• 대한수학회지
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• 제56권3호
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• pp.689-701
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• 2019

We study the recovery results of ${\ell}_p$-constrained compressive sensing (CS) with $p{\geq}1$ via robust width property and determine conditions on the number of measurements for standard Gaussian matrices under which the property holds with high probability. Our paper extends the existing results in Cahill and Mixon from ${\ell}_2$-constrained CS to ${\ell}_p$-constrained case with $p{\geq}1$ and complements the recovery analysis for robust CS with ${\ell}_p$ loss function.

• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.63-68
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• 2014

본 논문에서는 멀티콥터의 효율적 영상 전송을 위해 필요한 압축센싱 기법을 제안한다. 제안된 구조는 압축센싱에 기반한 데이터 용량을 줄이는 것에 중점을 둔다. 우선 Spectrum sensing의 기본원리를 설명하고 AMP(Approximate Message Passing)와 CoSaMP(Compressive Sampling Matched Pursuit)을 수학적 분석과 모의실험 결과를 통해서 비교한다. 또한 두 알고리즘을 계산시간과 복잡도 관점에서 평가하고 멀티콥터 동작에 적합한 알고리즘을 제안한다. 본 논문의 실험결과는 AMP 알고리즘이 CoSaMP 알고리즘보다 계산시간이 적고 이미지 에러 확률도 낮다는 것을 보여준다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제11권9호
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• pp.4418-4437
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• 2017

In this paper a three-phase secure compressive sensing (CS) and received signal strength (RSS) based target localization approach is proposed to mitigate the effect of malicious node attack. RSS measurements are first arranged into a group of subsets where the same measurement can be included in multiple subsets. Intermediate target position estimates are then produced using individual subsets of RSS measurements and the CS technique. From the intermediate position estimates, the residual error vector and residual error square vector are formed. The least median of residual error square is utilized to define a verifier parameter. The selected residual error vector is utilized along with a threshold to determine whether a node or measurement is under attack. The final target positions are estimated by using only the attack-free measurements and the CS technique. Further, theoretical analysis is performed for parameter selection and computational complexity evaluation. Extensive simulation studies are carried out to demonstrate the advantage of the proposed CS-based secure localization approach over the existing algorithms.

• 한국통신학회논문지
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• 제38C권11호
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• pp.1029-1043
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• 2013

CS(Compressed Sensing)는 오늘날 신호 처리 영역에서 많은 주목을 받고 있는 이론 중의 하나이다. 이 CS 분야에서 효과적인 복구 알고리즘을 설계하는 것은 가장 큰 도전적 연구 중의 하나로 인식되고 있다. 이에 따라 다양한 복구 알고리즘이 많은 문헌을 통해서 제안 되었으며 최근에 Maleki와 Donoho에 의해 제안된 AMP(Approximation Message Passing) 알고리즘은 기존에 제시된 알고리즘에 비해 간단한 구조를 가지고 있지만 좋은 성능을 보여줌으로써 상당한 주목을 받고 있다. 기존의 (BP) Belief Propagation 알고리즘은 오직 희소(Sparse) 센싱 행렬에서만 좋은 성능을 보여 준 것에 반해, AMP 알고리즘은 밀집(Dense) 센싱 행렬에 기초를 둔 Belief Propagation 알고리즘임에도 불구하고 이와 비슷한 성능을 보여준다. 본 논문은 다양한 영역에서 AMP 알고리즘이 적용되기 위하여 이에 대한 지침 및 기존의 고전적 Message Passing 알고리즘과의 관계에 대해 분석하였다. 또한 기존의 알고리즘과의 비교 분석을 통해 AMP 알고리즘의 우수성을 제시하였다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제3권1호
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• pp.10-18
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• 2014

From the perspective of reducing the sampling cost of color images at high resolution, block-based compressive sensing (CS) has attracted considerable attention as a promising alternative to conventional Nyquist/Shannon sampling. On the other hand, for storing/transmitting applications, CS requires a very efficient way of representing the measurement data in terms of data volume. This paper addresses this problem by developing a measurement-coding method with the proposed customized Huffman coding. In addition, by noting the difference in visual importance between the luma and chroma channels, this paper proposes measurement coding in YCbCr space rather than in conventional RGB color space for better rate allocation. Furthermore, as the proper use of the image property in pursuing smoothness improves the CS recovery, this paper proposes the integration of a low pass filter to the CS recovery of color images, which is the block-based ${\ell}_{20}$-norm minimization. The proposed coding scheme shows considerable gain compared to conventional measurement coding.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제10권6호
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• pp.2748-2766
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• 2016

Compared with traditional patch-based sparse representation, recent studies have concluded that group-based sparse representation (GSR) can simultaneously enforce the intrinsic local sparsity and nonlocal self-similarity of images within a unified framework. This article investigates an accelerated split Bregman method (SBM) that is based on GSR which exploits image compressive sensing (CS). The computational efficiency of accelerated SBM for the measurement matrix of a partial Fourier matrix can be further improved by the introduction of a fast Fourier transform (FFT) to derive the enhanced algorithm. In addition, we provide convergence analysis for the proposed method. Experimental results demonstrate that accelerated SBM is potentially faster than some existing image CS reconstruction methods.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권3호
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• pp.288-296
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• 2022

