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페널티 적용 최대 우도 평가를 통한 기저 스크리닝 기반 크리깅 모델 개선 (Improvement of Basis-Screening-Based Dynamic Kriging Model Using Penalized Maximum Likelihood Estimation)

  • 김민근;김재승;한정우;이근호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제36권6호
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    • pp.391-398
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    • 2023
  • 본 논문에서는 기저 스크리닝 기반 크리깅 모델(BSKM: Basis Screening based Kriging Model) 생성의 정확도를 높이기 위해 페널티를 적용한 최대 우도 평가 방법(PMLE : Penalized Maximum Likelihood Estimation)에 대해서 소개한다. BSKM에서 사용하는 기저함수의 최대 차수와 종류는 그 중요도에 따라서 결정하게 되며, 이때 중요도의 지표는 기저함수에 대한 교차 검증 오차(CVE : Cross Validation Error)로 택한다. 크리깅 모델(KM : Kriging Model) 구성시 최적의 기저함수 조합은 우선 최대 기저함수 차수를 선택하고 개별 기저함수의 중요도를 평가를 하게 된다. 최적 기저함수 조합은 크리깅 모델의 CVE가 최소가 될 때까지 개별 기저함수의 중요도가 높은 순으로 기저함수를 하나씩 추가하며 찾는다. 이 과정에서 KM은 반복적으로 생성해야 하며, 동시에 데이터 사이의 상관관계를 나타내는 하이퍼 매개변수(Hyper-parameters)도 최대 우도 평가방법을 통해 계산하여야 한다. 하이퍼 매개변수의 값에 따라 선택되는 최적의 기저함수 조합이 달라지기 때문에 KM의 정확도에 막대한 영향을 미치게 된다. 정확한 하이퍼 매개변수를 계산하기 위해서 PMLE 방법을 적용하였으며, Branin-Hoo 함수 문제에 적용하여 BSKM 의 정확성이 개선될 수 있음을 확인하였다.

경도 및 중등도 주관절 관절염 환자에서 최소 침습적 척골-상완 관절 성형술의 임상적 유용성 (The Clinical Usefulness of the Minimal Invasive Ulno-humeral Arthroplasty in the Patients with Mild to Moderate Elbow Arthritis)

  • 김보건;신현대;김경천;차수민
    • Clinics in Shoulder and Elbow
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    • 제14권1호
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    • pp.73-79
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    • 2011
  • 목적: 경도 및 중등도 주관절 관절염 환자에서 최소 침습적 척골-상완 관절 성형술의 임상적 유용성에 대하여 알아보고자 한다. 대상 및 방법: 2000년 1월에서 2008년 12월까지 척골 신경 증상이 없는 경도 및 중등도의 주관절 관절염 환자에서 최소 침습적 척골-상완 관절 성형술을 시행받은 환자 29예 중 1년 이상 추시가 가능하였던 24예를 대상으로 하였다. 남자 20예, 여자 4예였으며, 평균 연령은 53세 (31~69세)였고, 평균 수술 시간, 관절 운동 범위, 술 후 관절 운동 시작까지의 시간, 술 후 1년 추시에서 Mayo elbow performance score (MEPS)를 조사하였다. 결과: 술 후 평균 1.8일 (1~4일)째 수동적 및 능동적 관절 운동을 시작하였고, 평균 수술 시간은 38분 (25~55분)이었다. 관절 운동 범위는 술 전 평균 25~104도 (신전 0~70도, 굴곡 80~130도)에서 술 후 1년 추시 상 평균 14~133도 (신전 0~45도, 굴곡 90~150도)로 평균 40도 관절운동 범위가 향상되었으며, 술 후 관절 운동 시작까지의 시간은 평균 1.6일 (1~5일)이었다. 술후 1년 추시에서 MEPS는 우수 19예, 양호 5예이었다. 술 후 합병증으로 창상 치유지연 1예, 술후 부종 7예가 있었으나 자연적으로 호전되었다. 결론: 경도 및 중등도 주관절 관절염 환자에서 최소 침습적 척골-상완 관절 성형술은 수술 시간이 짧고 조기 관절 운동이 가능하며 통증이 적으므로 임상적으로 유용한 수술이다.

