• Title/Summary/Keyword: 확산방정식

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Nonlinear Anisotropic Diffusion Using Adaptive Weighted Median Filters (적응 가중 미디언 필터를 이용한 영상 확산 알고리즘)

  • Hwang, In-Ho;Lee, Kyung-Hoon;Kim, Woong-Hee
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.32 no.5C
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    • pp.542-549
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    • 2007
  • Recently, many research activities in the image processing area are concentrated on developing new algorithms by finding the solution of the 'diffusion equation'. The diffusion algorithms are expected to be utilized in numerous applications including noise removal and image restoration, edge detection, segmentation, etc. In this paper, at first, it will be shown that the anisotropic diffusion algorithms have the similar structure with the adaptive FIR filters with cross-shaped 5-tap kernel, and this relatively small-sized kernel causes many iterating procedure for satisfactory filtering effects. Moreover, it will also be shown that lots of modifications which are adopted to the conventional Gaussian diffusion method in order to weaken the edge blurring nature of the linear filtering process increases another computational burden. We propose a new Median diffusion scheme by replacing the adaptive linear filters in the diffusion process with the AWM (Adaptive Weighted Median) filters. A diffusion-equation-based adaptation scheme is also proposed. With the proposed scheme, the size of the diffusion kernel can be increased, and thus diffusion speed greatly increases. Simulation results shows that the proposed Median diffusion scheme outperforms in noise removal (especially impulsive noise), and edge preservation.

Mathematical Review on the Local Linearizing Method of Drift Coefficient (추세계수 국소선형근사법의 특성과 해석)

  • Yoon, Min;Choi, Young-Soo;Lee, Yoon-Dong
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.21 no.5
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    • pp.801-811
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    • 2008
  • Modeling financial phenomena with diffusion processes is a commonly used methodology in the area of modern finance. Recently, various types of diffusion models have been suggested to explain the specific financial processes, and their related inference methodology have been also developed. In particular, likelihood methods for the efficient and accurate inference have been explored in various ways. In this paper, we review the mathematical properties of an approximated likelihood method, which is obtained by linearizing the drift coefficient of a diffusion process.

A Stream Line Method to Remove Cross Numerical Diffusion and Its Application to The Solution of Navier-Stokes Equations (교차수치확산을 제거하는 Stream Line방법과 Wavier-Stokes방정식의 해를 위한 적용)

  • Soon Heung Chang
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • v.16 no.1
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    • pp.21-28
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    • 1984
  • The reduction of the truncation error including numerical diffusion, has been one of the most important tasks in the development of numerical methods. The stream line method is used to cancel cross numerical diffusion and some of the non-diffusion type truncation error. The two-step stream line method which is the combination of the stream line method and finite difference methods is developed in this work for the solution of the govern ing equations of incompressible buoyant turbulent flow. This method is compared with the finite difference method. The predictions of both classes of numerical methods are compared with experimental findings. Truncation error analysis also has been performed in order to the compare truncation error of the stream line method with that of finite difference methods.

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An Investigation of Acoustic Excitation on Sooting Diffusion Flame (Soot 배출 확산 화염에 대한 음향 가진 효과 연구)

  • Young-IL Jang
    • Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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    • v.3 no.2
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    • pp.250-258
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    • 2000
  • 본 논문에서는 soot을 배출하는 층류 확산 화염에 대한 음향 가진(acoustic excitation) 효과에 대해 연구하였다. 최근의 연구결과는 soot 배출 화염에 음향 가진을 작용시키면 radiation은 증가하고 soot 배출은 감소한다는 사실을 밝혀주었다. 음향 속도(acoustic velocity)는 음향 압력(acoustic pressure)과 900 상(phase) 차이가 있기 때문에 acoustic driver를 장착한 유리 튜브 내부의 축방향으로 soot을 배출하는 아세틸렌 확산 화염을 이동시킴으로서 soot 배출 감소에 대한 음향 속도와 음향 압력의 상대적인 중요도를 밝혀낼 수 있다. Soot을 배출하는 아세틸렌 화염에 soot 배출이 멈출 때까지 음향 가진을 작용시키고 유리 튜브 안의 최대 압력 위치에서 음향 압력을 측정하며, 화염 위치의 음향 속도와 음향압력은 운동량 방정식과 파동 방정식을 통해 계산된다. 실험 결과 음향 속도가 최대이고 음향 압력이 최소인 위치에서 보다 음향 속도가 최소이고 음향 압력이 최대인 위치에서 훨씬 더 큰 acoustic power가 필요함을 보여주었다. Soot 배출을 멈추는데 필요한 음향 속도의 크기는 유리 튜브의 축방향에 대해 거의 일정한 반면 음향 압력의 크기는 상당한 변화가 있었다. 이러한 결과는 Soot 배출의 감소가 주로 음향 속도에 의한 것임을 강하게 시사한다고 할 수 있다. 또한 연료의 유량이 증가함에 따라 soot 배출을 억제하는데 필요한 acoustic power도 증가한다는 사실을 확인 할 수 있었다.

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Thermal Flux Analysis for the Wearable NOx Gas Sensors (웨어러블 NOx 가스센서의 열유동 해석)

  • Jang, Kyung-uk
    • Journal of IKEEE
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    • v.23 no.3
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    • pp.793-799
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    • 2019
  • In this study, the diffusion process and the thermal energy distribution gradient of the sensor were confirmed by using the finite element analysis program (COMSOL) of the mesh method to analyze the thermal diffusion in the wearable fabric (Nylon) + MWCNT gas sensor. To analyze the diffusion process of thermal energy, the structure of the gas sensor was modeled in a two dimension plane. The proposed modeling was presented with the characteristic value for the component of the sensor, and the gas sensor designed using the mesh finite element method (FEM) was proposed and analyzed by suggesting the one-way partial differential equation in the governing equation to know the degree of thermal energy diffusion and the thermal energy gradient. In addition, the temperature gradient 10[K/mm] of the anode-cathode electrode layer and the gas detection unit was investigated by suggesting the heat velocity transfer equation.

