• 제목/요약/키워드: Calculation algorithms

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단계별 최적후보를 통한 고속 움직임 예측 알고리즘 (Fast Motion Estimation Algorithm via Optimal Candidate for Each Step)

  • 김종남;문광석
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.62-67
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    • 2017
  • 본 논문에서는 비디오 부호화 모듈에서 중요한 요소인 움직임 예측의 고속 알고리즘을 제안한다. 전영역 탐색 방법의 방대한 계산량으로 인하여 동일한 예측화질을 갖는 고속 움직임 예측 방법들이 연구되어 왔지만 여전히 예측화질향상과 연산량 감축에 대한 연구의 필요성을 가지고 있다. 본 논문에서는 전영역 탐색기반의 방법에 비하여 예측화질은 동일하게 유지하면서 불필요한 계산량을 줄이는 알고리즘을 제안한다. 제안하는 방법은 블록 에러 합을 계산할 때 각 후보지점에서 최소 에러의 가능성을 가진 후보들에게 우선순위를 부여하고, 이들에 대하여 우선적으로 부분 블록 에러 합을 계산한다. 이를 통하여 전체의 최소에러를 갖는 지점을 조기에 찾아내고, 불가능한 후보들을 더 빨리 제거함으로서 불필요한 계산량을 줄이고 계산속도의 향상을 얻는다. 제안한 알고리즘은 전영역 탐색 알고리즘과 같은 예측화질을 갖는 기존의 고속 알고리즘과 비교하여 매우 적은 계산량을 사용한다.

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위상동기신호를 이용한 한전계통의 저주파진동 검출과 고유치해석 (Eigenvalue Analysis and Detection of Low Frequency Oscillation using PMU Data in KEPCO System)

  • 심관식;김상태;김태균;안선주;최준호
    • 전기학회논문지
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    • 제66권2호
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    • pp.261-284
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    • 2017
  • This paper describes the results of a low-frequency oscillation analysis using data measured in PMU installed in the KEPCO system, and the comparison with eigenvalues computed from the linear model. The dominant oscillation modes are estimated by applying various algorithms. The algorithms are: the extended Prony method; multiple time interval parameter estimation method; subspace system identification method; and spectral analysis. From the measurement data, modes of frequency 0.68[Hz] and 0.92[Hz] were estimated, and modes of frequency 0.63[Hz] and 0.80[Hz] were computed from the eigenvalue calculation. There was a difference between the mode estimated from measurement data and that from the linear model. This is possibly because of an error in the dynamic data of the KEPCO system used in eigenvalue calculation. Because wide area modes exist in the KEPCO system, these modes should be monitored continuously for the reliable operation of the system. In order to prevent total blackouts caused by wide area oscillation, moreover, contingency analysis should be performed in relation to this mode and appropriate measures should be established.

Skin Dose Comparison of CyberKnife and Helical Tomotherapy for Head-and-Neck Stereotactic Body Radiotherapy

  • Yoon, Jeongmin;Park, Kwangwoo;Kim, Jin Sung;Kim, Yong Bae;Lee, Ho
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제30권1호
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    • pp.1-6
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    • 2019
  • Purpose: This study conducts a comparative evaluation of the skin dose in CyberKnife (CK) and Helical Tomotherapy (HT) to predict the accurate dose of radiation and minimize skin burns in head-and-neck stereotactic body radiotherapy. Materials and Methods: Arbitrarily-defined planning target volume (PTV) close to the skin was drawn on the planning computed tomography acquired from a head-and-neck phantom with 19 optically stimulated luminescent dosimeters (OSLDs) attached to the surface (3 OSLDs were positioned at the skin close to PTV and 16 OSLDs were near sideburns and forehead, away from PTV). The calculation doses were obtained from the MultiPlan 5.1.2 treatment planning system using raytracing (RT), finite size pencil beam (FSPB), and Monte Carlo (MC) algorithms for CK. For HT, the skin dose was estimated via convolution superposition (CS) algorithm from the Tomotherapy planning station 5.0.2.5. The prescribed dose was 8 Gy for 95% coverage of the PTV. Results and Conclusions: The mean differences between calculation and measurement values were $-1.2{\pm}3.1%$, $2.5{\pm}7.9%$, $-2.8{\pm}3.8%$, $-6.6{\pm}8.8%$, and $-1.4{\pm}1.8%$ in CS, RT, RT with contour correction (CC), FSPB, and MC, respectively. FSPB showed a dose error comparable to RT. CS and RT with CC led to a small error as compared to FSPB and RT. Considering OSLDs close to PTV, MC minimized the uncertainty of skin dose as compared to other algorithms.

