• 한국전자통신학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.335-343
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• 2024

본 논문은 FMCW LiDAR의 실시간 표적 신호처리 기법에 관해 기술하고 있다. FMCW LiDAR는 높은 검출민감도를 가져 낮은 출력만으로 장거리 측정이 가능하면서도 눈, 비, 안개 등 열악한 환경에서 강건한 검출성능을 가져 자율주행자동차용 차세대 LiDAR로 주목받고 있다. 본 논문은 주파수 영역의 신호처리를 위해 필요한 고속 데이터 획득, 전송 및 병렬 신호처리를 위한 하드웨어 구조에 대해 기술하였다. 획득된 시계열 신호로부터 주파수 특성을 분석하기 위하여, 푸리에 변환 연산을 FPGA로 구현하였다. 변환된 주파수영역 데이터로부터 강건한 표적검출 성능을 확보하기 위한 C-FAR 알고리즘에 대해 기술하였다. 표적의 스펙트럼 신호로부터 주파수 측정값의 해상도를 향상하고, 측정된 주파수 값을 표적의 거리 및 속도 정보로 변환하는 과정에 대해 상세히 기술하였다. 스캐너 2D 위치 및 표적의 거리 정보를 활용하여 3차원 영상으로 변환하고 이를 전시하였다. 제안된 FPGA 구조의 병렬 신호처리 알고리즘 적용을 통하여 FMCW LiDAR의 실시간 표적 신호처리 및 고해상도 영상획득 성능을 확인하였다.

• 수면정신생리
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• 제8권2호
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• pp.121-128
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• 2001

목 적 : 국제수면장애분류(1990) 진단기준, 야간수면다원검사 및 입면잠복기반복검사로 진단된 기면병 환자군에서 각성시 정량화뇌파 소견을 측정하여 그 특성을 연구하고자 하였다. 방 법 : 약물을 복용하지 않은 8명의 기면병 환자군과 성별과 연령이 짝지어진 8명의 정상 대조군의 각성시 뇌파를 측정하여 비교분석하였다. 뇌파는 국제 10/20 체계에 근거하여 측정하였으며, 측정된 뇌파 중 아티팩트(artifact)가 없는 2.5초간의 이포크(epoch)를 24개 선정하여 푸리에 변환(Fourier transformation, FFT)을 한 후 스펙트럼 분석을 시행하였다. 정량화 뇌파의 각주파수 영역(delta, theta, alpha, beta)에서 측정한 절대력(absolute power), 상대력(relative power), 비대칭도(asymmetry), 동시성(coherence) 및 평균 주파수(mean frequency)를 기면병 환자군과 정상대조군 간에 비교분석하였다. 결 과 : 정상 대조군과 비교하여 기면병 환자군에서 나타난 특징적 소견은 다음과 같았다. 1) 알파 주파수 영역의 후두엽 부위($O_1/O_2$), 두정엽 부위($P_3/P_4$), 측두엽 부위($T_5/T_6$)와 베타 주파수 영역의 후두엽 부위($O_1/O_2$)에서 단극성 양반구간 동시성이 감소하였다. 알파 주파수 영역의 좌반구 부위($T_3/T_5$, $C_3/P_3$, $F_3/O_1$)에서 단극성 반구내 동시성이 감소하였다. 2) 델타 주파수 영역의 후두엽 부위($O_1/O_2$)에서 단극성 양반구간 비대칭도가 감소하였다. 3) 베타 주파수 영역의 후두엽 부위($O_2,\;O_z$)에서 단극성 절대력이 감소하였다. 결 론 : 기면병 환자군에서 나타난 동시성의 변화는 각성 상태에서 정상 대조군에 비해 후반 부위의 양반구간 기능적 신경연결과 좌측 반구내 기능적 신경연결이 감소되어 있을 가능성을 시사한다. 따라서, 본 연구 결과는 기면병의 병태생리는 렘수면 유발/정지 세포(REM-on/off cells)가 있는 뇌교와 같은 뇌의 일정 부위만 단순하게 관계하는 것이 아니라 대뇌피질, 피질하 부위 및 뇌간 등 뇌의 여러 부위가 복잡하게 관계할 가능성이 있다는 것을 제시한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권8호
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• pp.253-263
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• 2013

광학측정기법 중 주파수 스캐닝 간섭계는 기존 3차원 측정기법과 비교하여 광학 하드웨어 구조가 측정과정동안 고정되어 있어, 대물렌즈나 대상물체의 수직 스캐닝 없이 단지 광원의 주파수만 특정한 주파수 밴드내에서 스캐닝 하여 대상물체에 주사되므로, 우수한 광학 측정 성능을 보인다. 광원의 주파수를 변경하여 간섭계를 통해 간섭 영상을 획득한 후, 밝기 영상 데이터를 주파수 영역 데이터로 변환하고, 고속 푸리에 변환을 통한 주파수 분석을 이용하여 대상 물체의 높이 정보를 계측한다. 하지만, 대상물체의 광학적 특성에 기인한 광학노이즈와 주파수 스캐닝동안 획득되는 영상의 수에 따라 증가하는 영상처리시간은 여전히 주파수 스캐닝 간섭계의 문제이다. 이를 위해, 1) 편광기반 주파수 스캐닝 간섭계가 광학 노이즈에 대한 강인성을 확보하기 위해 제안되어진다. 시스템은 주파수 변조 레이저, 참조 거울 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 대상 물체 앞단의 ${\lambda}/4$ 판, 편광 광분배기, 이미지 센서 앞단의 편광기, 광섬유 광원 앞단의 편광기, 편광 광분배기와 광원의 편광기 사이에 위치하는 ${\lambda}/2$ 판으로 구성된다. 제안된 시스템을 이용하여, 편광을 기반으로한 간섭이미지의 대조대비를 조절할 수 있다. 2) 신호처리 고속화 방법이 간섭계 시스템을 위해 제안되며, 이는 그래픽 처리 유닛(GPU)과 같은 병렬처리 하드웨어와 계산 통합 기기 구조(CUDA)와 같은 프로그래밍 언어로 구현된다. 제안된 방법을 통해 신호처리 시간은 실시간 처리가 가능한 작업시간을 얻을 수 있었다. 최종적으로 다양한 실험을 통해 제안된 시스템을 정확도와 신호처리 시간의 관점으로 평가하였고, 실험결과를 통해 제안한 시스템이 광학측정기법의 실적용을 위해 효율적임을 보였다.

