• Journal of Platform Technology
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• 제12권2호
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• pp.58-63
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• 2024

CNN은 이미지 인식분야에서 높은 성능을 보이지만 반복적인 학습이 진행될 경우 많은 데이터 연산처리로 인한 시스템 자원부족으로 학습 시간이 오래 걸리고 많은 전력을 소모한다는 단점이 있다. 이에 본 논문에서는 합성곱 신경망 연산처리의 핵심 요소인 곱셈 프로세싱 엘리먼트에서 곱셈연산을 수행할 때 발생되는 스위칭 엑티비티를 줄이기 위해 승수와 피승수의 교환율을 늘리는 저전력 부스 곱셈기를 기반으로 하는 프로세싱 엘리먼트를 제안한다. 합성곱 신경망 병렬 연산처리를 지원하는 저전력 곱셈 프로세싱 엘리먼트는 Verilog-HDL을 사용하여 설계되었고, Intel DE1-SoC FPGA Board에 구현하였다. 실험은 성능평가에 대표적으로 MNIST의 숫자 이미지 데이터베이스를 대상으로 기존 제안된 곱셈기의 교환율과 비교하여 성능을 검증하였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제19A권3호
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• pp.121-128
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• 2012

본 논문은 다양한 해상도에서의 초음파 영상 처리를 위한 최적의 프로세싱 엘리먼트 구조를 제안한다. 이를 위해 본 논문에서는 각 프로세싱 엘리먼트(processing element, PE)당 처리되는 영상 데이터(data-per-processing element, DPE) 수를 변화시키는 실험을 통해 시스템의 성능(system performance), 에너지 효율(energy efficiency), 면적 효율(area efficiency)을 각각 측정하고, 측정된 결과를 바탕으로 최적의 매니코어 프로세서 구조를 선택하였다. 모의실험 결과, 에너지 효율은 $256{\times}256$, $768{\times}1,024$, $1,024{\times}1,280$ 해상도를 갖는 영상에서 PE 개수가 각각 1,024개, 4,096개, 16,384개일 때 가장 높았다. 또한 면적 효율은 $256{\times}256$ 해상도의 영상에서는 PE 개수가 256개, $768{\times}1,024$와 $1,024{\times}1,280$ 해상도의 영상에서는 4,096개에서 가장 높은 효율을 보였다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2011년도 춘계학술발표대회
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• pp.183-186
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• 2011

본 논문에서는 모바일 초음파(mobile ultrasound) 영상신호의 빔포밍 알고리즘에서 요구되는 고성능 및 저전력을 만족시키는 매니코어 프로세서에 대한 디자인 공간 탐색 방법을 소개한다. 매니코어 프로세서의 디자인 공간 탐색을 위해 매니코어의 각 프로세싱 엘리먼트(Processing Element, PE)당 초음파 영상신호 데이터의 수를 변화시키는 실험을 통해 실행시간, 에너지 효율 및 시스템 면적 효율을 측정하고, 측정된 결과를 바탕으로 최적의 매니코어 프로세서 구조를 선택하였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.1-11
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• 2011

최근 모바일 멀티미디어 기기들의 사용이 증가 하면서 고성능 멀티미디어 프로세서에 대한 필요성이 증가하고 있다. 본 논문에서는 낮은 소비전력으로 고성능 멀티미디어 애플리케이션을 구현할 수 있는 SIMD기반 병렬프로세서를 제안한다. 제안하는 병렬프로세서는 16개의 프로세싱 엘리먼트로 구성되어 있으며, 3단계 파이프라인 구조로 설계되었다. 모의실험 결과, 제안한 SIMD기반 병렬프로세서는 기존의 병렬프로세서보다 프로세싱 엘리먼트 당 상대 연산 처리량에서 높은 성능을 보였으며, 또한 동일한 130nm 테크놀리지와 720 클록주파수에서 상용 고성능 프로세서인 TI C6416보다 1.4~31.4배의 성능 향상 및 5.9~8.1배의 에너지 효율 향상을 보였다. 제안한 병렬프로세서를 하드웨어 설계언어인 verilog HDL을 이용하여 설계하였고, FPGA를 이용해 검증하였다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권3호
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• pp.339-349
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• 2017