신경회로망과 유전알고리즘을 이용한 근전신호 인식기법 (A Study on Electromyogram Signals Recognition Technique using Neural Network and Genetic Algorithms)

  • 신철규;이상민;이은실;권장우;장영건;홍승홍
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권11호
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    • pp.176-183
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    • 1998
  • 본 논문에서는 근전신호를 효과적으로 인식하기 위해 신경회로망에 유전알고리즘을 결합하여 근전신호를 인식하는 기법을 제안한다. 본 기법은 신경회로망이 내재한 단점들을 개선하여 근전신호의 인식률을 높이고 안정적인 인식을 행하는 것을 목표로 한다. 제안된 기법에서 유전알고리즘은 전역적인 탐색으로 신경회로망의 최적의 초기 연결강도를 선택하는데, 이로 인하여 학습속도 및 인식률이 향상하게 된다. 그리고 절대 적분치, 영교차수등의 특징벡터 이외에 히든 마르코프 모델로 전처리를 하여 시간적으로 변하는 근전신호의 특성을 입력패턴에 반영하였다. 6가지의 기본운동을 대상으로 행한 실험결과, 제안된 인식기법은 기존의 일반적인 신경회로망의 학습규칙을 이용하여 인식했을 때보다 학습속도와 인식률이 향상되었고, 국부최소점으로 수렴하는 경우가 없어 실험에 실패하지 않고 안정적으로 근전신호의 패턴을 인식하였다.

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X-Band 모노펄스 추적 레이더를 위한 광대역 도파관 Magic-T 최적화 설계 (Optimization of a Broadband Waveguide Magic-T for X-Band Monopulse Tracking Radars)

  • 황금철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권10호
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    • pp.1042-1049
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    • 2009
  • 본 논문에서는 광대 역 X-Band 추적 레이더의 모노펄스 비교기(comparator)에 적용 가능한 도파관 magic-T 설계 및 최적화 문제에 대해서 고찰하였다. 다층으로 구성된 도체 실린더(cylinder)를 이용하여 기존의 X-Band magic-T에 비해 광대역의 임피던스 정합을 구현하였다. 최적화된 파라미터 도출을 위해 유전 알고리즘과 particle swarm optimization을 결합한 하이브리드 최적화 알고리즘을 설계에 적용하였으며, 최적 설계된 도파관 magic-T는 모든 도파관 포트에 대해, 최소 12% 이상의 대역폭에서 -20 dB 이하의 반사 특성을 나타내었다. 전력 분배 손실은 0.2 dB 이하이며 전력 분배 편차 또한 0.1 dB 이하로 우수한 특성을 보여주었다. 또한 측정된 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 마지막으로, 적층 실린더의 차수를 증가시켜 5단 및 7단 적층 된 구조에 대한 대역폭 성능도 분석하였다.

공유기반 트리 멀티캐스트 라우팅 프로토콜을 위한 후보 코어 선택 방법 (A Method of Selecting Candidate Core for Shared-Based Tree Multicast Routing Protocol)

  • 황순환;윤성대
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제7권10호
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    • pp.1436-1442
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    • 2004
  • 코어 기반 트리 멀티캐스트 라우팅 프로토콜, PIM-SM, 코어 관리자 기반 멀티캐스트 라우팅 등에 의해 확립된 공유 기반 트리는 코어 또는 랑데뷰 포인트라는 센터 노드를 루트로 하는 구조이다. 공유 기반 트리에서 코어(또는 랑데뷰 포인트)로부터 멀티캐스트 그룹의 모든 구성원들에 대한 전송 경로는 가장 짧은 거리를 사용한다. 트리의 구성 비용은 코어에 의해 결정되고, 패킷들의 지연은 코어의 위치에 의해 좌우된다. 따라서 코어의 위치 선정은 비용과 성능 측면에 많은 영향을 끼친다. 본 논문에서는 후보 코어 그룹 선택을 위한 세 가지 방법을 제안하고자 한다. 제안한 최소 평균 비용 선택, 최대 차수 선택, 최대 가중치 선택 방법은 각각 임의 선택 방법과 트리 비용, 평균 패킷 지연, 최대 패킷 지연의 세 가지 성능 평가 요소를 통해 비교하였다. 모의실험 결과 후보 코어 그룹 선택에 있어서 제안한 세 가지 방법이 임의 선택방법보다 성능 평가요소인 트리 비용, 평균 패킷 지연, 최대 패킷 지연 측면에서 더 낮은 결과를 보임으로써, 우수함을 입증하였다.

