• 제목/요약/키워드: 최소자승 알고리듬

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ESPRIT 알고리즘 기반 재구성 가능한 각도 추정기 설계에 관한 연구 (A Study on Design and Implementation of Scalable Angle Estimator Based on ESPRIT Algorithm)

  • 이도현;김병현;정정화;이성진;민경육
    • 전기전자학회논문지
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    • 제27권4호
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    • pp.624-629
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    • 2023
  • 본 논문에서는 ESPRIT(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques)알고리듬 기반 재구성 가능한 각도 추정기를 제안 및 설계하였다. ESPRIT은 배열 안테나(uniform linear array)의 천이불변(shift invariance) 성질을 이용해 배열 안테나에 도래하는 신호의 도래각을 추정하는 알고리듬이다. 하지만 여전히 ESPRIT 알고리즘은 공분산 행렬, 고윳값 분해 등 높은 복잡도를 가지는 연산을 필요로 하므로 실시간 도래각 추정을 위해 하드웨어 프로세서로 구현이 필요하다. ESPRIT에서 성능은 안테나 개수와 관련이 있으며, 응용에 따라 요구되는 안테나 수는 상이할 수 있다. 이에 본 논문에서는 응용되는 분야에 따라 성능을 높이고 연산 복잡도 문제를 시킬 수 있도록 2 ~ 8개의 가변 안테나 개수를 지원하는 ESPRIT 프로세서를 제안하였다. 또한, 제안된 ESPRIT 프로세서는 MI-ESPRIT 구조를 기반으로 배열 안테나의 다중 불변성을 활용하여 성능을 향상시켰으며, 최소자승법 알고리즘을 간소화 시켜 복잡도를 감소시켰다.

신경회로망 기반 비선형 다변수 자기동조 PID 제어기의 설계 (Design of a nonlinear Multivariable Self-Tuning PID Controller based on neural network)

  • 조원철
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제44권6호
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    • pp.1-10
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    • 2007
  • 본 논문에서는 비선형 다변수 시스템에 적응할 수 있는 신경회로망을 이용한 PID 구조를 갖는 직접 다변수 자기동조 제어기를 제안한다. 제어기에 적용되는 플랜트는 잡음, 시간지연과 상호결합항이 존재하며 파라미터가 변하는 비선형 다변수 시스템이다. 비선형 다변수 시스템은 선형부분과 비선형부분으로 분리한 형태로 구성되며, 선형제어기는 외부환경 변화에 적응할 수 있는 PID 제어기 특성을 가진 자기동조 PID 제어기 이다. 선형부분의 제어기 파라미터는 순환최소자승법으로 직접 추정하고 비선형 부분의 파라미터는 신경회로망으로 추정한다. 그리고 각 부분에서 추정한 파라미터를 합한 후 비선형 다변수 일반화 자기동조 제어기의 제어법칙에 적용한다. 제어 알고리듬의 타당성을 확인하기 위해 시간 지연이 있고 일정한 시간이 경과한 후 시스템의 파라미터가 변하는 비선형 다변수 시스템에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 하였다. 또한 기존의 신경회로망을 이용한 직접 다변수 적응 제어기에 비해 효과적이다.

앙상블 구성을 이용한 SVM 분류성능의 향상 (Improving SVM Classification by Constructing Ensemble)

  • 제홍모;방승양
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제30권3_4호
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    • pp.251-258
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    • 2003
  • Support Vector Machine(SVM)은 이론상으로 좋은 일반화 성능을 보이지만, 실제적으로 구현된 SVM은 이론적인 성능에 미치지 못한다. 주 된 이유는 시간, 공간상의 높은 복잡도로 인해 근사화된 알고리듬으로 구현하기 때문이다. 본 논문은 SVM의 분류성능을 향상시키기 위해 Bagging(Bootstrap aggregating)과 Boosting을 이용한 SVM 앙상블 구조의 구성을 제안한다. SVM 앙상블의 학습에서 Bagging은 각각의 SVM의 학습데이타는 전체 데이타 집합에서 임의적으로 일부 추출되며, Boosting은 SVM 분류기의 에러와 연관된 확률분포에 따라 학습데이타를 추출한다. 학습단계를 마치면 다수결 (Majority voting), 최소자승추정법(LSE:Least Square estimation), 2단계 계층적 SVM등의 기법에 개개의 SVM들의 출력 값들이 통합되어진다. IRIS 분류, 필기체 숫자인식, 얼굴/비얼굴 분류와 같은 여러 실험들의 결과들은 제안된 SVM 앙상블의 분류성능이 단일 SVM보다 뛰어남을 보여준다.

