토양수분과 유출 간 관계를 정량화하는 것은 수문 기작 및 유출 발생 과정의 이해를 위한 중요한 정보를 제공한다. 특히, 유출과정의 특성화는 수문 사상에 따른 불포화대 내 토양수 및 토사 손실 제어와 산사태 및 비점오염원 발생 예측을 위해 필수적이다. 유출과정과 관련된 비선형성과 복잡성을 확인하기 위해 토양수분과 유출 사이의 이력 거동이 조사되었다. 특히, 수문 과정 내 이력 현상 구체화를 위해 정성적인 시각적 분류 및 정량적 평가를 위한 이력 지수들이 개발되었다. 정성적인 시각적 분류는 시간에 따라 시계 및 반시계방향으로 다중 루프 형상을 나누는 방식으로 진행되었고, 정량적 평가의 경우 이력 고리(Hysteretic loop) 내 상승 고리(Rising limb)와 하강 고리(Falling limb)의 차이를 기준으로 한 지수로 이력 현상을 특성화하였다. 이전에 제안된 방법론들은 연구자의 판단이 들어가기 때문에 보편적이지 않고 이력 현상을 개발된 지수에 맞춤에 따라 자료 손실이 나타나는 한계가 존재한다. 자료의 손실 없이 불포화대 내 발생 가능한 대표 이력 현상을 자동으로 추출하기 위해 적합한 비지도 학습기반 기계학습 방법론의 제안이 필요하다. 우리 연구에서는 국내 산지 사면에서 강우 사상 동안 다중 깊이(10, 30, 60cm)로 56개의 토양수분 측정지점에서 확보된 토양수분 시계열 자료와 산지 사면 내 위어를 통해 확보된 유출 시계열 자료를 사용하였다. 먼저, 기존에 분류 방법을 기반으로 계절 및 공간특성에 따라 지배적으로 발생하는 토양수분-유출 간 이력 현상을 특성화하였다. 다음으로, 토양수분-유출 간 이력 패턴을 자료 손실 없이 형상화하여 자동으로 데이터베이스화하는 알고리즘을 개발하였다. 마지막으로, 비지도 학습방법을 이용하여 데이터베이스화된 실제 발현 이력 현상 내 확률분포를 최대한 가깝게 추정하는 은닉층을 반복적인 재구성 학습을 통해 구현함으로써 대표 이력 현상 패턴을 추출하였다.
본 논문에서는 깊이 영상을 개선하는 방법으로 깊이 영상 획득 시 손실된 영역을 복원하는 기법을 제안한다. 대상 객체의 동적인 3차원 정보는 적외선 깊이 센서가 장착된 깊이 비디오 카메라를 통하여 실시간으로 획득한다. 이때, 깊이 비디오뿐만 아니라 각 프레임마다 컬러영상이 동시에 획득된다. 그러나 대상 객체의 일부 또는 전체가 반짝이는 검은 재질로 되어있을 경우, 획득된 깊이 영상에 손실이 발생한다. 특히 방송용 콘텐츠로서 연기자의 3차원 정보를 획득할 때 머리카락 영역이 손실되는 심각한 문제가 발생한다. 이를 해결하기 위해 먼저 컬러 영상을 이용하여 손실된 영역의 위치 정보를 알아낸다. 손실된 영역 내 경계부분의 깊이 정보를 복원한 후 2차 베지어 커브로 보간하여 내부의 깊이 정보를 복원한다. 개선된 깊이 영상을 기반으로 일련의 모델링 과정을 수행하면 보다 자연스러운 3차원 모델을 생성할 수 있다. 생성된 3차원 모델은 실감방송용 콘텐츠로 사용될 수 있으며, 시청자에게 시각상호작용과 촉각상호작용 등 다차원 감각의 상호작용을 제공할 수 있다.
