• 제목/요약/키워드: 프랙탈

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펄프·제지 산업에서의 프랙탈 기하 원리 및 그 응용 (The Principles of Fractal Geometry and Its Applications for Pulp & Paper Industry)

  • 고영찬;박종문;신수정
    • 펄프종이기술
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    • 제47권4호
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    • pp.177-186
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    • 2015
  • Until Mandelbrot introduced the concept of fractal geometry and fractal dimension in early 1970s, it has been generally considered that the geometry of nature should be too complex and irregular to describe analytically or mathematically. Here fractal dimension indicates a non-integer number such as 0.5, 1.5, or 2.5 instead of only integers used in the traditional Euclidean geometry, i.e., 0 for point, 1 for line, 2 for area, and 3 for volume. Since his pioneering work on fractal geometry, the geometry of nature has been found fractal. Mandelbrot introduced the concept of fractal geometry. For example, fractal geometry has been found in mountains, coastlines, clouds, lightning, earthquakes, turbulence, trees and plants. Even human organs are found to be fractal. This suggests that the fractal geometry should be the law for Nature rather than the exception. Fractal geometry has a hierarchical structure consisting of the elements having the same shape, but the different sizes from the largest to the smallest. Thus, fractal geometry can be characterized by the similarity and hierarchical structure. A process requires driving energy to proceed. Otherwise, the process would stop. A hierarchical structure is considered ideal to generate such driving force. This explains why natural process or phenomena such as lightning, thunderstorm, earth quakes, and turbulence has fractal geometry. It would not be surprising to find that even the human organs such as the brain, the lung, and the circulatory system have fractal geometry. Until now, a normal frequency distribution (or Gaussian frequency distribution) has been commonly used to describe frequencies of an object. However, a log-normal frequency distribution has been most frequently found in natural phenomena and chemical processes such as corrosion and coagulation. It can be mathematically shown that if an object has a log-normal frequency distribution, it has fractal geometry. In other words, these two go hand in hand. Lastly, applying fractal principles is discussed, focusing on pulp and paper industry. The principles should be applicable to characterizing surface roughness, particle size distributions, and formation. They should be also applicable to wet-end chemistry for ideal mixing, felt and fabric design for papermaking process, dewatering, drying, creping, and post-converting such as laminating, embossing, and printing.

인터넷을 이용한 육상물류중개시스템 개발에 관한 연구

  • 박남규;최형림;송근곤;박영재;손형수
    • 한국데이타베이스학회:학술대회논문집
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    • 한국데이타베이스학회 1999년도 춘계공동학술대회: 지식경영과 지식공학
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    • pp.335-345
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    • 1999
  • 오늘날 날로 증가하는 물류비는 개별 기업은 물론 국가 전체의 수출 경쟁력을 약화시키는 주요 원인으로 지적되고 있다. 그러나 그동안 우리나라에서는 물류비 절감을 위한 종합적이고 체계적인 대책이 이루어지지 못하였다. 특히 본 논문의 연구대상인 육상물류의 경우 그 비중이 전체 화물 운송의 60% 이상을 차지함에도 불구하고 심각한 교통체증 및 물류기반 시설의 미비, 효율적인 정보시스템의 미비 등으로 인하여 물류비가 계속 증가하는 양상을 보여 왔다. 따라서 본 논문에서는 우리나라 육상물류시스템이 안고 있는 문제점의 해결을 위한 방안들 중의 하나로 정보기술의 활용에 관한 내용을 다루고 있다. 즉 영세한 기업들도 누구나 손쉽게 이용할 수 있도록 인터넷을 이용한 육상물류중개시스템의 개발에 관한 내용을 소개하고 있다. 육상물류중개시스템은 복합화물주선업체인 (주) 대형물류와 함께 개발한 시스템으로 인터넷을 통하여 화주의 화물 운송의뢰를 접수받아 이를 여러 운송업체에게 제공해주는 역할을 수행하게 된다. 특히 육상물류중개시스템은 화물의 운송과 관련하여 발생하는 다양한 정보들을 데이터베이스에 저장하여 두었다가 세관을 비롯한 터미날에 대한 각종 신고업무에 이용할 수 있으며, 이밖에도 교통정보 및 화물 위치정보 등 다양한 서비스를 제공해줄 수 있다. 따라서 운송업체의 공차율을 줄이고 화주에게는 자신의 화물에 대한 정보를 실시간으로 전달해 줄 수 있다는 장점이 있다. 또한 이러한 육상물류중개시스템은 현재 개발중인 통합데이터베이스를 기반으로 한 항만물류원스톱서비스 시스템과 연계되어 차후에는 물류원스톱시스템으로 발전할 수 있을 것이다. 연구가 진행되고 있는 인공신경망과의 모형결합을 통해 기존연구와는 다른 새로운 통합예측방법론을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제시하는 통합방법론은 크게 2단계 과정을 거쳐 예측모형으로 완성이 된다. 즉, 1차 모형단계에서 원시 재무시계열은 먼저 웨이블릿분석을 통해서 노이즈가 필터링 되는 동시에, 과거 재무시계열의 프랙탈 구조, 즉 비선형적인 움직임을 보다 잘 반영시켜 주는 다차원 주기요소를 가지는 시계열로 분해, 생성되며, 이렇게 주기에 따라 장단기로 분할된 시계열들은 2차 모형단계에서 신경망의 새로운 입력변수로서 사용되어 최종적인 인공 신경망모델을 구축하는 데 반영된다.ocioeconomic impacts are resulted from the program. It would be useful for the means of (ⅰ) fulfillment of public accountability to legitimate the program and to reveal the expenditure of pubic fund, and (ⅱ) managemental and strategical learning to give information necessary to improve the making. program and policy decision making, The objectives of the study are to develop the methodology of modeling the socioeconomic evaluation, and build up the practical socioeconomic ev