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런-길이 제한 코드의 패턴을 이용한 PRML 검출 방법 (PRML detection using the patterns of run-length limited codes)

  • 이주현;이재진
    • 한국통신학회논문지
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    • 제30권3C호
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    • pp.77-82
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    • 2005
  • 비터비 알고리즘을 이용한 부분 응답 최대 유사도 (PRML) 검출 방법은 원래의 정보 시퀀스와 가장 유사한 시퀀스를 결정하기 위해 유사도 메트릭 계산 방법이 사용된다. 일반적으로, 트렐리스도에서 각 노드의 가지는 동일한 확률을 갖는다고 가정한다. 그러나, 최소 및 최대 런-길이 구속을 갖는 변조 코드가 사용될 경우, 코드의 특정 패턴에 대한 발생 비율(Ro)은 서로 다르게 되어, 결과적으로 이러한 가정은 틀리게 된다. 본 논문에서는 PRML 검출에 있어 코드의 특정 패턴에 대한 발생 비율을 이용한 유사도 메트릭 계산 방법을 제안한다. 모의 실험에서는 두 종류의 (1, 7) 런-길이 제한 코드에 대해 PR 목표 응답의 차수를 변화시켜 가면서 발생 비율을 계산하였다. 그 결과, 제안한 PRML 검출 방법은 고밀도 자기기록 및 광 기록 채널에서 기존의 PRML 방법과 비교하여 10/sup -5/ BER에서 약 0.5dB 이상의 SNR 성능 이득을 가져옴을 확인하였다.

고해상도 수치항공정사영상기반 하천토지피복지도 제작을 위한 분류기법 연구 (A study of Landcover Classification Methods Using Airborne Digital Ortho Imagery in Stream Corridor)

  • 김영진;차수영;조용현
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.207-218
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    • 2014
  • 하천을 복원하거나 정비하는데 있어서 중요한 하천의 실태를 파악하는데, 하천 피복상태 정보는 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 하천의 피복상태 정보를 효율적이고 경제적으로 획득하기 위해 고해상도 항공정사영상의 효과적인 분류를 위한 감독분류 방법을 시험하고 하천토지피복지도 작성을 위한 최적 분류 방법을 검증하였다. 항공 정사영상의 CIR 영상과 RGB 영상을 이용한 하천토지피복 분석과정은 하천토지피복분류 항목 선정, 감독분류, 정확도 평가 및 분류지도 작성의 순서로 수행하였다. 분류 항목은 수역, 도로, 건물, 초지, 산림, 나지, 밭의 7가지 항목을 선정하였다. 감독 분류 알고리즘으로는 최대우도분류, 최소거리분류, 평행육면체분류, 마하라노비스거리분류 기법을 적용하였다. 감독분류의 분류정확도를 개선하기 위해 필터링과 훈련지역의 왜도 검증을 수행한 결과 CIR 영상을 이용한 최대우도분류 기법이 가장 높은 정확도를 보였다.

유한요소 해석을 통한 형상 및 크기에 따른 가물막이 특성 검토 (The Structural Characteristics of the Temporary Cofferdam in Accordance with the Shape and Size Obtained from Numerical Analysis)

  • 김현주;최진오;권윤호
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제36권1호
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    • pp.29-38
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    • 2020
  • 최근 환기구, 비상탈출용 수직구, 취수탑 가시설 등 지중 가물막이 또는 차수벽체로 원형 가물막이가 많이 적용되고 있다. 원형단면의 경우 벽체에 작용하는 토압이 원형가물막이 형상에 따라 아칭효과(arching effect)로 인하여 작용토압에 대한 구조체의 부재력이 감소하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 원형 가물막이에 대한 2D 유한요소해석(FEM)을 활용하여 원형띠장(ring beam) 강성을 산출 후 탄소성해석에 적용하여 부재의 단면력을 검토하였다. 더불어 3D 유한요소해석(FEM)을 통하여 원형단면의 가물막이가 다각형 형태의 가물막이보다 전단력, 휨모멘트, 그리고 발생변위가 최소값을 갖는 것으로 나타났으며, 이로써 원형단면 가물막이가 구조적으로 보다 효율적인 단면 형태임을 확인하였다

2차원 및 3차원의 주기적인 구조 제작을 위한 2차원 이진 위상마스크의 설계와 분석 (Design and analysis of two-dimensional binary phase masks for the fabrication of two-and three-dimensional periodic structures)