최근 ATM(Asynchronous Transfer Mode) 네트워크를 비롯한 많은 데이터 전송 기술이 등장하였고, 이를 이용하여 동영상을 전달하는 연구가 진행되고 있다. 그러나 이러한 연구들은 대부분 동영상 데이터의 스트리밍에 주안점을 두고 있기 때문에, ATM 네트워크 기반으로 손실없는 방송 제작 환경을 구축하기 위해서는 에러가 발생하더라도 고속으로 복원할 수 있는 알고리즘이 필요하다. 본 논문에서는 ATM 네트워크 상에서 방송 제작 품질로 압축된 동영상을 TCP(Transport Control Protocol) 기반으로 전송하는 경우에 대하여 연구하였다. 실제 데이터의 송수신에는 잡음으로 인한 ATM 셀의 손실이 발생하게되는데, ATM 셀의 손실로 인한 패킷의 손실은 송신측의 재전송과 재전송 타임 아웃을 유발하므로 전송 성능에 지대한 영향을 미친다. 본 논문에서는 손실된 패킷의 연속적인 재전송을 통하여, 재전송 시간의 단축과 송신측 재전송 타임 아웃의 제거된 고속의 손실 복구 알고리즘을 제안하였고, 그 성능을 기존의 알고리즘과 비교하였다. 또한, 본 논문에서는 영상을 전송하는 과정에서 데이터 수신 버퍼의 오버플로우가 발생하지 않도록 충분한 버퍼 크기를 계산하는 방법에 관해서도 고찰하였다. 특히, 방송 제작 품질의 화질을 처리하는 경우에 대한 시스템 모델링을 하였고, 이 모델에 대하여 오버플로우를 일정 수준 이하로 낮추기 위한 수신 버퍼의 크기를 결정하였다.
본 논문은 16비트 칼라 LCD 디스플레이 장치를 갖는 휴대용 단말기에 영상을 이용한 그래픽 사용자 인터페이스(Graphic User Interface : GUI)를 제공함에 있어 단말기의 저장 공간을 효율적으로 사용하기 위하여 대부분 비손실 영상 압축 기법을 사용하는데, 이들 압축 기법의 압축 효과를 높이기 위한 전처리 과정 방법에 대하여 기술한다. 전처리 과정은 일반적인 칼라 영상의 각 8비트로 구성된 R, G, B 컴포넌트를 16비트로 구성된 RGB 비트 수에 맞도록 원 영상의 칼라를 조정, 16비트로 축소된 칼라 영상에서 사용된 칼라 수를 계산하는 단계 칼라 수가 사용자가 입력한 칼라수의 임계값 보다 작은 경우 인덱스 칼라 이미지를 만드는 단계, 인덱스화된 영상과 칼라 수가 임계값 보다 큰 경우 16비트 칼라 영상을 대상으로 영상을 겹치지 않게 분할하는 단계 분할된 영상의 각 블록 단위로 Run의 평균 개수가 가장 많은 스캐닝 방법을 결정하는 단계 그리고 스케닝 순서에 따른 기존의 비손실 압축 기법을 적용의 순으로 이루어진다. 본 논문에서 기술한 전처리 단계를 거친 영상을 JPEG-LS에 적용하였을 경우 동일한 영상에서 약 $10{\sim}20%$의 압축 효율을 얻을 수 있었다.
본 논문에서는 새로운 무손실 영상 압축 알고리즘을 제안한다. 무손실 영상 압축(Lossless Image Compression)은 Prepress Industry, Remote Sensing, Image archival system과 같이 정확성과 정밀도를 요하는 분야에서 사용된다 무손실 영상 압축은 원 영상와 복원 영상가 완전히 일치하여 품질을 그대로 유지할 수 있으나. 압축 효율 면에서는 만족할 만한 효과를 볼 수 없다. 기존의 대표적인 무손실 영상 압축 방법으로는 CALIC과 JPEG-LS이 있다. CALIC은 높은 압축률을 나타내지만, 3-PASS의 선처리과정을 요구하여 복잡도가 높아지는 단점이 있는 반면 JPEG-LS는 압축률에서 CALIC에 못 미치지만 복잡도가 낮아 부호화/복호화 과정이 빠르며 이 분야의 표준으로 지정되어 있다. 본 논문에서 제안한 영창 적응형 무손실 영상 압축기술은 다수의 예측기를 통해 현재 화소에 가장 적절한 오차값을 예측하였다. 또한, 산술 부호화(arithmetic coding)시 다수의 심볼 확률 모델을 사용함으로써, 단일 모델을 이용하는 방식에 비해 압축 효율을 향상시켰다. 다중 모델을 이용하는 방식은 본 논문에서 제안한 방식뿐만 아니라, 다른 무손실 영상 압축방법에도 그대로 적용이 가능하다. 실험 결과, JPEG-LS보다 약 5%의 압축 효율 향상이 있었다. 또한 CALIC과는 압축효율이 같거나 근소한 우위를 나타냈다.