A Study on the Prediction of Water-Temperature near the Confluence of Banbyeoncheon by Using the KU-RLMS Model (KU-RUMS 모형을 이용한 반변천 합류부 수온 예측에 관한 연구 KU-RLMS)

  • Lee, Yong-Chin;Lee, Nam-Joo;Lyu, Si-Wan;Yeo, Hong-Koo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2007.05a
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    • pp.1219-1223
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    • 2007
  • 수온은 수계에서 가장 중요한 물리적 특성 중 하나로서, 생물 군집, 특히 어류와 무척추 동물에 관련된 많은 수질 인자에 영향을 미친다. 하천의 생태학적 모습을 개선하기 위한 하천 복원 사업 수행에 있어서, 서식처 및 산란처 조건으로서의 수온 조사 및 모델링의 필요성이 점차 증가하고 있는 상황이다. 본 연구는 낙동강의 중상류에 위치한 반변천 합류부에 평면 이차원 비정상 수치모형인 KU-RLMS 모형을 적용하여 수온의 변화 특성을 규명할 목적으로 수행하였다. KU-RLMS 모형은 하천 및 저수지의 국부적인 수리, 수질, 유사이동 해석을 위해 개발된 평면 이차원 비정상 수치모형이다. 직사각형 격자를 사용하는 유한차분법의 단점을 보완하기 위해, 수심적분된 2차원 연속방정식, 운동량방정식, 이송확산방정식을 불규칙한 경계를 현실적으로 모사할 수 있는 직교곡선 좌표계로 변환한 방정식을 사용한다. 이 모형은 흐름, 농도, 지형변화를 조합하여 계산할 수 있는 모형으로서 점착성 및 비점착성 유사의 이동, 보존성 및 비보존성 오염물질의 이동, 수온 변화를 모의할 수 있다. 수치모형 적용을 위한 현황분석으로 안동 및 임하 조정지댐의 방류량, 안동 수위관측소의 수위, 법흥교 및 포진교 지점의 수온 자료를 분석하였다. 이송확산모형의 보정을 위해, 안동대교 지점의 수온 횡분포 측정자료를 사용하여 확산계수에 대한 매개변수 추정 및 검증을 수행하였다. 또한, 안동조정지댐과 임하조정지댐의 방류량 및 방류수온을 고려하여 수치모의조건을 결정하였으며, 각 조건에 대한 수온 변화 특성을 분석하였다.

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The Duration of Punctuated Equilibria in Simple Genetic Algorithms (단순 유전 알고리즘에서 단속평형의 지속시간에 대한 연구)

  • Oh, Sang-Yeop
    • Journal of KIISE:Software and Applications
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    • v.32 no.11
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    • pp.1059-1070
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    • 2005
  • For genetic algorithms, the population may get stuck in a local optimum. The population can escape from this after a long duration. This phenomenon is called punctuated equilibrium. The punctuated equilibria observed in nature and computational ecosystems are known to be well described by diffusion equations. In this paper, simple genetic algorithms are theoretically analyzed to show that they can also be described by a diffusion equation. When fitness is the function of unitation, this analysis can be further refined to make the parameters of genetic algorithms appear in this equation. Using theoretical results on the diffusion equation, the duration of equilibrium is shown to be exponential of such parameters as population size, 1/(mutation probability), and potential barrier. This is corroborated by simulation results for bistable potential landscapes with one local optimum and one global optimum.

Deblocking Algorithm for DCT-based Compressed Images using Anisotropic Diffusion (이방성 확산을 이용한 DCT 기반 압축 영상의 블록효과 제거)

  • 최종성;최은철;강문기
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • 2002.11a
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    • pp.57-62
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    • 2002
  • 전송선로와 저장공간의 제약을 극복할 수 있는 영상압축기술이 발달함에 따라 인터넷과 멀티미디어 통신이 비약적으로 발전할 수 있었으며, 앞으로도 보다 높은 효율의 압축기술이 요구되고 있다. 현재 영상압축표준은 대부분 블록 DCT(Discrete Cosine Transform)를 기반으로 하고 있지만, 압축 이전에 영상을 블록으로 나누어 처리하게 되므로 블록효과가 발생하게 된다 본 논문에서는 이러한 블록효과를 제거하기 위해 확산을 이용한 방법을 제시한다. 확산의 정도를 자유로이 조절할 수 있는 새로운 형태의 이방성 확산 방정식을 제안하여 이를 블록효과를 제거하는데 적용한다. 이는 평탄한 영역에서의 경계에 대해서는 등방성 확산으로, 그렇지 않은 영역에 대해서는 경계에 수직인 방향으로만 확산이 일어나는 이방성 확산으로 자유로이 조절하여 적용할 수 있는 장점이 있다. 이를 이용하여 원 영상정보의 손실을 최소화하기 위해 영역에 따라 확산속도와 방향을 적응적으로 조절할 수 있는 알고리즘을 제안하고 기존의 블록효과 제거 알고리즘과 비교 실험을 통하여 제안한 알고리즘의 성능을 평가한다.

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