• 제목/요약/키워드: Fixed-point optimization

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MPEG-2 AAC 복호화기 모들의 하드웨어 설계 (Hardware design of the MPEG-2 AAC Decoder Module)

  • 우광희;김수현;홍민철;차형태
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.113-118
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    • 2001
  • 본 논문에서는 VHDL을 이용하여 MPEG-2 AAC 복호화기에 사용되는 필수 모듈을 구현하였다. AAC 복호화기에는 허프만 복호화기, 역양자화기, 고해상도 필터뱅크 등의 툴들이 필수적으로 사용된다. 8진 트리 검색 알고리즘을 사용하여 고속의 허프만 복호화기를 설계하였고, IFFT를 이용하여 필터뱅크의 연산량을 줄였다. 또한, 고정소수점 방식의 하드웨어에서 역양자화기의 지수연산을 위하여 미리 계산된 값을 테이블로 처리하였고, 테이블의 크기를 줄이기 위하여 선형보간법을 사용하였다. 최적화를 통해 하드웨어로 구현된 각 모듈은 낮은 클럭 주파수에서 실시간 동작할 수 있고, 시스템의 크기를 작게 할 수 있다.

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Routing Protocol for Wireless Sensor Networks Based on Virtual Force Disturbing Mobile Sink Node

  • Yao, Yindi;Xie, Dangyuan;Wang, Chen;Li, Ying;Li, Yangli
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권4호
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    • pp.1187-1208
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    • 2022
  • One of the main goals of wireless sensor networks (WSNs) is to utilize the energy of sensor nodes effectively and maximize the network lifetime. Thus, this paper proposed a routing protocol for WSNs based on virtual force disturbing mobile Sink node (VFMSR). According to the number of sensor nodes in the cluster, the average energy and the centroid factor of the cluster, a new cluster head (CH) election fitness function was designed. At the same time, a hexagonal fixed-point moving trajectory model with the best radius was constructed, and the virtual force was introduced to interfere with it, so as to avoid the frequent propagation of sink node position information, and reduce the energy consumption of CH. Combined with the improved ant colony algorithm (ACA), the shortest transmission path to Sink node was constructed to reduce the energy consumption of long-distance data transmission of CHs. The simulation results showed that, compared with LEACH, EIP-LEACH, ANT-LEACH and MECA protocols, VFMSR protocol was superior to the existing routing protocols in terms of network energy consumption and network lifetime, and compared with LEACH protocol, the network lifetime was increased by more than three times.

Optimization of Gaussian Mixture in CDHMM Training for Improved Speech Recognition

  • Lee, Seo-Gu;Kim, Sung-Gil;Kang, Sun-Mee;Ko, Han-Seok
    • 음성과학
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    • 제5권1호
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    • pp.7-21
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    • 1999
  • This paper proposes an improved training procedure in speech recognition based on the continuous density of the Hidden Markov Model (CDHMM). Of the three parameters (initial state distribution probability, state transition probability, output probability density function (p.d.f.) of state) governing the CDHMM model, we focus on the third parameter and propose an efficient algorithm that determines the p.d.f. of each state. It is known that the resulting CDHMM model converges to a local maximum point of parameter estimation via the iterative Expectation Maximization procedure. Specifically, we propose two independent algorithms that can be embedded in the segmental K -means training procedure by replacing relevant key steps; the adaptation of the number of mixture Gaussian p.d.f. and the initialization using the CDHMM parameters previously estimated. The proposed adaptation algorithm searches for the optimal number of mixture Gaussian humps to ensure that the p.d.f. is consistently re-estimated, enabling the model to converge toward the global maximum point. By applying an appropriate threshold value, which measures the amount of collective changes of weighted variances, the optimized number of mixture Gaussian branch is determined. The initialization algorithm essentially exploits the CDHMM parameters previously estimated and uses them as the basis for the current initial segmentation subroutine. It captures the trend of previous training history whereas the uniform segmentation decimates it. The recognition performance of the proposed adaptation procedures along with the suggested initialization is verified to be always better than that of existing training procedure using fixed number of mixture Gaussian p.d.f.