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노출 시간과 영상 해상도가 프랙탈 차원값에 미치는 영향 (Effect of exposure time and image resolution on fractal dimension)

  • 안병모;허민석;이승표;이삼선;최순철;박태원;김종대
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제32권2호
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    • pp.75-79
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    • 2002
  • Purpose : To evaluate the effect of exposure time and image resolution on fractal dimension calculations for determining the optimal range of these two variances. Materials and Methods : Thirty-one radiographs of the mandibular angle area of sixteen human dry mandibles were taken at different exposure times (0.01, 0.08, 0.16, 0.25, 0.40, 0.64, and 0.80 s). Each radiograph was digitized at 1200 dpi, 8 bit, 256 gray level using a film scanner. We selected an Region of Interest (ROI) that corresponded to the same region as in each radiograph, but the resolution of ROI was degraded to 1000, 800, 600, 500, 400, 300, 200, and 100 dpi. The fractal dimension was calculated by using the tile-counting method for each image, and the calculated values were then compared statistically. Results: As the exposure time and the image resolution increased, the mean value of the fractal dimension decreased, except the case where exposure time was set at 0.01 seconds (α = 0.05). The exposure time and image resolution affected the fractal dimension by interaction (p<0.001). When the exposure time was set to either 0.64 seconds or 0.80 seconds, the resulting fractal dimensions were lower, irrespective of image resolution, than at shorter exposure times (α = 0.05). The optimal range for exposure time and resolution was determined to be 0.08- 0.40 seconds and from 400-1000 dpi, respectively. Conclusion : Adequate exposure time and image resolution is essential for acquiring the fractal dimension using tile-counting method for evaluation of the mandible.

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동결-융해 풍화에 의한 원주지역 쥬라기 화강암의 지질공학적 특성변화 (Variation of Engineering Geological Characteristics of Jurassic Granite in Wonju Due to Freeze-Thaw Weathering)

  • 엄정기;우익;박혁진
    • 자원환경지질
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    • 제42권3호
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    • pp.261-272
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    • 2009
  • 이 연구는 강원도 원주시 일대에 분포하는 쥬라기 화강암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공챔버에서 2시간동안 포화시킨 시료를 -20$\pm1^{\circ}C$로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 탄성파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율은 증가히는 양상을 보였다. 시험 전 풍화등급이 높은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩(slab) 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 길이 및 면적밀도는 지속적으로 증가하는 것으로 나타났다. 이는 지속적으로 감소하는 탄성파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현 확장하고 특히 광물 결정의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 판단된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원($D_B$)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중 장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

경남 함안군 백악기 이암의 동결-융해에 따른 물성변화 및 미세균열 발현특성 (Variations of Physico-Mechanical Properties of the Cretaceous Mudstone in Haman, Gyeongnam due to Freeze-Thaw Weathering)