Hebb의 학습 법칙과 화소당 가중치 최소화 기법에 의한 적응학습 및 그의 전기광학적 구현 (Adaptive Learning Based on Bit-Significance Optimization with Hebbian Learning Rule and Its Electro-Optic Implementation)

  • 이수영;심창섭;고상호;장주석;신상영
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.108-114
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    • 1989
  • Hopfield 모델에 화소당 가주치를 도입하고 이를 최적화하여, 서로간에 상관관계가 높은 "0"에서 "9"까지의 10가지 숫자를 성공적으로 기억, 재생시킬 수 있는 $6{}8$ nodes 연상기억 시스템을 소개한다. 다른 많은 신경회로와는 달리, 이 모델은 "6","8","3","9"와 같이 상관관계가 매우 큰 영상에 대해서도 높은 오차 교정 능력을 가짐을 볼 수 있다. 화소당 가중치의 최적화 무제는 최소자승평균 오차 알고리듬에 기초한 적응학습 과정으로 볼 수 있으며, 이는 또한 Widrow-Hoff 신경회로로 구현 할 수 있다. 가중치 최적화 회로의 전기 . 광학적 구현을 위한 설계도 소개한다.

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비선형 칼만 필터 기반의 지형참조항법 성능 비교 (A Performance Comparison of Nonlinear Kalman Filtering Based Terrain Referenced Navigation)

  • 목성훈;방효충;유명종
    • 한국항공우주학회지
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    • 제40권2호
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    • pp.108-117
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    • 2012
  • 본 논문은 비선형 필터 기법에 따른 지형참조항법 성능 분석에 관한 연구를 수행하였다. 지형참조항법에 사용되는 기본 필터에는 확장 칼만 필터(EKF)가 있다. 본 연구는 EKF 원형외에 반복형 EKF(IEKF), stochastic linearization(SL) 조건이 추가된 EKF-SL과 unscented Kalman Filter(UKF) 알고리듬을 소개한다. 또한, 연속적(sequential) 필터 외에 일괄적(batch)필터 기법인 칼만 필터 무리(bank of Kalman filters)를 이용한 항법 기술도 비교군으로 추가하고 필터 간 항법 성능을 분석한다. 가상 궤적을 가진 항공기 시뮬레이션을 통해 초기위치 오차가 클 때도 강건한(robust) 필터로 stochastic linearization EKF가 선정되었으며, 다만 빠른 항법 해의 수렴이 요구될 때에는 칼만 필터 무리를 이용한 일괄적 필터가 효과적인 것으로 분석되었다.

전송율제어를 갖는 프랙탈 비디오 코딩 (The Fractal Video Coding with Rate Control)

  • 서기범;정정화
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제37권3호
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    • pp.1-10
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    • 2000
  • 본 논문에서는 프랙탈 기반의 전송율 제어 가능을 갖는 동영상 압축 시스템을 제안한다. 기존의 프랙탈 압축방법의 부호화비트량 과다라는 단점을 극북하기위해, 제안하는 시스템은 이미지를 배경, 움직임 보상 및 프랙탈 코딩의 3가지로 분류하여 부호화 하였다. 부호화 되는 코드의 양을 줄이기 위하여 움직임 보상부의 움직임 벡터값은 가변길이 코드를 사용하고 프랙탈 변이값(offset)은 이전 프레임으로부터의 예측값과 최소 자승 근사화(least-square approximation)법으로 구한 값의 차값(difference)을 가변 길이 코드로 부호화하였다. 전송율 제어를 위해 현재의 비트 발생량과 밴드폭을 고려해서 화연 분할 문턱값(threshold)을 결정하는 알고리듬을 적용하였다. 전체 시스템의 실험 결과 동일한 화질에서 기존의 시스템에 비해 압축율이 18배이상 향상됨을 확인하였고, 전송율이 결정되어 있을 때의 전송율 제어가 이루어짐을 확인하였다.