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모양 기반 이미지 분류를 위한 최적의 우세점 추출 (Extraction of Optimal Interest Points for Shape-based Image Classification)

  • 조성택;엄기현
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제30권4호
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    • pp.362-371
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    • 2003
  • 이 논문에서는 이미지 데이타베이스에서 모양 특징 기반 이미지 분류와 인덱싱을 위해 객체의 윤곽선 특성을 고려해 임계값을 동적으로 결정하여 최적 우세점을 추출하는 알고리즘을 제안한다. 동적 임계값결정은 원본 모양의 윤곽선 길이 비와 근사화된 다각형의 둘레 길이 비를 알고리즘 수행시 점진적으로 검사하는 방법을 사용한다. 이 알고리즘은 윤곽선 특징을 반영하여 동적인 임계값 검사를 함으로써 의사점 수를 최대한 줄이며 최소 우세점만으로 모양 특징 정보를 추출할 수 있는 장점을 보인다. 제안한 방법은 객체의 윤곽선을 이루는 n개의 점에서 m개의 최적 우세점을 찾는데 평균 O(nlogn)이 걸린다. 최적화 평가는 7가지 서로 다른 특성을 가지는 70개의 합성 모양과 1,100개의 어류 모양에 대해 알고리즘을 적용하고 피 결과에 대해 평가 함수를 구성하여 수행하였다. 최적화율은 실험 모양들에 대해 평균0.92를 보였으며 기존 알고리즘에 대해 약 14% 최적화 성능 개선을 보였다. 제안한 알고리즘을 통해 추출한 모양 특징 정보는 정규화를 통해 이미지 분류와 인덱싱, 유사도 검색에 활용할 수 있다.

저온 열원 HFC-134a 유기랭킨사이클의 출력 극대화 (Power Optimization of Organic Rankine-cycle System with Low-Temperature Heat Source Using HFC-134a)

  • 백영진;김민성;장기창;이영수;나호상
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제35권1호
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    • pp.53-60
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    • 2011
  • 본 연구에서는 지열발전 등과 같은 저온 열원을 에너지원으로 하는 발전에 응용될 수 있는 HFC-134a 유기랭킨사이클의 출력 극대화를 수행하였다. 기존의 연구와는 달리, 본 연구에서는 열교환기해석에 유한체적법을 적용함으로써 작동유체의 열전달 및 압력강하 특성을 고려하였다. 또한, 열원과 냉각수의 입구온도 및 유량, 그리고 사이클을 구성하는 열교환기들의 총 전열면적을 구속 조건으로 함으로써, 기존 연구들에 비해 보다 현실적인 결과를 얻을 수 있도록 하였다. 사이클의 출력은 3 개의 설계인자를 이용하여 최적화 하였다. 시뮬레이션 결과, 출력을 극대화 시킬 수 있는 설계인자들의 최적조합이 존재함을 보였다. 또한, 출력 향상을 위해서는 증발과정의 개선이 우선적으로 필요함을 보였다.

공간적 접근성 및 통행비용을 고려한 천연가스 충전소 최적 입지선정 모형 (A Model of Location Decisions of Natural Gas Filling Station Considering Spatial Coverage and Travel Cost)

  • 유정훈;이무영;오세창
    • 대한교통학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.145-153
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    • 2008
  • 본 연구에서는 천연가스버스 충전소 위치 선정의 객관성과 효율성을 확보하기 위한 노력의 일환으로 공간적 접근성과 통행 비용을 고려한 천연가스 충전소 입지선정 모형을 개발하였다. 본 연구에서 제시한 충전소 입지선정 모형은 고정식 충전소를 대상으로 하였으며, 2단계로 구성되었다. 1단계에서는 천연가스버스의 노선 기종점으로부터 이동거리 제약조건을 만족하는 충전소 입지 대안들을 Heuristic Algorithm을 통해 선정하였으며, 모형의 2단계에서는 변형된 Transportation Problem을 이용하여 충전소 입지대안별 최소 통행비용을 산출하고 이를 충전소의 설치 및 운영비용과 비교분석하여 충전소 최적 입지대안을 도출하였다. 본 모형의 적용가능성 분석을 위해 수도권내의 대표적 중소도시인 안양시를 대상으로하여 천연가스버스 수요량에 따른 충전소의 입지와 규모를 산출하였다. 본 연구를 통해 객관적이고 합리적인 천연가스 충전소 입지선정 방법론의 기틀을 제시함으로써 향후 천연가스버스의 원활한 보급에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

다양한 납기일 형태에 따른 다제품 생산용 회분식 공정의 최적 생산계획 (Optimal scheduling of multiproduct batch processes with various due date)

  • 류준형
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1997년도 한국자동제어학술회의논문집; 한국전력공사 서울연수원; 17-18 Oct. 1997
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    • pp.844-847
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    • 1997
  • In this paper, scheduling problem is dealt for the minimization of due date penalty for the customer order. Multiproduct batch processes have been dealt with for their suitability for high value added low volume products. Their scheduling problems take minimization of process operation for objective function, which is not enough to meet the customer satisfaction and the process efficiency simultaneously because of increasing requirement of fast adaptation for rapid changing market condition. So new target function has been suggested by other researches to meet two goals. Penalty function minimization is one of them. To present more precisely production scheduling, we develop new scheduling model with penalty function of earliness and tardiness We can find many real cases that penalty parameters are divergent by the difference between the completion time of operation and due date. That is to say, the penalty parameter values for the product change by the customer demand condition. If the order charges different value for due date, we can solve it with the due date period. The period means the time scope where penalty parameter value is 0. If we make use of the due date period, the optimal sequence of our model is not always same with that of fixed due date point. And if every product have due date period, due date of them are overlapped which needs optimization for the maximum profit and minimum penalty. Due date period extension can be enlarged to makespan minimization if every product has the same abundant due date period and same penalty parameter. We solve this new scheduling model by simulated annealing method. We also develop the program, which can calculate the optimal sequence and display the Gantt chart showing the unit progress and time allocation only with processing data.