  • 엄정기;신미경
    • 터널과지하공간
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    • 제19권2호
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    • pp.146-157
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    • 2009
  • 이 연구는 경상남도 함안군 일대에 분포하는 백악기 이암에 대하여 동결-융해 시험을 수행하고 동결-융해 반복 횟수의 증가에 따른 암석의 물리 역학적 특성변화를 고찰하였다. 동결-융해의 한 사이클은 24시간이며 진공 챔버에서 2시간 동안 포화시킨 시료를 $-16{\pm}1^{\circ}C$로 8시간 동결하고 상온에서 14시간 동안 융해하였다. 총 55 사이클의 동결-융해 시험 중에 물리적인 특성을 측정한 결과 비중, P파 속도는 지속적으로 감소하였으며 흡수율, 공극률은 지속적으로 증가하였다. 시험 전 풍화를 많이 받은 암석일수록 동결-융해에 따른 물성의 변화가 크며 풍화에 취약한 것으로 나타났다. 슬랩 시편에서 취득한 미세균열 트레이스의 크기 및 면적밀도는 30사이클 이후부터 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 이는 30사이클 이후 급격히 감소하는 P파 속도의 특성과도 부합하며 암석 내부에 미세균열이 급격히 발현 확장하고 특히 층리면의 결합력이 약화되는 암석 풍화에 기인한 것으로 사료된다. 미세균열의 밀집도와 크기를 동시에 고려할 수 있는 박스 프랙탈 차원($D_B$)은 미세균열 트레이스의 변동성을 효과적으로 반영하며 중 장기적인 풍화 예측을 위한 새로운 풍화지수로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

풍화진행에 따른 한라산조면암의 역학적 특성변화 (Variations of Mechanical Properties of Hallasan Trachyte with respect to the Degree of Weathering)

  • 조태진;이상배;황택진;원경식
    • 터널과지하공간
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    • 제19권4호
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    • pp.287-303
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    • 2009
  • 한라산 정상부의 백록담 암체는 백록담조면현무암이 분포하는 동측구역과 한라산조면암이 분포하는 서측구역으로 구분된다. 백록담에서 진행되는 풍화, 암벽붕괴, 낙반은 전반적으로 백록담 서측구역에 분포하는 한라산 조면암의 풍화작용과 밀접한 연관성을 가지며, 동측구역에서는 개별 암석 블록들의 국지적 붕락현상이 발생한다. 본 연구에서는 한라산조면암 분포지역의 지질학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암 시료를 채취하여 편광현미경분석, X-선 회절분석, 지화학적 분석, 공학적 특성시험을 수행하였다. SEM, XRD, XRF 분석을 통하여 2차 변질광물의 종류와 함량 및 광물조성 변화를 관찰한 결과 점토광물이 확인될 정도의 심한 화학적풍화작용은 발생하지 않았지만 풍화에 따른 화학적풍화지수와 주요원소의 함량 변화에 대한 분석 결과에 의거할때 화학성분의 용탈에 의한 미약한 화학적풍화작용이 발생한 것으로 판단된다. 풍화에 기인된 암석의 공학적특성변화를 고찰하기 위하여 밀도, 비중, 흡수율, 공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 슬레이크내구성지수, 동결-융해시험을 수행하였다. 인공풍화시험을 통한 균열발현 양상과 물리적 특성 측정 결과 기계적풍화작용은 미세균열 및 공극을 발달시켜 암반의 역학적 강도 저하를 야기하고 있으며, 기계적풍화 진행에 의한 추가적인 공극률 저하 양상을 고려할 때 $D_B$ = 1.5 또는 공극률 = $20{\sim}21%$ 범위에서 한라산조면암의 공학적 강도 특성이 소멸될 것으로 분석되었다.

GIUH-Clark 모형의 유도에 관한 연구 (A study on the Derivation of GIUH-Clark Model)