Dosimetric Comparison between Varian Halcyon Analytical Anisotropic Algorithm and Acuros XB Algorithm for Planning of RapidArc Radiotherapy of Cervical Carcinoma

  • Mbewe, Jonathan;Shiba, Sakhele
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제32권4호
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    • pp.130-136
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    • 2021
  • Purpose: The Halcyon radiotherapy platform at Groote Schuur Hospital was delivered with a factory-configured analytical anisotropic algorithm (AAA) beam model for dose calculation. In a recent system upgrade, the Acuros XB (AXB) algorithm was installed. Both algorithms adopt fundamentally different approaches to dose calculation. This study aimed to compare the dose distributions of cervical carcinoma RapidArc plans calculated using both algorithms. Methods: A total of 15 plans previously calculated using the AAA were retrieved and recalculated using the AXB algorithm. Comparisons were performed using the planning target volume (PTV) maximum (max) and minimum (min) doses, D95%, D98%, D50%, D2%, homogeneity index (HI), and conformity index (CI). The mean and max doses and D2% were compared for the bladder, bowel, and femoral heads. Results: The AAA calculated slightly higher targets, D98%, D95%, D50%, and CI, than the AXB algorithm (44.49 Gy vs. 44.32 Gy, P=0.129; 44.87 Gy vs. 44.70 Gy, P=0.089; 46.00 Gy vs. 45.98 Gy, P=0.154; and 0.51 vs. 0.50, P=0.200, respectively). For target min dose, D2%, max dose, and HI, the AAA scored lower than the AXB algorithm (41.24 Gy vs. 41.30 Gy, P=0.902; 47.34 Gy vs. 47.75 Gy, P<0.001; 48.62 Gy vs. 50.14 Gy, P<0.001; and 0.06 vs. 0.07, P=0.002, respectively). For bladder, bowel, and left and right femurs, the AAA calculated higher mean and max doses. Conclusions: Statistically significant differences were observed for PTV D2%, max dose, HI, and bowel max dose (P>0.05).

효과적인 조기 중단 기법을 위한 변형된 3단계 탐색 움직임 추정 알고리즘 (Modified 3-step Search Motion Estimation Algorithm for Effective Early Termination)

  • 양현철;이성수
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제47권7호
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    • pp.70-77
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    • 2010
  • 움직임 추정은 동영상 압축에서 가장 많은 연산량을 차지하는 부분으로 막대한 연산량을 줄이기 위한 많은 고속 탐색 기법이 제안되어 왔다. 움직임 추정에서 가장 많은 연산량을 차지하는 SAD (sum-of-absolute difference) 계산의 경우, 연산량을 줄이기 위해 SAD 계산 중간에 지금까지 계산된 중간값이 지금까지 찾아진 최소 SAD를 넘을 경우 더 이상의 SAD 계산을 중단하고 다음 탐색으로 넘어가는 조기 중단 기법이 많이 사용되고 있다. 본 논문에서는 대표적인 고속 탐색 기법인 3단계 탐색기법을 변형하여 조기 중단이 자주 일어나도록 탐색 위치의 탐색 순서만을 적응적으로 재배열하는 움직임 추정 기법을 제안하였다. 모의 실험 결과, 제안하는 움직임 추정 기법은 추가 연산량이 거의 없이 기존의 3단계 탐색 기법에 비해 동일한 성능을 유지하면서 연산량을 17~30% 감소시켰다.

Improvement of Calculation Accuracy in the Electron Monte Carlo Algorithm with Optional Air Profile Measurements

  • Sung, Jiwon;Jin, Hyeongmin;Kim, Jeongho;Park, Jong Min;Kim, Jung-in;Choi, Chang Heon;Chun, Minsoo
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제31권4호
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    • pp.163-171
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    • 2020
  • Purpose: In this study, the accuracies of electron Monte Carlo (eMC) calculation algorithms were evaluated to determine whether electron beams were modeled by optional air profiles (APs) designed for each applicator size. Methods: Electron beams with the energies of 6, 9, 12, and 16 MeV for VitalBeam (Varian Medical System, Palo Alto, CA, USA) and 6, 9, 12, 16, and 20 MeV for Clinac iX (Varian Medical System) were used. Optional APs were measured at the source-to-detector distance of 95 cm with jaw openings appropriate for each machine, electron beam energy, and applicator size. The measured optional APs were postprocessed and converted into the w2CAD format. Then, the electron beams were modeled and calculated with and without optional APs. Measured profiles, percentage depth doses, penumbras with respect to each machine, and energy were compared to calculated dose distributions. Results: For VitalBeam, the profile differences between the measurement and calculation were reduced by 0.35%, 0.15%, 0.14%, and 0.38% at 6, 9, 12, and 16 MeV, respectively, when the beams were modeled with APs. For Clinac iX, the differences were decreased by 0.16%, -0.31%, 0.94%, 0.42%, and 0.74%, at 6, 9, 12, 16, and 20 MeV, respectively, with the insertion of APs. Of note, no significant improvements in penumbra and percentage depth dose were observed, although the beam models were configured with APs. Conclusions: The accuracy of the eMC calculation can be improved in profiles when electron beams are modeled with optional APs.

