Background and Purpose: We have studied the trends of EEG signals in the voluntary breathing condition by applying the fractal analysis. According to chaos theory, irregularity of EEG signals can result from low dimensional deterministic chaos. A principal parameter to quantify the degree of Chaotic nonlinear dynamics is correlation dimension. The aim of this study was to analyze correlation between the correlation dimension of EEG and HRV(heart rate variability). We have studied the trends of EEG signals in the voluntary breathing condition by applying the fractal analysis. Methods: EEG raw data were measured by moving windows during 15 minutes. Then, the correlation dimension(D2) was calculated by each 40-seconds-segment in 15 minutes data, totally 36 segments. 8 channels EEG study on the Fp, F, T, P was carried out in 30 subjects. Results and Conclusion: Correlation analysis of HRV was calculated with deterministic non-linear data and stochastic non-linear data. 1. Ch1(Fp1), Ch4(F3), Ch4(F4) is positive correlated with In LF. 2. Ch1(Fp1), Ch3(F3) is positive correlated with In TF.
신경망은 분산된 비선형 처리구조와 학습능력 때문에 높은 차수의 비선형 동특성 구현능력을 갖고 있으므로 비정적 신호에 대한 적응예측을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 방법 (비선형 모듈구조와 비선형과 선형모듈이 직렬로 연결된 예측구조)으로 비정적 신호의 비선형 예측을 다루고 있다. 완전 궤환된 리커런트 신경망과 기존의 TDL(tapped-delay-line) 필터가 비선형과 선형모듈로 각각 사용되었다. 제안된 예측기의 동특성은 카오스 시계열과 음성신호에 대해 시험하였으며, 예측성능의 상대적인 비교를 위해 기존의 ARMA(autoregressive moving average) 구조의 선형 예측모델과 비교하였다. 실험결과에 의하면 신경망을 이용한 적응 예측기는 선형 예측기보다 예측성능이 훨씬 우수하였으며, 특히 직렬구조의 예측기는 신호가 크게 변화하는 시계열의 예측에 효과적으로 사용할 수 있음을 확인하였다.
본 논문에서는 전송선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 동기화 방법 및 암호화 통신 방법에 대하여 연구하였다 두 개의 동일한 Chua 회로에 전송 선로를 두어 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동-결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였으며, 이동기화된 회로에 암호 통신방법을 적용하여 송신부에서 가산기에 의한 정보 신호와 카오스 신호를 합성하고 수신부에서 정보 신호와 카오스 신호를 분리하는 복조 방법을 제시하였으며, 선로 중간에서 정보 신호를 도청한 것과 수신부에서 복원된 신호를 비교하여 암호화 통신의 성능을 검증하였다.
본 논문에서는 손실 전송선로를 가진 Chua 회로에서의 카오스 동기화 방법 및 비밀 통신 방법에 대하여 연구하였다. 두 개의 동일한 Chua 회로에 전송 선로를 두어 손실 전송로를 구성한 후 송신부와 전송선로 사이는 구동결합 동기 이론을, 전송선로와 수신부 사이는 결합 동기 이론을 적용한 동기화 방법을 제시하였으며, 이 동기화된 회로에 비밀 통신 방법을 적용하여 송신부에서 가산기에 의한 정보 신호와 카오스 신호를 합성하고 수신부에 정보 신호와 카오스를 분리하는 복조 방법을 제시하였으며, 선로 중간에서 정보 신호를 도청한 것과 수신부에서 복원된 신호를 비교하여 비밀 통신의 성능을 검증하였다. 또한 송신부의 각각의 파라미터(키신호)가 불일치하는 경우의 복조 성능을 알아보았다.
In this paper, new Partial Discharge (PD) detection technique using Pockels cell was proposed and considerable apparent chaotic characteristics were discussed. For this purpose, PD was generated from needle-plane electrode in air and detected by optical measuring system using Pockels cell, based on Mach-Zehnder interferometer, consisting of He-Ne laser, single mode optical fiber, 50/50 beam splitter and photo detector. A qualitative analysis was carried out by drawing Return map for the normalized time series of the detected PD signals. The results are as follows:(a) Fixed points, between 0.7 and 1.0, are appeared clearly in the right upper area of the return map as the increase in the number of obtained data.(b) Considerable periodicity have been remarked even though exact period and length can not be determined.(c) The self-similarity can be also observed inasmuch as the late paths do not follow the previous ones. Accordingly, exact quantitative analysis such as embedding dimension, fractal dimension, and Lyapunov exponents should be carried out for deducing the quantitative properties regarding PD phenomena.
Chua 발진기는 카오스 어트렉터와 분기현상을 나타내는 가장 간단한 전자회로이다. Chua 발진기는 2개의 캐패시터, 1개의 인덕터, 2개의 선형 저항, 그리고 1개의 비선형 저항으로 구성된다. Chau 발진기가 카오스 신호를 나타내기 위해서는 비선형 저항이 6개의 다른 전압 전류의 특성을 가져야만 한다. 본 연구에서는 Chua 발진기에서 사용하는 다앙한 형태의 비선형 저항을 Op-Amp와 저항만을 사용하여 설계하는 방법으로 하드웨어로 제작하였으며, Chua 발진기 회로에 적용하여 다양한 형태의 카오스 어트렉터를 PSPICE로 구현하였다.
Quantifying dynamic stability is important to assessment of falling risk or functional recovery for leg injured people. Human locomotion is complex and known to exhibit nonlinear dynamical behaviors. The purpose of this study is to quantify major joints of the body using chaos analysis during walking. Time series of the chaotic signals show how gait patterns change over time. The gait experiments were carried out for ten young males walking on a motorized treadmill. Joint motions were captured using eight video cameras, and then three dimensional kinematics of the neck and the upper and lower extremities were computed by KWON 3D motion analysis software. The correlation dimension and the largest Lyapunov exponent were calculated from the time series to quantify stabilities of the joints. This study presents a data set of nonlinear dynamic characteristics for eleven joints engaged in normal level walking.
We tested the capability of Pointwise Correlation Dimension(PD2), Approximate Entropy (ApEn) and LZ complexity, as alternative measures of a biological signal. For this purpose, we analyzed standard data and a healthy child's 24-hour heart rate variability. Our conclusion is as follows. First, PD2, ApEn and LZ complexity can be used for discerning chaotic attractor, white noise, and periodic signal. Second, these measures show different characteristics on day and night. Third, these measures can be used for detecting time-varying characteristics of biological signals.
Canonical Chua's circuit is a simple electronic circuit which exhibits a variety of bifurcation phenomena and attractors. It consists of two capacitors, an inductor, two linear resistors, and a nonlinear resistor. When the circuit exhibits chaotic signals, the nonlinear resistor of canonical Chua's circuit may have three different voltage - current characteristics. In this paper, the design methodology for practical implementation of the nonlinear resistors which have all these characteristics is described. In addition, the effectiveness of result is shown by not only the MATLAB simulation but also the PSPICE simulation.
In this paper, a discrete-time S-dimensional chaos circuit (S = 1,2,3,4,...) with array structure is proposed. By employing array structure which consists of 1-dimensional chaos circuits, the proposed circuit can achieve long working-life. This feature is favorable to exploit as a building block of chaos application systems to get into home electric appliances. Further more, the proposed circuit synthesized using switched-current (SI) techniques is suitable for integration. Concerning the proposed circuit, SPICE simulations are performed. SPICE simulations showed that the proposed circuit can generate the chaotic signals in spite of the fault of the building blocks of the proposed circuit. The proposed circuit is integrable by a standard BiCMOS technology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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