EZW(Embedded Zerotree Wavelet) 알고리즘이 소개된 이래 일련의 내장형 웨이브렛 코딩 방법들이 제안되어 져왔다. 이들의 하나의 공통된 특징은 EZW 알고리즘의 기본 아이디어를 근간으로 한다는 점이다. 특히 SPIHT(Set Partitioning in Hierarchy Trees) 알고리즘은 이들 중의 하나로서 산술 코더를 사용하지 않더라도 EZW와 같거나 혹은 더 나은 성능을 제공할 수 있기 때문에 널리 알려져 왔다. 이러한 SPIHT 알고리즘은 계산적으로 단순하면서도 뛰어난 수치적, 시각적 결과를 제공한다. 그러나 SPIHT 알고리즘의 처리 시간복잡도(time complexity)에 대한 평가는 상대적인 비교를 통해 효과적임을 실험적으로 확인한 것에 불과하고 지금까지 엄밀한 시간복잡도 해석이 행하여지지 않았다. 본 연구에서는 SPIHT 알고리즘의 처리 시간복잡도를 해석하고 한 비트평면 처리에 대한 최악의 경우(worst case) 시간복잡도가 O(nlog$_2$n)임을 증명한다.
단순하고 스테이블한 머징알고리즘의 비교횟수와 관련된 worst case 복잡도를 분석한다. 복잡도 분석을 통해 소개되는 알고리즘이 m 과 n, $m{\leq}n$ 사이즈의 두 수열에 대해 O(mlog(n/m))의 비교횟수를 요구하는 사실을 증명한다. 그래서 병합에 있어서의 하계가 $\Omega$(mlog(n/m))이라는 사실로부터 우리의 알고리즘이 비교횟수와 관련해 점근적 최적 알고리즘에 해당함 을 추론가능하다. worst case 복잡도 증명을 위해 모든 입력수열로 구성된 정의구역을 두개의 서로소인 집합으로 나눈다. 그런 후 서로소인 각각의 집합으로 부터 특수한 subcase를 구별한 후 이들 subcase 각각에 대해 점근적 최적성을 증명한다. 이 증명을 바탕으로 나머지 모든 경우에 대한 최적성 또한 추론 또는 증명 가능함을 소개한다. 이로써 우리는 복잡도 분석이 까다로운 알고리즘에 대해 투명한 하나의 해를 제시한다.
분산 너버우전탐색 트리구성에서 통신복잡성은 몇가지 임계값에 기초한 효과적인 통신동기방식에 의해서 개선될 수 있다. 본 논문에서는 분산 그래프의 밀도함수로서 임계값을 설정하고 그 임계값을 이용하여 통신 동기방식에 의거한 분산 너비우선탐색 트리 구성 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘은 밀도가 낮은 그래프에서 기존의 알고리즘보다 통신 복잡성면성 면에서 수학적 분석을 통해개선됨을 입증하였으며, 밀도가 높은 그래프에서는 현재와 동일함을 입증함으로써 본 논문에서 제안한 알고리즘이 종래의 알고리즘들보다 통신 복잡성에서 가장 효율적임을 보았다.
본 논문에서는 효과적으로 선택된 초기 탐색 위치를 이용한 움직임 추정의 고속 알고리즘을 제안하였다. 제안된 알고리즘에서는 2$\times$2화소 블록 평균으로 부표본화 영상에서 움직임 벡터를 얻어 원영상 비율로 확대하고, 주위 블록의 움직임으로부터 예측 움직임 벡터를 구하여, 이 중에서 정합오차가 작은 것을 초기 탐색 위치로 선택한다. 그리고 선택된 초기 탐색 위치를 중심으로 회전 탐색을 시작하여, 연속 소거 알고리즘으로 탐색할 후보 블록을 선택하고, 부분 정합 왜곡 소거법을 사용하여 블록간 정합오차 계산량을 줄이면서, 고속으로 움직임 벡터를 추정한다. 알고리즘의 실제 적용에 있어서는 선택된 초기 탐색 위치를 중심으로 회전 탐색 패턴의 탐색 범위를 조절하거나, 매크로 블록 당 복잡도를 제한하여 계산량을 줄일 수 있다. 실험 결과, 제안된 알고리즘은 전역탐색 블록정합 알고리즘에 대하여 0.2dB 이하의 미소한 평균 PSNR 저하만을 발생하면서, FBMA 복잡도의 3% 이하의 평균 복잡도를 소요하였다. 이것은 3단계 탐색법에 대하여 40% 이하의 계산량이다. 그리고 실험 영상들의 각 프레임에 대해서도 비슷한 성능을 보임을 확인하였다.
본 연구는 유연 생산 시스템에서 버퍼 할당 최적화 알고리즘을 제시한다. 기존의 연구들과는 달리 제안된 알고리즘은 시스템의 복잡성과 Combinatorial특성을 모두 다를 수 있다. 알고리즘은 시뮬레이션을 사용하여 시스템의 복잡성을 모델링하고 수정된 유전 알고리즘을 사용하여 Combinatorial특성을 다루며 버퍼를 최적으로 시스템에 할당하게 한다. 제안된 알고리즘은 첫 번째 제한된 버퍼가 있는 상황에서 시스템 Output을 최대화하는 목적함수를 사용하여 최적 버퍼할당을 찾아내는 것과, 두 번째 원하는 Output을 달성할 수 있는 최소의 총 버퍼 수와 할당을 찾아내는 두 가지 목적함수에 적용된다. 마지막으로 유연 생산 시스템의 성능을 결정짓는 다른 요소들과의 관계를 살펴보기 위해 무인 운반 시스템의 발주방식과 무인 운반차의 수 등을 변화시켜 실험을 수행하고 그 결과를 분석한다.