폐암의 세기조절방사선치료에서 PBC 알고리즘과 AAA 알고리즘의 비교연구 (Comparison of Intensity Modulated Radiation Therapy Dose Calculations with a PBC and AAA Algorithms in the Lung Cancer)

  • 오세안;강민규;예지원;김성훈;김기환;김성규
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제23권1호
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    • pp.48-53
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    • 2012
  • 방사선치료계획장치에서 선량계산을 위해 PBC 알고리즘(pencil beam convolution)은 가장 널리 사용되고 있다. Varian (Varian Medical System, Palo Alto, CA)사는 광자의 선량 계산을 위해서 AAA 알고리즘을 새롭게 선량계산모델로 탑재하였다. 본 연구는 폐와 같은 저밀도 영역에 종양부위가 있는 환자를 대상으로 세기조절방사선치료를 시행할 경우에 PBC 알고리즘과 AAA 알고리즘으로 계산했을 때 차이를 정량적으로 알고자 하는데 목적이 있다. 두 알고리즘의 정량적 분석을 위해서 Eclipse planning system과 I'mRT matrixx (IBA, Schwarzenbruck, Germany)를 사용하였다. 또한 두 알고리즘으로 계산된 선량과 실제 측정된 선량의 차이를 확인하기 위해서 인체모형펜텀(Alderson Rando phantom)속에 TLD-100 (LiF)을 위치 시켰다. 종양부위 주위의 중요장기인 trachea, esophagus, lung, PRV spinal cord의최대선량, 평균선량, 최소선량은 알고리즘의 변화에 따라서 거의 변화가 없었으나, PTV의 V95는 PBC와 비교하여 AAA가 약 6% 감소하는 결과를 얻었다. 이러한 결과는 I'mRT matrixx를 이용하여 저밀도를 가지는 폐의 위치에서 확연하게 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 인체모형펜텀(Alderson Rando phantom)과 TLD-100 (LiF)을 이용한 계산선량과 실제 측정치의 결과는 PBC 알고리즘은 평균 4.6%의 차이를 보였으며, AAA 알고리즘은 평균 2.7%의 차이를 보였다. 이 결과로 저밀도를 가지는 폐암에서의 세기조절방사선치료를 시행할 경우에 PBC 알고리즘보다 AAA 알고리즘이 더 유효함을 알 수 있다.

실감 영상을 위한 압축 센싱 기법 (Novel Compressed Sensing Techniques for Realistic Image)

  • 이선의;정국현;김진영;박구만
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제9권3호
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    • pp.59-63
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    • 2014
  • 본 논문에서는 3D 방송의 기본적인 원리를 설명하고 압축 센싱(Compressed Sensing) 기술을 적용하여 3D 방송의 데이터 용량을 줄이는 방식을 제안한다. 샘플링 이론과 압축 센싱 기술의 차이점을 설명하고 개념과 동작원리를 설명한다. 최근 제안된 압축 센싱의 복원 알고리즘인 SS-CoSaMP(Single-Space Compressive Sampling Matched Pursuit) 와 CoSaMP(Compressive Sampling Matched Pursuit)를 소개하고 이를 이용하여 데이터를 압축 복원하여 정확도를 비교한다. 두 알고리즘의 다양한 이미지 복원을 수행하고 계산시간을 비교한다. 결론적으로 낮은 복잡도를 갖는 3D 방송에 적합한 알고리즘을 판단한다.

필드모델에서 연료소모에 기초한 화학적 화염높이 산정 (Estimation of Chemical Flame Height based on Fuel Consumption in a Fire Field Model)

  • 김성찬
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제30권2호
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    • pp.92-97
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    • 2016
  • 본 연구는 필드모델에서 소모된 연료에 기초하여 화학적 화염높이를 산정하기 위한 방법을 검토하고자 한다. 높이 방향으로 HRRPUL의 누적값과 연료농도에 따른 계산 알고리즘을 FDS 해석결과에 적용하였으며 평균화학적 화염높이는 알고리즘을 적용한 순간화염높이의 시간평균을 통해 산정하였다. 연료농도에 기초한 평균화염높이는 HRRPUL의 누적값에 의해 계산된 화염높이와 10% 이내의 상향예측범위에서 일치된 결과를 보였다. 이러한 연구는 전산화재해석모델에서 정량적인 화염높이를 산정하고 보다 상세한 화재거동특성을 이해하는데 기여하고자 한다.

무인차량의 자동주차 알고리즘 개발 (Development of Auto-Parking Algorithm for Driving in Urban)

  • 조경환;정진욱
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권5호
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    • pp.2360-2366
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    • 2011
  • 무인차량의 주행은 각종 센서를 이용한 차량제어시스템, 항법시스템, 장애물시스템, 통합시스템의 4가지 서브 시스템으로 구성 되어있다. 본 연구는 비접촉 거리측정 장치인 레이저스캐너를 이용하여 무인차량의 평행주차 및 직각주차 알고리즘 개발을 목적으로 하였다. 이 알고리즘을 검증하기 위하여 GPS와 차량에 6대의 레이저스캐너를 장착하여 이용하였고, 레이저스캐너를 이용한 위치 계산의 오차를 줄이기 위해 타이어 미끄러짐을 최소로 할 수 있도록 5km/h로 차량의 이동 속도를 제한하였다.