• 수산해양기술연구
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• 제27권1호
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• pp.1-12
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• 1991

적분방식에 의한 어군량추정법을 실험적으로 검증하기 위하여, 실험수조에서 50 kHz와 200 kHz의 주파수를 대상으로 모의어군의 분포밀도와 초음파산란강도의 관계를 검토하고, 또 계량어군탐지기의 정도를 개선하기 위한 문제들에 대하여 고찰을 행한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 어체의 모의표적으로 이용한 steel ball (직영 35mm)의 실측 echo 파형은 이론 echo 파형과 잘 일치하였다. 2. 5 종류의 주파수에 대하여 고등어 (체장 36cm)의 반사주파수특성을 조사한 결과, 측정주파수가 변화함에 따라 어체에 의한 echo 신호의 진폭과 파형이 크게 변동하고 있음을 알 수 있었다. 3. 송수파기의 음속 내에서 5개/m 상(3)와 30개/m 상(3)의 표적 군이 서로 상하로 존재할 때, 상부 표적군의 존재에 의해 하부 표적군의 echo level이 -0.43 dB 감쇠하는, 소위 그늘효과(shadowing effect)가 발생하였다. 4. 동지나해에서 정박 중에 탐지한 고밀도 어군의 echo신호와 그 어군직하의 해저에서 산란된 echo 신호를 상호 연관시켜 분석한 결과, 어군층내에서 발생한 어군감쇠와 다중산란효과가 해저 echo 신호의 변동에 큰 영향을 미치고 있음을 알 수 있었다. 5. 정치망의 원통에 인망한 정어리의 단위체적당에 대한 분포밀도가 36마리/m 상(3)였을 때, 해저기녹이 소실되는 어군감쇠현상과, 어군 echo 신호가 해저까지 신장되는 다중산란현상이 동시에 발생하였다. 6. 50kHz와 200kHz의 주파수에서 표적군의 평균체적산란강도(:dB)와 표적의 분포밀도($\rho$:개/m 상(3))의 간에 다음의 회귀직선식을 얻었다. 50kHz : =-46.2+13.7 Log($\rho$). 200kHz : =-43.9+13.4 Log($\rho$). 7. 표적의 분포밀도가 5, 10, 15, 20, 25, 30 개/m 상(3)였을 때, 적분방식에 의한 추정치는 50kHz에서 2.0, 8.1, 9.9, 14.1, 19.2, 26.7 개/m 상(3)이었고, 200kHz에서는 2.0, 8.0, 9.1, 15.0, 20.1, 24.1 개/m 상(3)이었으며, 단위체적당에 분포하는 표적의 수가 많을수록, 그 추정치의 정도가 높아지는 경향을 나타내었다. 또한, 양주파수에서 분포밀도의 추정치는 실제보다 약 30%정도 과소추정되었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제23권1호
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• pp.9-16
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• 2002

국부적 근 피로는 근전도 신호의 저주파역으로의 천이, 특히 중앙주파수의 감소로 특징된다. 여러 운동각도(0$^{\circ}$, 12$^{\circ}$, 36$^{\circ}$, 72$^{\circ}$)에서 등척성 요추신전운동을 수행하는 동안 근 피로에 따른 근전도 신호의 중앙주파수와 토크의 특성을 살펴보고자 총 20명 (평균 연령 24.35$\pm$2.70세)의 건강i한 피검자를 대상으로 본 실험연구를 수행하였다. 근전도 신호로부터 FFT를 사용하여 중앙주파수를 추출하였으며 선형회귀분석을 통해서 시간에 따른 초기중앙주파수의 초기값과 기울기를 계산하였다. 중앙주파수의 기울기와 토크의 기울기에 대한 상관관계를 정량화하기 위해서 피어슨 상관계수를 적용하였다 중앙주파수의 기울기(p〈0.656)나 v-절편(p〈0.609), 피로지수(p〈0.555)에서는 요추의 각도 타이에 영향을 받지 않아 유의한 차이가 없었으며. 토크의 기울기. 피로지수 역시 유의한 차이가 없었으나, 토크의 ｙ-절편에서는 차이(p〈0.04)가 나타나서, 근육의 길이 증가와 자세변화가 토크에 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한, 개인간의 중앙주파수와 토크의 기울기에는 상관관계가 낮았으나, 개인 내에서 중앙주파수와 토크의 시계열 변화에는 유의한 상관관계(0.682)가 있음을 알 수 있었다.