WDM 네트워크에서는 파장이 어떻게 할당되는지에 따라 다양한 논리적 토폴로지가 형성되기 때문에 파장 할당이 매우 중요한 문제이다. 기존의 파장 할당 알고리즘은 무한한 수의 ADM을 가정하거나 시간 복잡도를 고려하지 않았다. 제안되었던 알고리즘 중 가장 성능이 좋은 RCL 알고리즘의 경우, 불필요한 블로킹을 발생시킨다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 동적인 트래픽 요청에 대해 기존 기법보다 시간 복잡도를 줄이면서 I/O 블로킹과 파장 블로킹을 모두 최소화할 수 있는 파장 할당 알고리즘을 제안한다.
본 논문은 OFDM의 Cyclic Prefix를 사용하여 적은 계산랑을 통해 보다 빠른 초기 시간동기획득을 구현하였다. QPSK 매핑 신호를 입력으로 하고 수신단에서 계산의 복잡도를 줄이기 위해 실수 부와 허수 부를 양자화를 하고 양자화된 신호를 이용하였다. 또한 양자화된 신호의 개수를 줄이는 방법으로 샘플링을 통해 기존의 상관성 알고리즘에 적용할 데이터 량을 줄였다. 즉, 계산량과 복잡도를 줄여 초기 시간 동기 획득률을 유지하면서 복잡도를 줄였다.
본 논문에서는 복잡계 네트워크 이론에 기반한 무선 네트워크 토폴로지를 구성하고, 실제 환경의 토폴로지 구성을 반영한 척도없는 네트워크의 노드 링크 분포 확률을 분석하여 실제 무선 네트워크를 위한 브로드캐스트 전송 스케줄링 알고리즘 기법을 제안한다. 본 논문에서는 기존의 브로드캐스트 스케줄링 알고리즘 기법들이 반영하지 못한 복잡계 네트워크의 특성을 분석하고 그 특성에 맞는 알고리즘 기법과 분석 기법에 대하여 제안한다. 실험 결과를 통해 제안하는 방식의 알고리즘법이 네트워크의 지연시간 감소와 전송효율에 있어서의 우수함을 밝히고, 복잡계 네트워크 기반 무선 네트워크의 전송효율과 전체지연시간에 대한 최적화 방식의 기법을 제안한다.
H.264에서 다중참조 프레임을 사용한 움직임 예측 방법은 단일 참조프레임을 이용한 움직임 예측보다 더 많은 시간적 중복성을 제거하여 부호화 효율을 높이거나 채널에러에 강인하게 부호화하기 위해 사용된다. 하지만 다중 참조 프레임을 이용하여 움직임 예측을 하는 것은 단일의 참조 프레임을 이용하는 것보다 많은 계산량을 요구하기 때문에 비디오 인코더의 복잡도를 증가시키게 된다. 본 논문에서는 다중참조 프레임을 사용한 움직임 예측을 화질 열화 없이 적은 복잡도로서 가능하게 하는 알고리즘을 제안한다. 움직임 예측 절차의 복잡도를 줄이기 위해, 제안한 알고리즘에서는 연속되는 프레임 사이에 구성된 움직임 벡터맵을 이용하여 움직임벡터를 추정한다. 제안한 방식은 추정된 움직임벡터를 작은 탐색영역에서 보정하는 방식을 적용하기 때문에 기존의 방식들에 비해 적은 복잡도가 요구된다. 제안된 방법으로 추정된 움직임벡터는 각 참조프레임들에 대해 최적의 움직임 벡터를 효과적으로 추적하기 때문에 부호화 된 영상의 화질은 전 탐색영역 움직임 예측 알고리즘을 이용한 결과와 매우 비슷하다. 제안된 방식은 세가지 단계로 구성된다. (a) 연속되는 두 개의 프레임 사이에 벡터맵을 구성한다. (b) 벡터맵에 있는 요소벡터를 이용하여 시간적 움직임 벡터를 구성한다. (c) 마지막으로, 임시 움직임 벡터를 좁은 탐색영역에서 보정한다. 컴퓨터 실험을 통해 제안된 방식의 효율성을 입증하였다. 제안된 방식과 기존의 방식들과의 비교를 위해 H.264 부호화기에서 움직임 예측 모듈에 의해 소비된 CPU 시간을 측정하였다. 컴퓨터 실험을 통해 알 수 있듯이 제안된 방식에 의해 부호화된 영상의 화질은 기존 방식과 을 통해 얻은 영상화질과 거의 같으면서 알고리즘 복잡도는 크게 줄어드는 것을 볼 수 있다.
OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)이 적용된 MIMO(Multiple-input Multiple-output) 기술은 추가적인 주파수 자원의 할당 없이 채널 용량을 증가시키기 위한 방법으로 주목 받고 있으나, MIMO-OFDM 수신단에서 다른 안테나로부터 동시에 전송된 독립적인 데이터 스트림을 분리할 수 있는 낮은 복잡도의 검출 알고리즘을 개발해야 하는 문제점이 있다. 이 논문에서 제안하는 ULBC QRD-M (Upper-Lower Bounded-Complexity QRD-M) 알고리즘은 최대 복잡도 즉, 복잡도의 상한(upper bound)을 기존의 QRD-M 알고리즘과 동일한 값으로 고정시킴으로써 SD(Sphere Decoding) 알고리즘에서 순시적으로 매우 높은 복잡도를 가지는 문제를 해결하는 동시에, 불필요한 Hypothesis를 제거하여 필요한 계산양을 현저하게 낮출 수 있는 장점이 있다. 분석과 모의실험 결과를 통하여 제안된 알고리즘이 기존의 QRD-M 알고리즘에 비하여 단지 26%의 계산양 만으로도 동일한 BER 성능을 가질 수 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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