  • 김남식;원영희;고근하;조두진
    • 한국광학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.17-24
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    • 2001
  • 엄밀한 결합파 해석(rigorous coupled-wave analysis)을 이용하여 2차원 및 3차원의 주기적인 구조 제작을 위한 2차원 이진위상 회절격자를 설계 및 분석하였다. 이 회절격자는 근접장 홀로그래피를 위한 위상 마스크로서 수직 입사하는 빛에 대하여 여거 개의 회절파들을 발생하고 이들은 공간상에 주기적인 간섭무늬를 형성한다. 입사파의 편광상태, 파장, 표면 양각형태, 요철 깊이와 duty cycle을 바꿈으로써 회절된 빛들을 조절할 수 있는데 2차원 구조의 경우 0차 회절효율이 최소가 되고 1차회절효율이 최대가 될 때 최적의 결과를 보인다. 한편 0차 회절효율이 상당한 크기를 가지거나 심지어 다른 차수의 회절효율보다 높을 때 마이크로 미터 이하의 미세구조를 갖는 tetragonal-body-centered 구조와 hexagonal 구조의 포토닉 결정을 제작 할 수 있는 다양한 형태의 3차원 공간 간섭무늬가 형성된다.

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회귀적 방법에 의한 모우드 변수 규명에 관한 연구 (A Study on the Recursive Identification of Modal Parameters)

  • 고장욱;이재응
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1995년도 춘계학술대회논문집; 전남대학교, 19 May 1995
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    • pp.147-152
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    • 1995
  • 실험에 의한 모우드 해석 방법들은 1980년대부터 활발히 연구되어 많은 새로운 방법들이 개발되어 발표되었다. 그러나 개발된 대부분의 방법들은 측정된 데이타를 일괄처리하는 밸치(또는 off-line) 방법들이다. 최근에는 시간에 따라서 변하는 구조물의 동특성을 규명하는 분야에 모우드 해석 방법이 응용되어 사용되고 있다. 이러한 응용분야에서는 모우드 변수들의 변화되는 값을 새로운 데이타가 샘플링 될 때마다 그 값들을 수정하면서 추정할 수 있는 회귀적인(recursive 또는 on-line) 방법을 사용하여야 한다. Davies와 Hammond[1]는 회귀적 선형 자승법(Recursive Least Squares : RLS)을 이용하여 모우드 변수를 구하고 이를 벧치방법인 Instrumental Variable 방법과 Fourier 방법의 결과와 비교하였다. 그러나, 그 결과에서 보여준것처럼 RLS 방법은 잡음 대 시호비가 낮을 때에만 모우드 변수 값들을 정확하게 추정할 수 있었다. Sundararajan과 Montgomrey[2]는 회귀적 선형 최소자승 격자필터(lattice filter)를 이용하여 구조물의 차수(order)와 고유진동형, 그리고 진폭을 결정한 후 이를 토대로 회귀적 gradient형태의 방정식 오차 규명 방법(equation-error identification algorithm)에 의하여 모우드 변수들을 추정하였다. 이 방법은 2차원 격자구조물의 모우드 변수 추정에 사용되었으며, 또한 적응모우드제어에도 성공적으로 이용되었다. 그러나, 이 방법도 잡음 대 신호비가 낮은 환경에서만 사용할 수 있다는 단점이 있다. 위에서 언급한 방법들은 모두 RLS 방법을 기초로 하여 개발되었으나, RLS 방법은 전형적인 결정적(deterministic)방법으로서 잡음이 섞인 데이타를 처리하기에는 부적절한 방법임이 널리 알려진 사실이다[3]. 최근에 Ben Mrad와 Fassois[4]는 신호에 잡음이 존재하여도 이를 잘 처리할 수 있는 확률적(stochastic) 방법을 개발하여 기존의 결정적 방법들과 그 결과를 비교하였다. 그러나, 개발된 방법은 응답 신호에 백색잡음(white noise)이 섞이는 특수한 경우에만 사용할 수 있게 만들어져서 이 방법의 실질적인 적용에는 어려움이 있다. 본 연구에서는 기존의 방법들의 단점을 극복할 수 있는 새로운 회귀적 모우드 변수 규명 방법을 개발하였다. 이는 Fassois와 Lee가 ARMAX모델의 계수를 효율적으로 추정하기 위하여 개발한 뱉치방법인 Suboptimum Maximum Likelihood 방법[5]를 기초로 하여 개발하였다. 개발된 방법의 장점은 응답 신호에 유색잡음이 존재하여도 모우드 변수들을 항상 정확하게 구할 수 있으며, 또한 알고리즘의 안정성이 보장된 것이다.

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