• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.444-444
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• 2021

하천의 오염부하량 관리 계획은 지속적인 모니터링을 통한 자료 구축과 모형을 이용한 예측결과를 기반으로 수립된다. 하천의 모니터링과 예측 분석은 많은 예산과 인력 등이 필요하나, 정부의 담당 공무원 수는 극히 부족한 상황이 일반적이다. 이에 정부는 전문가에게 관련 용역을 의뢰하지만, 한국과 같이 지형이 복잡한 지역에서의 오염부하량 배출 특성은 각각 다르게 나타나기 때문에 많은 예산 소모가 발생 된다. 이를 개선하고자, 본 연구는 합성곱 신경망 (convolution neural network)과 수문학적 이미지 (hydrological image)를 이용하여 강우 발생시 BOD 및 총인의 부하량 예측 모형을 개발하였다. 합성곱 신경망의 입력자료는 일반적으로 RGB (red, green, bule) 사진을 이용하는데, 이를 그래도 오염부하량 예측에 활용하는 것은 경험적 모형의 전제(독립변수와 종속변수의 관계)를 무너뜨리는 결과를 초래할 수 있다. 이에, 본 연구에서는 오염부하량이 수문학적 조건과 토지이용 등의 변수에 의해 결정된다는 인과관계를 만족시키고자 수문학적 속성이 내재된 수문학적 이미지를 합성곱 신경망의 훈련자료로 사용하였다. 수문학적 이미지는 임의의 유역에 대해 2차원 공간에서 무차원의 수문학적 속성을 갖는 grid의 집합으로 정의되는데, 여기서 각 grid의 수문학적 속성은 SCS 토양보존국(soil conservation service, SCS)에서 발표한 수문학적 토양피복형수 (curve number, CN)를 이용하여 산출한다. 합성곱 신경망의 구조는 2개의 Convolution Layer와 1개의 Pulling Layer가 5회 반복하는 구조로 설정하고, 1개의 Flatten Layer, 3개의 Dense Layer, 1개의 Batch Normalization Layer를 배열하고, 마지막으로 1개의 Dense Layer가 연결되는 구조로 설계하였다. 이와 함께, 각 층의 활성화 함수는 정규화 선형함수 (ReLu)로, 마지막 Dense Layer의 활성화 함수는 연속변수가 도출될 수 있도록 회귀모형에서 자주 사용되는 Linear 함수로 설정하였다. 연구의 대상지역은 경기도 가평군 조종천 유역으로 선정하였고, 연구기간은 2010년 1월 1일부터 2019년 12월 31일까지로, 2010년부터 2016년까지의 자료는 모형의 학습에, 2017년부터 2019년까지의 자료는 모형의 성능평가에 활용하였다. 모형의 예측 성능은 모형효율계수 (NSE), 평균제곱근오차(RMSE) 및 평균절대백분율오차(MAPE)를 이용하여 평가하였다. 그 결과, BOD 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 1031.1 kg/day, MAPE는 11.5%로 나타났으며, 총인 부하량에 대한 NSE는 0.9, RMSE는 53.6 kg/day, MAPE는 17.9%로 나타나 본 연구의 모형은 우수(good)한 것으로 판단하였다. 이에, 본 연구의 모형은 일반 ANN 모형을 이용한 선행연구와는 달리 2차원 공간정보를 반영하여 오염부하량 모의가 가능했으며, 제한적인 입력자료를 이용하여 간편한 모델링이 가능하다는 장점을 나타냈다. 이를 통해 정부의 물관리 정책을 위한 의사결정 및 부족한 물관리 분야의 행정력에 도움이 될 것으로 생각된다.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.24 no.12
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• pp.1581-1587
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• 2020

With the emergence of convolutional neural network in the field of machine learning, the model for solving image processing problems has seen rapid development. However, the computing resources required are also rising, making it difficult to learn from a typical environment. Attention mechanism is originally proposed to prevent the gradient vanishing problem of the recurrent neural network, but this can also be used in a direction favorable to learning of the convolutional neural network. In this paper, attention mechanism is applied to convolutional neural network, and the excellence of the proposed method is demonstrated through the comparison of learning time and performance difference at this time. The proposed model showed that both learning time and performance were superior in object detection based on YOLO compared to models without attention mechanism, and experimentally demonstrated that learning time could be significantly reduced. In addition, this is expected to increase accessibility to machine learning by end users.

• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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• v.26 no.10
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• pp.1469-1476
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• 2022

Recently, many researches have been conducted to estimate blood pressure using ECG(Electrocardiogram) and PPG(Photoplentysmography) signals. In this paper, we designed and implemented a mobile system to monitor blood pressure in real time by using 1-D convolutional neural networks. The proposed model consists of deep 11 layers which can learn to extract various features of ECG and PPG signals. The simulation results show that the more the number of convolutional kernels the learned neural network has, the more detailed characteristics of ECG and PPG signals resulted in better performance with reduced mean square error compared to linear regression model. With receiving measurement signals from wearable ECG and PPG sensor devices attached to the body, the developed system receives measurement data transmitted through Bluetooth communication from the devices, estimates systolic and diastolic blood pressure values using a learned model and displays its graph in real time.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2019.11a
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• pp.24-26
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• 2019

본 논문에서는 최신 비디오 압축 표준인 HEVC 를 기반으로, 영상의 화면 내 예측 모드를 결정하기 위하여 기존의 RDO 프로세스 대신 합성곱 신경망을 접목시켜 예측 모드를 결정하는 연구를 진행하였다. 네트워크 학습에는 실제 화면 내 예측 모드를 결정하는 데 사용되는 데이터들이 사용되었다. 실험 결과 본 제안 기법은 HM 16.20 대비 0.05%의 부호화 성능 향상을 보였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2017.11a
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• pp.11-12
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• 2017

본 논문에서는 부류가 정해진 훈련 집합이 불필요한 온라인 학습 기반 추적 기법을 제안한다. 추적기의 학습을 위해 합성곱 신경망(convolutional neural network: CNN)을 이용하였다. 추적영상으로부터 직접 훈련 샘플을 수집함으로써 분류기 학습을 위한 비용을 감소시킬 수 있었고, 목표 영상에 적응적인 객체 모델을 생성할 수 있다. 실험 결과를 통해 제안하는 방법이 우수한 성능을 보임을 입증하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2017.11a
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• pp.36-37
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• 2017

실내공간에서 사람 검출 및 인식은 지능영상정보 시스템에서 중요한 기능중의 하나이다. 실내공간에서 사람검출을 위한 트랙킹 과정에서 발생하는 표류(drifting)는 성능 저하의 큰 원인을 제공한다. 표류로 인한 비사람의 트랙킹을 방지하기 위해서 사람여부를 결정하는 것이 필요하다. 이를 위해서 합성곱 신경망을 적용한 결과 80%의 사람 인식율을 얻었다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2019.06a
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• pp.270-271
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• 2019

본 논문에서는 최신 비디오 압축 표준인 HEVC 를 기반으로, 영상의 부호화 과정에서 블록 사이에 형성되는 잡음을 감소시키기 위하여 합성곱 신경망을 학습시켜 영상의 품질과 예측 성능을 향상시키는 기법을 제안한다. 실험 결과 본 제안 기법은 기존의 HEVC 대비 평균 0.06dB 의 PSNR 개선을 보였고, 원본 값과 예측 값의 오차는 0.5%만큼 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2018.11a
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• pp.9-10
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• 2018

실내공간에서 사람 검출 및 인식은 지능영상정보 시스템에서 중요한 기능중의 하나이다. 실내공간에서 사람검출을 위한 트랙킹 과정에서 발생하는 표류(drifting)는 성능 저하의 큰 원인을 제공한다. 표류로 인한 비사람의 트랙킹을 방지하기 위해서 사람여부를 결정하는 것이 필요하다. 이를 위해서 합성곱 신경망을 적용한 결과 80%의 사람 인식율을 얻었다.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2021.01a
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• pp.17-19
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• 2021

본 논문에서는 코로나19 사태에 대비하여 실시간으로 마스크를 제대로 쓴 사람과 제대로 쓰지 않은 사람을 구분하는 시스템을 제안한다. 이 시스템을 사용하기 위하여 모델 학습 시에 합성곱 신경망(CNN : Convolutional Neural Networks)를 사용한다. 학습된 모델을 토대로 영상에 적용 시 하르 특징 분류기(Haar Cascade Classifier)로 얼굴을 탐지하여 마스크 여부를 판단한다.

• Journal of Broadcast Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.623-632
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• 2019

Many researches have been carried out for brightness and contrast enhancement, illumination reduction and so forth. Recently, the aforementioned hand-crafted approaches have been replaced by artificial neural networks. This paper proposes a convolutional neural network that can replace the method of generating a reflectance image where illumination component is attenuated. Experiments are carried out on 102 low-light images and we validate the feasibility of the replacement by producing satisfactory reflectance images.