We propose and experimentally demonstrate a novel photonic compressive sensing (CS) scheme for acquiring sparse radio frequency signals with adjustable compression ratio in this paper. The sparse signal to be measured and a pseudo-random binary sequence are modulated on consecutively connected chirped pulses. The modulated pulses are compressed into short pulses after propagating through a dispersive element. A programmable optical filter based on spatial light modulator is used to realize spectral segmentation and demultiplexing. After spectral segmentation, the compressed pulses are transformed into several sub-pulses and each of them corresponds to a measurement in CS. The major advantage of the proposed scheme lies in its adjustable compression ratio, which enables the system adaptive to the sparse signals with variable sparsity levels and bandwidths. Experimental demonstration and further simulation results are presented to verify the feasibility and potential of the approach.

• 전자공학회지
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• 제41권6호
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• pp.18-26
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• 2014

신호의 표현과 압축은 밀접하게 연관되어 있다. 만약 매우 효과적인 신호 표현 방식을 찾을 수 있다면 매우 높은 비율로 신호 압축이 가능하다. 또한 효과적인 신호 표현 방식을 통해 우수한 성능과 낮은 복잡도를 갖는 신호 추정 방식을 유도할 수도 있다. 효과적인 신호 표현 방식은 대상 신호 자체의 성질과 관련되어 있다. 영상 신호등 매우 일반적인 신호가 적절한 변환을 통해 산재된 신호(sparse signal)가 될 수 있음을 많은 연구를 통해 볼 수 있다. 이러한 사실이 compressive sensing(CS)의 기반이다. 즉 신호가 어떠한 변환을 통해 산재된 신호로 표현될 수 있다면 매우 적은 수의 샘플로 이러한 신호를 알아낼 수 있다는 것을 Donoho와 Candes 등이 보였고 이것이 가능한 다양한 조건에 등에 대해 연구되었다. CS는 신호 처리에 근본적인 문제인 효과적인 신호 표현 방식에 직접 연관되어 매우 다양한 분야에 적용될 수 있다. 이 논문에서 CS의 기본적인 개념을 소개한 후 CS가 레이더 신호 처리에 어떻게 도움이 될 수 있는지 살펴본다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권12호
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• pp.746-755
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• 2014

압축센싱은 신호의 성긴 (Sparse) 성질을 활용하여 Nyquist 표본화율 보다 낮은 측정 율만으로도 신호의 완벽 복원이 가능하다는 측면에서 새로운 샘플링 기술로 주목 받고 있다. 블록기반의 압축센싱 기술을 사용하여 영상을 샘플링 하는 경우, 측정신호 영역에서도 공간 영역의 유사도가 보존되므로, 본 논문에서는 블록기반 압축센싱 기술을 사용하여 획득한 자연영상의 측정 신호에 대한 새로운 부호화 기술을 제안한다. 측정신호 간 유사성을 제거하기 위해 이산 웨이블릿 변환(DWT)을 적용한 후, 각 DWT 계수에 적절한 양자화를 수행한다. 이를 통해, 측정 신호 내의 중복성을 제거하고, 측정 신호의 비트 율 또한 절약할 수 있었다. 실험 결과, 기존의 블록기반 평활 Projected Landweber 알고리즘에 스칼라 양자화를 적용한 방법, DPCM 방법을 적용한 방법, 그리고 Multihypothesis 기반 블록기반 평활알고리즘에 DPCM을 적용한 방법과 비교할 때, 제안방법의 PSNR이 각각 최대 4dB, 0.9dB, 그리고 2.5dB 더 높은 성능을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권10호
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• pp.118-128
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• 2015

압축센싱 기술이 직면하고 있는 두 가지의 도전과제는 복원 알고리즘의 연산 복잡도 개선과 부호화 효율 향상 문제이다. 이에 대한 해결방안으로, 본 논문은 최대 3 가지의 공간 해상도 조절 및 향상된 압축센싱 부호화 성능을 가능하게 하는 공간 스케일러블 Kronecker 압축센싱 구조를 제안한다. 제안 방법의 기저 계층(base layer)에서는 quincunx 샘플링 격자에 기반 하는 듀얼-해상도 센싱 행렬을 사용한다. 해당 센싱 행렬은 낮은 해상도의 영상에 대한 고속-프리뷰(preview) 기능을 가능케 한다. 향상 계층(enhancement layer)에서는 획득한 측정값과 예측 측정값 간의 잔차 측정값을 부호화 한다. 복원과정에서는 기저 계층으로부터 낮은 해상도의 복원 영상을 획득 할 수 있는 반면, 두 개의 계층을 모두 사용하여 복원하는 경우 높은 해상도의 영상을 획득할 수 있다. 실험 결과, 제안하는 구조가 종래의 단일 계층방법 및 다중-해상도 기반 구조에 비해, 2.0bpp일 때 PSNR 성능이 각각 5.75dB 및 5.05dB 더 향상됨을 확인하였다.