  • 이병운;장대원;김형수;서병하
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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    • pp.731-736
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    • 2004
  • 강우-유출과정의 수문학적 현상을 보다 정확히 분석하고 예측하는 기법으로 강우에 의한 유출의 반응을 나타내는 지체시간, 도달시간 등 수문학적 반응시간을 유역의 지형형태학적 인자들과 연계하는 방법이 많이 이용되고 있다. 이에 본 연구에서는 Clark방법과 지형형태학적 순간단위도(GIUH)를 이용하여 계측유역의 강우-유출반응을 모의하였고, 이를 관측된 값과 비교하여 미계측유역의 적용성 여부를 검토해보았다. 대상 유역의 하상지형인자 및 지형형태학적 특성은 Arc-View를 이용하여 구하였으며, 이를 기존의 문헌자료와 비교해보았다. Clark방법의 매개변수의 결정에 있어서 시간-면적곡선은 HEC-1의 무차원 식을 이용하였고, 도달시간은 Kirpich 공식을 이용하여 구하였으며, 저류상수는 Clark방법에 의해 추정된 순간단위도의 첨두유량이 Horton의 차수비의 함수로 구한 철두유량과 같아지는 값으로 결정하였다. 본 연구는 전적비교를 출구점으로하는 유역면적 $8.5km^2$인 설마천을 대상유역으로 하였으며, 모의된 강우-유출반응과 비교하기 위해 사용된 강우사상은 2002년의 8월 4일과 2002년 10월 6일의 10분 단위 우량이다. Clark방법과 GIUH를 이용하여 모의한 유출곡선과 관측된 유출곡선을 비교해본 결과 첨두유량은 8월의 강우사상 때는 $21\%$크게, 10월의 강우사상 때는 $35\%$작게 나타났다. 첨두시간은 모의된 경우가 각각 10분, 20분 빨리 도달하였다. 또한 이러한 결과는 유역의 도달시긴에 가장 민감하게 반응함을 알 수 있었다. 따라서, 유역의 도달시간 산정에 주의를 요한다면 프랙탈 차원이 유사한 미계측유역의 수문곡선 산정에 있어서 Clark방법과 GIUH를 이용하는 방법도 유용하다고 사료된다. 주는 각 수문인자 중 강우시간분포와 유효우량 산정방법 그리고 유출모형에 대해 자자 검토하였으며, 최종적으로 면적에 따른 임계지속기간과 유출량의 변화를 검토해 보았다.이를 각각의 경우의 해석해 결과와 비교${\cdot}$분석하였다. 후방추적 퍼프모형은 전방추적 퍼프모형에 비하여 사용된 퍼프수와 관계없이 작은 오차를 발생하였으며, 전체적으로 퍼프 모형이 입자모형보다는 훨씬 적은 수의 계산을 통해서도 작은 오차를 나타낼 수 있다는 것을 알 수 있었다. 그러나 Gaussian 분포를 갖는 퍼프모형은 전단흐름에서의 긴 유선형 농도분포를 모의할 수 없었고, 이에 관한 오차는 전단계수가 증가함에 따라 비선형적으로 증가하였다. 향후, 보다 다양한 흐름영역에서 장${\cdot}$단점 분석 및 오차해석을 수행한 후에 각각의 Lagrangian 모형의 장점만을 갖는 모형결합 방법을 제시할 수 있을 것으로 판단된다.mm/$m^{2}$로 감소한 소견을 보였다. 승모판 성형술은 전 승모판엽 탈출증이 있는 두 환아에서 동시에 시행하였다. 수술 후 1년 내 시행한 심초음파에서 모든 환아에서 단지 경등도 이하의 승모판 폐쇄 부전 소견을 보였다. 수술 후 조기 사망은 없었으며, 합병증으로는 유미흉이 한 명에서 있었다. 술 후 10개월째 허혈성 확장성 심근증이 호전되지 않아 Dor 술식을 시행한 후 사망한 예를 제외한 나머지 6명은 특이 증상 없이 정상 생활 중이다 결론: 좌관상동맥 페동맥이상 기시증은 드물기는 하나, 영유아기에 심근경색 및 허혈성 심근증 또는 선천성 승모판 폐쇄 부전등을 초래하는 심각한 선천성 심질환이다. 그러나 진단 즉시 직접 좌관상동맥-대동맥 이식술로 수술적 교정을 해줌으로써 좋은 성적을 기대할 수 있음을 보여주었다.특히 교사들이 중요하

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전문잡지의 생태계 모델 분석 - 잡지사·커뮤니티·사용자의 협업체계를 중심으로 (Study of the Ecosystem Model of Magazine on Special Genre Focusing on Collaboration System within Magazine Firm, Community and Creative User)