강우-유출모형에 의해서 유역내 강우로부터 직접 유출량을 산출하는 것은 홍수량 예측에 기초가 된다. 직접 유출량은 강우-유출모형에 의해서 초과우량 또는 유효우량으로부터 산출된다. 시간별 초과우량은 시간별 총 강우에서 강우의 손실량을 제하여 산출한다. 이 손실량은 강우-유출모형 내 여러 손실 중에 비중이 큰 침투 손실량과 같도록 취급할 수 있다. 여기서 초과우량 또는 유효우량 산출을 위해서 실용적으로 간편한 $\Phi$지수법, W지수법 또는 이의 수정법이 적용되어 왔다. 본 연구에서는 한 유역 내 강우 손실의 시간적 변화는 잘 알려진 Horton 침투 과정으로 간주하여 Horton 침투모형의 매개변수 값이 주어진 경우에 시간 단위별 침투손실 및 초과우량을 산출하는 절차와 적용 원칙을 제시하고 적용결과를 $\Phi$지수 방법의 적용결과에 비교하였다. 본 연구에서 산출한 강우사상에서 시간 단위의 Horton 침투량 값은 시간에 따라 지수적으로 감쇠되는 Horton 모형의 침투 과정을 잘 보여 준다.
영상 해상도 향상 알고리즘은 영상 확대 및 영상 복원을 위한 기반 기술로 사용되며, 해상도 향상 과정에서 문제점은 흐려짐 현상이나 블록 현상으로 인한 화질 열화의 발생이다. 본 논문에서는 하위 레벨 보간을 이용한 손실 정보 추정과 영상 해상도 향상 기법을 제안한다. 제안하는 방법에서는 획득한 저해상도 영상의 다운샘플링-보간 과정을 이용해서 손실 정보를 계산하고, 손실 정보의 보간을 통해서 손실 정보를 추정하며, 가중치 계수와 결합한 추정 손실 정보를 고해상도로 보간 된 영상에 적용한다. 동일한 영상을 이용한 실험 결과, 제안한 방법이 기존의 방법들보다 PSNR에서 평균 2.3dB 이상 향상된 것을 검증하였고, 윤곽선 및 문자의 인식 정도에 대한 주관적인 화질 비교 결과도 개선되었음을 확인하였다. 제안한 방법은 영상 개선을 필요로 하는 다양한 비디오 응용 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
통신의 연속적인 경로를 구성하기 위하여 광케이블의 상호접속점이 존재한다. 광섬유를 접속하는 과정에서, 두 광섬유 코어의 중심 축이 일치하지 않아 광 손실이 발생하게 되는데, 본 논문에서는 광섬유의 절단면의 형태에 따라 score, lip, roll off, chip, end angle, valley 모양으로 분류하고, 그 손실관계를 비교 분석하여, 광섬유의 절단면 불량으로 인한 재접속을 줄이기 위하여 불량여부를 쉽게 판정할 수 있는 융착접속 화면 개선 모델과 절단면의 형태별 접속허용 판정기준을 제시하였다.
본 논문은 상용전원 110[V] 주파수 60[Hz] 전원을 110[V] 주파수 60[kHz]로 전력변환시 스위칭에 발생하는 전력 손실을 감소시키기 위해 스너버 회로 및 전압공진 스위치를 이용한 boost 컨버터는 스위치로 스위칭을 하여 고주파 스위치에도 스위치 손실을 줄일 수 있다. 그러므로, 전력변환 과정에서 발생하는 스위칭 손실을 대폭 감소시킬 수 있었으며 결과적으로 전력변환 효율을 높였다.
Mobile IPv6(MIPv6)은 IETF에서 IP망의 이동성지원을 지원하기 위해 제안되었다. 기존의 MIPv6에서는 이동노드가 핸드오버 메시지 교환에 관여하여 핸드오버 지연이 발생하여 패킷을 손실하는 문제점을 가지고 있다. 이동노드의 핸드오버 메시지 교환과정을 제거하여 핸드오버 지연성능을 향상시키는 Proxy Mobile IPv6(PMIPv6)을 연구하였고, IETF MIPSHOP WG는 PMIPv6망에서 fast handover(PFMIPv6)를 제안하여 패킷의 손실을 최소화 하고자 하였다. 본 논문에서는 PFMIPv6에서 발생하는 핸드오버 과정 동안의 패킷손실을 줄이기 위해 이중 인터페이스 이동단말에 초점을 두고 패킷 bicasting을 적용하는 기법을 제안한다. 제안하는 기법의 성능을 수치적으로 분석하고, 시뮬레이션을 통하여 제안된 가법이 PFMIPv6에서의 핸드오버보다 패킷 손실과 신호비용의 관점에서 성능이 향상되었음을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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