본 논문에서는 주행 중인 차량의 차선 인식을 위해 4단계로 구성된 알고리즘을 제안한다. 첫 번째 단계에서는 관심영역 추출한다. 두 번째 단계에서는 신호 잡음을 제기하기 위해 중간 값 필터를 이용한다. 세 번째 단계에서는 입력되는 이미지의 배경과 전경의 두 클래스로 구분하기 위한 이진화 알고리즘을 수행한다. 마지막 단계에서는 이진화 과정 후에 남아 있는 노이즈나 불완전한 에지 등을 제거하여 선명한 차선을 얻기 위해 이미지 침식 알고리즘을 이용한다. 하지만 이러한 차선 인식 앍고리즘은 높은 계산량을 요구하여 실시간 처리가 어려운 실정이다. 따라서 본 논문에서는 멀티코어 아키텍처를 이용하여 실시간 차선이탈 감지 알고리즘을 병렬구현 한다. 또한, 차선이탈 감지 알고리즘을 위한 최적의 멀티코어 아키텍처의 구조를 탐색하기 위해 총 8가지의 서로 다른 프로세싱 엘리먼트 구조를 이용하여 실험하였고, 모의실험 결과 40×40의 프로세싱 엘리먼트 구조에서 최적의 성능, 에너지 효율 및 면적 효율을 보였다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제16A권6호
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• pp.411-418
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• 2009

퍼지 클러스터링 기반 벡터 양자화 알고리즘은 퍼지 클러스터링 분석이 벡터 양자화 프로세스 초기단계에서 초기화에 덜 민감하게 하기 때 문에 데이터 압축 분야에서 널리 사용되어 왔다. 하지만, 퍼지 클러스터링 처리는 훈련 벡터 공간에 포함된 불확실한 양적 공식의 복잡한 프레 임워크 때문에 상당한 계산량이 요구된다. 이러한 상당한 계산량 부하를 극복하기위해 본 논문은 4,096 프로세싱 엘리먼트로 구성된 어레이 아 키텍처를 이용하여 퍼지 벡터 양자화 알고리즘의 병렬 구현을 제안한다. 제안하는 병렬 구현은 4,096 프로세싱 엘리먼트를 이용하여 클러스터 링 프로세스 동안 효과적인 벡터 할당 정책을 적용함으로써 계산적으로 효율적인 솔루션을 제공한다. 모의실험 결과, 제안한 병렬 구현은 기존 의 다른 어레이 아키텍처를 이용한 구현보다 성능 및 효율 측면에서 상당한 향상을 보였다. 또한동일한 130nm 기술에서 제안한 병렬 구현은 오늘날의 ARM이나 TI DSP 프로세서를 이용한 구현과 비교하여 약 1000배의 성능 향상 및 100배의 에너지 효율 향상을 보였다. 이 결과들은 향상된 성능 및 에너지효율에서 제안한 병렬 구현의 잠재가능성을 입증한다.

• 정보처리학회논문지A
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• 제18A권1호
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• pp.1-10
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• 2011

물리적 모델링은 실제 악기음과 유사한 고음질의 음을 합성하는 방법으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 그러나 물리적 모델링은 악기의 소리를 합성할 때 필요한 수많은 파라미터들을 동시에 계산해야 하기 때문에 동시 발음수가 높은 악기의 경우 실시간 처리에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 전통 현악기인 가야금의 음 합성 알고리즘을 실시간으로 처리 가능한 단일 명령어 다중 데이터(Single Instruction Multiple Data, SIMD) 방식의 멀티코어 프로세서를 제안한다. 제안하는 SIMD기반 멀티코어 프로세서는 가야금의 12개현을 제어하기 위해 12개의 프로세싱 엘리먼트(Processing Element, PE)로 구성되어 있다. 각각의 프로세싱 엘리먼트는 해당되는 가야금 현을 모델링하며, 각 현의 여기신호와 파라미터를 음 합성 병렬 알고리즘의 입력으로 받아 동시에 12개 현의 합성된 음을 실시간으로 생성할 수 있다. 표본화 비율을 44.1kHz로 설정하고 16비트 양자화 데이터의 음을 합성한 모의실험 결과, 제안한 SIMD기반 멀티코어 프로세서를 이용한 합성음은 원음과 매우 유사하였으며, 상용 프로세서(TI TMS320C6416, ARM926EJ-S, ARM1020E)보다 실행 시간에서 5.6~11.4배, 에너지 효율에서 553~1,424배의 향상을 보였다.

