속성과 뉴우턴법의 고정점 알고리즘이 가지는 빠르고 간단한 계산속성을 동시에 살리기 위함이다. 제안된 기법을 256$\times$256 픽셀의 8개 지문영상에서 선택된 10,000개의 영상패치를 대상으로 시뮬레이션 한 결과, 추출된 16$\times$16 펙셀의 160개 독립성분 기저벡터는 지문영상들에 포함된 공간적인 주파수 특성과 방향성을 가지는 경계 특성이 잘 드러나는 국부적인 특징들임을 확인할 수 있었다.
본 논문에서는 고정점 알고리즘의 독립성분분석과 상호정보 추정을 조합한 입력변수선택 기법을 제안하였다. 여기서 뉴우턴법에 기반을 둔 빠른 분석성능을 가지는 고정점 알고리즘의 독립성분분석은 입력변수 간의 독립성을 빠르게 찾기 위함이고, 입력변수의 확률밀도함수의 계산을 위해 적응적 분할을 이용한 상호정보의 추정은 변수상호간 종속성을 좀 더 정확하게 정량화하기 위함이다. 제안된 기법을 인위적으로 제시된 각 500개의 샘플을 가지는 6개의 독립신호와 1개의 종속신호를 대상으로 실험한 결과 빠르고 정확한 변수의 선택이 이루어짐을 확인하였다.
본 논문에서는 고정점 알고리즘 독립성분분석을 이용하여 잡음에 강건한 디지털영상의 워터마킹을 제안하였다. 여기서 고정점 알고리즘은 워터마킹의 추출과정에서 빠른 추출과 잡음에 강건한 개선된 추출성능을 얻기 위함이고, 독립성분분석의 이용은 추출과정에서 워터마크의 위치나 크기, 원본과 키 영상 등에 대한 사전 지식의 요구를 없애기 위함이다. 제안된 기법을 $256{\times}256$ 픽셀의 레나 원 영상, 키 영상, 그리고 문자 워터마크에 적용한 결과, 잡음과 같은 공격에 강하면서도 워터마크의 검출 및 추출과정에 원본 영상들에 대한 사전지식이 요구되지 않았다.
검사점(checkpoint) 오버헤드를 최소화하는 검사점 주기(interval)를 결정하는 것은 결함 허용 시스템(fault tolerant system)에서 검사점 알고리즘과 관련된 많은 연구들의 중요한 목표 중의 하나이다. 검사점을 드물게 하게 되면 실패 후에 재수행 하는데 너무 많은 시간이 필요하게 된다. 반면에, 너무 자주하게 되면 검사점 오버헤드가 커지고 프로그램의 총 실행시간에 영향을 주게 된다. 이 논문에서는 적응성 있는(adaptive) 시계열 (time series) 분석을 사용하여 검사점 간격을 동적으로 조절할 수 있는 메모리 프로파일 검사점 간격 알고리즘을 제안한다. 트레이스에 기반한 시뮬레이션 실험 결과에서. 제안한 동적인 검사점 주기 알고리즘이 고정적인 검사점 주기 알고리즘보다 전체 검사점 오버헤드가 더 작고, 최적의 검사점 간격에 훨씬 근접했음을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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