  • 장용호;공병훈;진전은영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권8호
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    • pp.4831-4843
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    • 2014
  • 전문잡지들은 복잡도가 높고 다이내믹하며 심한 불확실성을 보이는 잡지산업 생태계에 대한 적응 전략으로서, 지식과 아이디어를 기반으로 가치를 극대화하기 위해 유연화되고 개방된 협업적, 동료적, 집합적 생산체계를 작동시키고 있다. 본 논문은 사례연구방법을 적용하였고, 자료수집방법으로서 직접 관찰, 전문가 심층면접, 전문가 설문조사를 실행하였다. 이를 통한 '잡지산업', '전문잡지사 커뮤니티 사용자간의 협업체계', '전문잡지의 생태계 모델'에 대한 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 전문잡지 생태계는 잡지사들의 다양하고 새로운 생산 참여자와 잡지 플랫폼이 결합되는 가치 네트워크의 개방적 혁신의 협업 모델로서 진화/적응하고 있었다. 둘째, 전문잡지사들은 스마트 디바이스의 환경 변화에 힘입어 커뮤니티, 전문가 사회집단/조직, 창조적 사용자의 다양한 행위/상호작용이 핵심적으로 작동되는 협업체계를 구축하고 있었다. 셋째, 전문잡지 생태계 모델은 콘텐츠 공급 영역의 다양한 잡지 생산 주체들이 플랫폼 영역에서 상품군과 플랫폼 유형에 적합한 상호작용을 하며 스마트 디바이스를 통해 사용자/독자와 상호작용하는 체계이다. 전문잡지의 모델은 게임, 출판, 드라마, 영화, 만화, 애니메이션 등의 디지털 콘텐츠 산업과 같은 패턴의 프랙탈 구조를 보이고 있으며, 상호작용성과 사용자 참여의 수준이 가장 높은 창조 친화적 기술 혁신 모델로 수렴되고 있다.

응집플록의 특성분석을 통하여 관찰된 정밀여과 막오염 현상에 관한 연구 (Investigation of Membrane Fouling in Microfiltration by Characterization of Flocculent Aggregates)

  • 최양훈;권지향
    • 대한환경공학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.337-344
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    • 2006
  • 응집플록은 그 특성에 따라 분리막 오염에 지대한 영향을 미친다. 기존의 연구결과에서 보면, 자연입자에 의해 형성된 플록함유수는 인공입자에 의한 플록함유수에 비하여 낮은 투과량을 보이는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 응집플록의 특성을 정량적으로 분석하고, 분리막 오염과의 상관성을 알아보고자 하였다. 이를 위해 응집 플록에 대한 image analysis, specific cake resistance 및 cake compressibility 등을 측정하였다. Image 분석은 플록의 fractal dimension을 구하는데 이용되었으며, dimension은 플록의 다공성, 크기나 표면의 거칠기를 표현하는데 유용하게 사용된다. 또한 케익 압축능은 플록이 쌓여 만들어진 막표면층의 특성을 분석하는데 사용되었다. 두 가지의 다른 특성을 가지는 플록으로서 자연입자를 핵으로 하는 응집플록과 카올린 입자를 핵으로 하는 응집플록을 선택하여 실험하였다. 실험결과에 따르면 자연입자와 인공입자에 의해 형성된 플록의 fractal dimension($D_2$) 값은 $1.79{\pm}0.07,\;1.84{\pm}0.06$을 각각 나타내었으며, 이것은 자연입자에 의해 형성된 플록이 인공입자에 의한 것 보다 더 다공성의 느슨한 형태로 존재하고 있다는 것을 나타내는 것이다. 자연입자에 의해 형성된 다공성의 느슨한 플록이 분리막 표면에서 케익층을 형성 할 때에는 상대적으로 쉽게 압축되어 케익비저항이 커지는 것을 확인하였다.

자기 유사성을 이용한 가우시안 노이즈 제거 알고리즘 (Gaussian Noise Reduction Algorithm using Self-similarity)

  • 전영은;엄민영;최윤식
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제44권5호
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    • pp.1-10
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    • 2007
  • 대부분의 자연 영상은 프랙탈 이론의 기반이 되는 자기 유사성이라는 특징을 가지고 있다. 비록 국부적으로 영상을 정상 신호라고 가정할 수 있지만 일반적으로 영상 신호는 에지나 코너 부분과 같은 불연속성을 가지고 있는 비정상 신호이다. 이 때문에 대부분의 선형 알고리즘의 성능 저하가 나타난다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위하여 본 논문에서는 영상 내에 포함되어 있는 자기 유사성을 이용하는 새로운 비선영 잡음 제거 알고리즘을 제안 한다. 이를 위해 우선 잡음 제거를 수행 할 위치의 화소 주변 화소들을 이용하여 평탄 영역인지를 판단한다. 평탄 영역일 경우 그 주변 픽셀들의 평균으로 잡음을 제거하고, 평탄 영역이 아닌 경우, 블록 MSE(block Mean Square Error) 관점에서 유사도가 높은 블록을 탐색하여 그 블록들의 중심 화소값들을 이용하여 잡음 제거를 수행한다. 실험 결과는 PSNR 측면에서 잡음 제거 성능이 약 $1{\sim}3dB$ 정도 향상됨을 보여준다. 또한 추정 이론 관점에서 추정자의 분산 분석 결과 가장 낮은 분산을 갖음을 보였다.