• 제목/요약/키워드: 확산방정식

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

  • 황인호;이경훈;김웅희
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권5C호
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    • pp.542-549
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    • 2007
  • 편미분 방정식을 도입하여 새로운 영상처리 기술을 개발하려는 연구가 활발히 진행 중이며, 특히 확산 방정식을 풀어 잡음 제거, 영상 복원, 에지 검출 및 영상 분할 등에 응용할 수 있는 이미지 확산 알고리즘에 관심이 높다. 본 논문에서는 기존의 비등방성 확산 방식이 결국은 커널 크기가 작은 적응 필터링 방식과 동일한 효과를 낸다는 것을 보이고, 확산 과정에서 선형 필터의 단점을 보완할 수 있도록 가중 미디언(WM, Weighted Median) 필터를 적용한 새로운 확산 기법을 제안하였다. 제안된 WM 필터가 비등방성 커널을 갖도록 필터계수에 대응하는 가중치들을 이미지의 국부적인 변화량에 따라 적응적으로 가변할 수 있는 기법을 제안하였다. 뿐만 아니라 반복 과정에서의 확산 속도를 증가할 수 있도록 커널의 크기를 증가시키기 위한 방안도 제시하였다. 실제 영상을 사용한 실험을 통하여 제안된 방식이 기존의 방식에 비해 잡음 제거 (특히 임펄스성 잡음) 특성이나 에지 보존 특성이 더 우수하다는 것을 보였다. 또한 기존의 방식에 비해 확장된 크기를 갖는 커널을 이용함으로써 확산 속도를 높일 수 있다는 것을 보였다.

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

  • 윤민;최영수;이윤동
    • 응용통계연구
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    • 제21권5호
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    • pp.801-811
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    • 2008
  • 확산모형은 금융현상을 모형화하기 위한 방법으로 자주 사용된다. 특히 최근에 제안된 다양한 확산모형들은 정교한 추론방법을 필요로 하게 되고, 이러한 필요성에 따라 정밀도가 높은 여러 가지 추론 방법에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 확률편미분방정식에 의하여 표현되는 확산과정의 추론을 위하여 사용되는 여러 가지 방법 중 우도추론법에 대하여 살펴보게 된다. 다양한 우도추론법 중에서도, 근사적 우도추론법의 일종인 추세계수 국소선형근사법을 중심으로 그 수리적 성질을 검토한다.

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

  • Soon Heung Chang
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제16권1호
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    • pp.21-28
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    • 1984
  • 수치확산을 포함한 truncation오차의 줄임은 수치해석의 중요한 과제가 되어왔다. Stream line방법이 교차수치 확산과 비확산형의 truncation 오차를 제거하기 위하여 고안되었다. 또한, stream line방법과 유한 차분법이 합쳐진 2단계 stream line방법이 비압축성 난류유동의 지배 방정식을 풀기 위하여 고안되었다. 이 방법은 유한 차분법과 비교되었으며, 두 방법 모두 실험자료와 비교되었다. 그리고, 두 방법의 truncation 오차를 비교하기 위하여 truncation 오차 분석이 행해졌다

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

  • Young-IL Jang
    • 한국군사과학기술학회지
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    • 제3권2호
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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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웨어러블 NOx 가스센서의 열유동 해석 (Thermal Flux Analysis for the Wearable NOx Gas Sensors)

  • 장경욱
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.793-799
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    • 2019
  • 본 연구에서는 웨어러블 Fabric(Nylon) + MWCNT 가스센서 내부에서 열확산을 해석하기 위해서 요소해석 프로그램(comsol)을 이용하여 센서 내부에서의 열용량의 확산 과정과 열용량 분포 경도를 확인하였다. 열용량의 확산과정을 해석하기 위해서 가스센서의 구조체에 대하여 이차원으로 모델링을 진행하였으며, 제시된 모델링에 대해서 센서 구성 부분에 대한 특성값을 제시하여 메시 요소법(FEM)을 이용하여 설계된 웨어러블 가스센서에 대해서 열용량이 확산되는 정도와 열용량 경도를 구하기 위해서 지배방정식으로 1계 편미분방정식을 제안하여 해석하였으며, 열속도 전달식을 제안하여 전극층과 가스 검출부의 10[K/mm] 온도 경도를 구하였다.

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

  • 이용진;이남주;류시완;여홍구
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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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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단순 유전 알고리즘에서 단속평형의 지속시간에 대한 연구 (The Duration of Punctuated Equilibria in Simple Genetic Algorithms)

  • 오상엽
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제32권11호
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    • pp.1059-1070
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    • 2005
  • 유전 알고리즘에서 개체군은 지역 최적치에 빠질 수 있지만 긴 지속시간이 지난 후에는 여기에서 빠져나을 수 있으며 이러한 현상을 단속평형 (punctuated equilibrium)이라고 한다. 자연계나 컴퓨터 생태계 (computational ecosystems) 에서 관찰되는 단속평형은 확산 방정식 (diffusion equation)으로 잘 설명된다. 본 연구에서는 단순 유전 알고리즘을 이론적으로 분석하여 개체군의 움직임이 확산 방정식으로 표현될 수 있다는 것을 보인다. 또한 적합도 (fitness) 함수를 단위화 (unitation) 함수로 국한하면 이 분석을 더 구체화하여 유전 알고리즘의 주요 변수들이 이 방정식에 나타나도록 할 수 있다. 이 경우 확산 방정식에 대한 이론적 결과를 이용하면 지역 최적치에서 빠져 나오기까지의 지속시간이 개체군의 크기, 1/(돌연변이 확률), 그리고 지역 최적치의 깊이에 대해 지수적으로 증가한다는 것을 알 수 있다. 이러한 이론적 결과는 이중안정 지형 (bistable landscapes)에서의 시뮬레이션 결과와 일치한다.

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

  • 최종성;최은철;강문기
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2002년도 정기총회 및 학술대회
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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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