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폐광지역에서의 3차원 이방성 전기비저항 토모그래피 영상화 (Three-dimensional anisotropic inversion of resistivity tomography data in an abandoned mine area)

  • 이명종;김정호;손정술
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제14권1호
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    • pp.7-17
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    • 2011
  • 본 연구에서는 이방성을 포함하는 3차원 전기비저항 토모그래피 프로그램을 개발하였다. 이론 모델링에는 유한요소법을 이용하였고 역산에 ACB 법을 채용하여 평활화 제한 최소자승 역산의 분해능 향상을 기하였다. 수치모형 실험을 통하여 지하구조가 강한 전기적 이방성을 보이는 경우 이방성을 고려한 역산이 필수적임과 이방성이 지하구조의 해석에서 추가적인 정보로 활용 가능함을 보였다. 또한 과거 채굴 터널 상부에 고층 아파트가 건설된 폐광현장에서 획득한 3차원 토모그래피 탐사자료에 개발된 알고리듬을 적용하여 과거 채광활동과 관련된 건축물의 안전성을 평가하고자 하였다. 탐사자료에서 강한 전기적 이방성이 관찰되었고 이는 조사지역의 지질적 특성에 기인하는 것으로 확인되었다. 조사지역의 이방성을 고려하기 위하여 3차원 이방성 전기비저항 토모그래피 영상화를 수행하였으며 이로부터 지질구조에 부합하는 지하 3차원 전기비저항 영상을 획득할 수 있었다. 획득한 전기비저항 영상은 암반공학에서의 지반안정성 분석을 위한 지질구조 모형을 도출하는데 사용되었으며, 이로부터 조사대상인 아파트가 안전성에 문제가 없음을 밝힐 수 있었다.

시간에 대해 변화하는 지하구조에서 획득한 물리탐사 자료의 역산 (4-D Inversion of Geophysical Data Acquired over Dynamically Changing Subsurface Model)

  • 김정호;이명종
    • 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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    • 한국지구물리탐사학회 2006년도 공동학술대회 논문집
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    • pp.117-122
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    • 2006
  • 지하구조를 영상화하기 위한 물리탐사자료의 역산에서 가장 기본적인 가정 중의 하나는 자료측정 시간 동안에 지하구조가 변화하지 않는다는 정적인 지하구조 모형에 있으며, 시간의 흐름에 따른 지하구조 변화를 이해하기 위한 지구물리 모니터링 탐사자료의 역산에서도 통상적으로 받아 드려지고 있다. 그러나 투수성이 매우 높은 지하 매질에서 수행하는 염수 주입 실험의 경우에는 전도성 유체가 매우 빠른 속도로 이동하게 되므로, 측정시간 동안에 지하구조가 변화하지 않는다는 정적인 지하구조 모형의 가정은 성립되지 않은 경우가 많다. 또한 역산 결과 얻어지는 지하 영상에도 심한 왜곡이 게재될 가능성이 높음은 자명한 일이다. 이 연구에서는 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 지하구조가 시간에 대해 연속적으로 변화하는 시공간 모델에 입각한 새로운 최소자승 역산법을 개발하였다. 지하 시공간 모델을 수많은 공간 모델로 일정한 시간간격으로 샘플링하는 대신에, 미리 설정한 수개의 기준 시각의 공간 모델로 정의하는 방법을 제안하였으며, 이를 위해 동일한 공간좌표에서의 물성은 시간에 대해 선형적으로 변화한다는 가정을 채택하였다. 이에 의해 시간에 따라 연속적으로 변화하는 지하의 시공간 모델을 구하는 문제는 수 개의 기준 공간 모델을 구하는 문제로 단순화될 수 있다. 역산의 안정성을 기하고 신뢰도가 높은 지하구조를 계산하기 위해, 인접한 시간대의 지하구조의 변화는 크지 않다는 시간축을 따른 제한 또한 도입하였다. 전기비저항 시추공간 토모그래피 탐사의 수치 실험을 수행하였으며 이를 통해 제안한 알고리듬의 효용성을 입증하였다.

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분해능 모델 제한자를 사용하는 자력탐사자료의 2차원 역산 (2D Inversion of Magnetic Data using Resolution Model Constraint)

  • 조인기;강혜진;이근수;고광범;김종남;유영준;한경수;신홍준
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제16권3호
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    • pp.131-138
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    • 2013
  • 새로운 2차원 자력탐사자료 역산 방법을 개발하였다. 중,자력탐사와 같은 포텐셜 자료의 역산에서 가장 문제가 되는 점은 비유일해 문제이다. 일반적으로 자력탐사 자료의 역산은 모델변수의 수가 자료의 수보다 훨씬 많은 불충분 문제이며, 이는 비유일해 문제를 더욱 심화시키게 된다. 일반적인 최소자승법을 자력탐사자료의 역산에 적용하게 되면, 이 상대가 지표면에 집중되는 결과를 초래한다. 본 연구에서는 이러한 비유일해 문제를 극복하기 위하여 모델분해능에 근거한 새로운 모델제한자를 제안하였다. 이 모델제한자는 분해능이 높은 모델변수에는 큰 제한을 가하고, 작은 모델변수에는 약한 제한을 가하게 된다. 따라서 분해능이 낮은 심부의 모델변수도 효과적으로 추정할 수 있다. 개발된 역산 알고리듬을 이용하여, 전형적인 모델에 대한 이론자료의 역산에 적용하였다. 또한 옥천대에서 얻어진 항공자력탐사자료 역산에 적용하였다.