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3차원 보간 오차를 개선하기 위한 룩업 테이블의 최적화에 관한 연구 (Study on Optimization of Look-Up Table to Reduce Error of Three-dimensional Interpolation)

  • 김주영;이학성;한동일
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제44권2호
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    • pp.12-18
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    • 2007
  • 3차원 보간(three-dimensional interpolation)은 색역 사상(Color Gamut Mapping)등 컬러 신호 변환에 널리 사용되고 있다. 이러한 3차원 보간은 주어진 컬러 입력 신호에 대해 균등하게 샘플링된 표본 입력에 대해 미리 계산된 표본 출력을 저장하는 룩업 테이블(look-up table)에서 추출한 및 개의 표본 출력을 이용하여 출력 신호를 근사적으로 산출하는 방식이다. 따라서 3차원 보간의 오차는 룩업 테이블에 저장되는 표본 출력의 값에 의해 심하게 결정된다. 본 논문에서는 최소 자승법(least square method)을 이용하여 고정된 크기의 룩업 테이블에 저장되는 표본 출력 값을 최적화함으로써 3차원 보간의 오차를 최소화하고자 한다. 제안된 방법은 기존의 룩업 테이블 구성 방법에 비해 개선된 오차 성능을 보인다.

OFDMA/TDD 시스템의 하향링크 빔형성 송신기 설계 (Design of Downlink Beamforming Transmitter in OFDMA/ TDD system)

  • 박형숙;박윤옥;김철성
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권5A호
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    • pp.493-500
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    • 2006
  • 논문은 OFDMA/TDD 시스템에서 하향링크 빔 형성 송신기의 효율적인 구조와 설계 변수의 최적화에 대하여 고찰하였다. 다수의 송신 안테나를 사용하는 하향링크 빔 형성 송신기 설계에 있어 다수의 사용자에 대한 효율적인 빔 형성 구조 설계와 송신기 블록의 word-length 는 송신기의 성능과 하드웨어 복잡도 측면에서 중요한 설계 변수가 된다. 본 논문에서는 기지국 수신에서 사용자 구분 없이 부반송파별 가중치만 메모리에 저장하고, IFFT 입력의 부반송파 단위에서 사용자에 따라 할당된 부반송파의 가중치를 고속으로 계산하여 적용하는 효율적인 빔형성기 구조를 제시하였다. 또한, 고정 소수점 시뮬레이션을 통하여 최적의 설계 변수를 분석하였다. 제시한 구조는 프레임 당 최대 사용자 수에 비례하게 메모리를 줄일 수 있으며, 또한 기지국 수신에서 사용자 제어 없이 FFT 출력을 바로 송신에 적용하여 OFDM 한 심볼의 처리 시간을 줄일 수 있고 송신기에서 빔 형성 계산은 별도의 처리 시간을 요구하지 않는 장점이 있다.

RSNT-cFastICA for Complex-Valued Noncircular Signals in Wireless Sensor Networks

  • Deng, Changliang;Wei, Yimin;Shen, Yuehong;Zhao, Wei;Li, Hongjun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권10호
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    • pp.4814-4834
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    • 2018
  • This paper presents an architecture for wireless sensor networks (WSNs) with blind source separation (BSS) applied to retrieve the received mixing signals of the sink nodes first. The little-to-no need of prior knowledge about the source signals of the sink nodes in the BSS method is obviously advantageous for WSNs. The optimization problem of the BSS of multiple independent source signals with complex and noncircular distributions from observed sensor nodes is considered and addressed. This paper applies Castella's reference-based scheme to Novey's negentropy-based algorithms, and then proposes a novel fast fixed-point (FastICA) algorithm, defined as the reference-signal negentropy complex FastICA (RSNT-cFastICA) for complex-valued noncircular-distribution source signals. The proposed method for the sink nodes is substantially more efficient than Novey's quasi-Newton algorithm in terms of computational speed under large numbers of samples, can effectively improve the power consumption effeciency of the sink nodes, and is significantly beneficial for WSNs and wireless communication networks (WCNs). The effectiveness and performance of the proposed method are validated and compared with three related BSS algorithms through theoretical analysis and simulations.