• 한국음향학회지
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• 제29권3호
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• pp.191-199
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• 2010

물리적 모델링은 실제 악기음과 유사한 고음질의 음을 합성하는 방법이다. 그러나 물리적 모델링은 악기의 소리를 합성할 때 필요한 수많은 파라미터들을 동시에 계산해야 하기 때문에 동시 발음수가 높은 악기의 경우 실시간 처리에 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 기타의 음 합성 알고리즘을 실시간으로 처리 가능한 단일 명령어 다중 데이터 (Single Instruction Multiple Data, SIMD)처리 방식의 병렬 프로세서를 제안한다. 대표적인 현악기인 기타의 6개 현을 제어하기 위해 6개의 프로세싱 엘리먼트 (Processing Element, PE)로 구성된 SIMD기반 병렬 프로세서를 사용하였다. 각각의 프로세싱 엘리먼트는 해당되는 기타 현을 모델링하며, 각 현의 여기신호와 파라미터를 합성 병렬 알고리즘의 입력으로 받아 동시에 6개 현의 합성된 음을 실시간으로 생성할 수 있다. 표본화 비율을 44.1 kHz로 설정하고 16비트 양자화 데이터의 음을 합성한 모의 실험 결과, 제안한 SIMD기반 병렬 프로세서를 이용한 합성음은 원음과 매우 유사하였으며, 상용 프로세서인 TI사의 TMS320C6416보다 실행 시간에서 8.9배, 에너지 효율에서 39.8배의 성능 향상을 보였다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제19권10호
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• pp.1-12
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• 2014

본 논문에서는 단일 명령어, 다중 데이터 처리 기반의 매니코어 프로세서를 이용하여 높은 계산량이 요구되는 차감 클러스터링 알고리즘을 병렬 구현하고 성능을 향상시킨다. 또한 차감 클러스터링 알고리즘을 위한 최적의 매니코어 프로서서 구조를 선택하기 위해 다섯 가지의 프로세싱 엘리먼트 (processing element, PE) 구조 (PEs=16, 64, 256, 1,024, 4,096)를 모델링하고, 각 PE구조에 대해 실행시간 및 에너지 효율을 측정한다. 두 가지 의료 영상 및 각 영상의 세 가지 해상도(($128{\times}128$, $256{\times}256$, $512{\times}512$)를 이용하여 모의 실험한 결과, 모든 경우에 대해 PEs=4,096구조에서 최고의 성능 및 에너지 효율을 보였다.

• 정보처리학회논문지D
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• 제14D권6호
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• pp.605-614
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• 2007

XML 데이터 검객을 위한 표준 질의 언어로서 XQuery와 XPath가 W3C에 의해 표준으로 제정되었다. XQuery와 XPath를 보편적으로 사용함에 따라, 최근 연구는 방대한 XML 데이터베이스에서 XPath 경고 표현식에 대한 효율적인 질의 처리를 위한 데이터 구조 및 알고리즘 개발에 초점을 두고 있다. 최근에, XPath 경로 표현식을 처리할 때 XML 엘리먼트 사이의 구조적 관계(조상-자손, 부모-자식)를 결정하는 구조적 조인의 개념은 중요한 XPath 프로세싱 기법중의 하나가 되었다. 그러나 XPath 질의 처리에서 자주 발생하는 구조적 조인들은 높은 비용을 요구한다. 본 논문에서, 우리는 XPath 질의들을 효율적으로 처리하기 위해 제안한 구조적 인덱스(SI) 기반의 새로운 구조적 조인 알고리즘(SISJ)을 제안한다. 실험 결과에서는 이전의 알고리즘보다 근소하게 더 효율적인 성능을 보여 준다. 그러나 재귀성이 높은 문서에 대해서는 제안기법의 가지치기 특성으로 인해 약 30% 이상의 성능향상을 보였다.