U-Turn을 이용한 간선도로 운영방안 (A Study on the Operational Method of Urban Arterial With U-Turn)

  • 박용진;손한철
    • 대한교통학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.17-26
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    • 2000
  • 본 연구의 목적은 간선도로에서 좌회전 이동류 처리를 위한 효율적인 U-turn운영방안을 제시하는 것이다. 본 연구에서는 간선도로상에 보행자 횡단보도가 있는 경우 보행자 횡단보도 앞 U-turn 전용차선에서 U-turn을 허용하는 대안과 보행자 횡단보도가 없는 경우 간선도로상에 위치한 인접교차로 U-turn전용차선에서 U-turn을 허용하는 대안에 대하여 U-turn이동류의 효율적인 운영방안을 제시한다. 본 연구는 주도로가 5차선인 주 간선도로를 대상으로 모의 실험한 연구로서 좌회전 이동류가 인접교차로에서 U-turn을 하는 경우에는 주도로 좌회전 교통량이 400대/시까지는 U-turn을 이용하는 것이 효율적으로 분석되었으며 좌회전 교통량이 400대/시 이상에서는 주도로와 부도로의 좌회전 교통량과 주도로의 직진 교통량 변수들과의 조합으로 U-Turn운영방안의 기준을 제시하였다. 또한 보행자 횡단보도가 있어 주도로 혹은 부도로의 좌회전 이동류가 보행자 횡단보도에서 전용 U-turn차선을 이용하여 U-turn하는 방안은 기존의 방식보다 효율적인 것으로 분석되었다. 주도로 좌회전 이동류와 부도로 좌회전 이동류를 위한 U-turn운영방안은 대부분의 좌회전 교통량 범위에서 주도로 좌회전 이동류를 U-turn으로 운영하는 방안이 부도로 좌회전 이동류를 U-turn으로 운영하는 방안보다 효율적인 것으로 분석되었다. 단, 부도로 좌회전 교통량이 많고 주도로 좌회전 교통량이 적은 교통량 범위에서는 간선도로의 효율성에 큰 차이가 나지 않는 것으로 분석되어 그 기준을 주도로와 부도로 좌회전 교통량의 변수조합에 의해 기준이 제시되었다. 대상이 될 필요가 있는 것으로 판단된다. 통과교통도 규제의 대상이 되기 때문에 구역을 범위를 설정할 때 구역 주변도로의 교통상황을 신중하게 고려해야 할 것으로 판단된다. 각 링크에서 오후에 조사된 실제교통량을 링크 관측교통량으로 사용하였다. 분석결과 유전알고리듬을 이용한 최소자승법을 통해 얻은 결과가 Gradient method를 통해 얻은 결과에 비해 우수한 것으로 나타났다. 있는 엄마가, 교육정도가 낮고 경제적으로 가난한 위치에 있는 어머니보다 아이들 체위에 훨씬 좋게 기를 수 있다는 것을 알았다. 특히 이유기에 들어간 6개월 이후에 체위 격차가 심한 것을 볼 때 보충해 주는 음식물의 적절한 보급이 얼마나 필요한가를 말해 주는 것이며 이에는 어머니의 교양과 열의와 경제적 뒷받침이 얼마나 필요하다는 것을 말해주는 것이다. 지역별로 서울에서 부유층 가정과 학교 아동, 농촌 지역 가정과 학교아동, 강원도 산간지역 가정과 학교 아등으로 나누어서 자라나는 아동들의 체위와 이학적 소친을 연구 조사한 바로는 서울 부유층이 제일 좋고 그 다음이 서울 빈한층, 강원도 산간지역 아동의 순으로 좋았으며 농촌지역 아종은 체위가 가장 떨어졌다. 구각증, 구내염등은 강원도 산간지역 아동에 제일 많고, 다음이 농촌지역, 서울 판자촌지역의 순으로 많으며 서울부유충지역이 가장 적어서 이는 산간일수록 또 는 빈한할수록 등물성단백질이 부족되는 것을 말해 주는 것이다. 지역별 혈색소치는 109gm/100ml 이하인 경우가 서울 빈한층가정 아동에 제일 많아서 51.7%나 되며 다음이 산간지역가정, 농촌지역가정의 순으로 많으며 서울부유층가정 아동은 2.2%에

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