• The Korean Journal of Physiology
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• 제30권1호
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• pp.43-51
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• 1996

This study was aimed to elucidate the changes in heart rate variability during treadmill exercise at various speeds and grades by spectral analysis. Thirty-three untrained male college students aged $20{\sim}26\;yr $were employed to exercise on a treadmill using 4 speeds (4.02, 5.47, 6.76 and 8.05 km/h) and 6 grades (0, 4, 8, 12, 16 and 20%). A fixed speed was selected for each session with the grade increased every 3 min. The electrocardiogram, respiration and the stepping activity were continuously recorded through an A/D converter system on the computer disk. Power spectra of heart rate variability (RRV) were obtained by use of a fast Fourier transform algorithm. The frequency domain was divided into 3 bands: $VLF\;(0{\sim}0.04\;Hz),\;LF\;(0.04 {\sim}0.15\;Hz)\;and\;HF\;(0.15{\sim}1.00\;Hz).$ Heart rate was $74.4{\pm}2.1\;beats/min$ at rest and showed a steady increase during treadmill exercise with increasing speed and grade up to $196.7{\pm}5.0\;beats/min.$ Total power of HRV was $35.0{\pm}6.7\;(beats/min)^{2}$ at rest and progressively decreased during exercise down to $1.9{\pm}0.3\;(beats/min)^{2}.$ The %VLF power of HRV was $34.5{\pm}3.7\; %$ at rest and showed no significant change during exercise except for a decrease observed at the highest intensity of exercise. The %LF power was $44.1{\pm}3.0\;%$ at rest and showed a progressive decrease down to $4.5{\pm}1.0\;%$ during those stages of exercise where heart rate was over 135 beats/min. The %HF power was $21.4{\pm}2.9\;%$ at rest and showed a progressive increase up to $87.1{\pm}6.7\;%$ during higher intensity exercise where heart rate was over 165 beats/min. Peak frequency of HF band was $0.200{\pm}0.018\;Hz$ at rest and was shifted to higher frequencies up to $0.909{\pm}0.048\;Hz$ at heart rates greater than 135 beats/min. Respiratory frequency was $18.0{\pm}1.5$ breaths/min at rest and significantly increased during exercise up to $53.0{\pm}3.7$ breaths/min. Stride frequency during treadmill exercise showed an increasing tendency with increasing speed from $55.6{\pm}0.9$ steps/min at 4.02 km/h to $81.2{\pm}0.6$ at 8.05 km/h. It was concluded that total power of HRV decreased progressively with increasing exercise intensity due to the withdrawal of parasympathetic activity. At higher exercise intensity, % LF power decreased and %HF power increased with its peak frequency shifted to higher values in a progressive mode with increasing speed and grade, reflecting a readjustment in the cardiovascular system and the increased respiration and its rate, respectively.

• 한국통신학회논문지
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• 제41권2호
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• pp.254-262
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• 2016

차량용 레이더 시스템에 대한 수요가 증가함에 따라서, 상호 간섭 문제는 차량 안전을 보장하기 위해 해결해야 할 결정적인 이슈가 되었다. Frequency modulated continuous wave(FMCW) 레이더의 상호 간섭은 잡음 전력 증가의 형태로 나타나며, 이는 간섭체로 인한 타겟 검출의 실패로 이어진다. 기존의 FMCW 레이더의 주파수 추정을 위하여 사용되는 fast Fourier transform (FFT) 기법은 차량용 레이더 간섭 환경에서는 취약하다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 본 연구에서는 간섭환경에서 사용하기 위한 고해상도 주파수 추정 기법을 제안한다. 제안된 알고리즘의 성능을 입증하기 위하여, 77GHz 전방 감시용FMCW 레이더 시스템을 도입하였다. 제안된 기법은 간섭환경에서도 정확하게 주파수를 추정할 수 있는 multiple signal classification, estimation of signal parameters via rotational invariance techniques과 같은 고해상도 알고리즘을 이용한다. 실험결과로부터 제안된 알고리즘이 기존의 FFT 알고리즘에 비해 신호 대 간섭비 측면에서 14 dB 이상의 마진을 가짐을 확인하였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제17B권1호
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• pp.69-78
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• 2010

스펙트럴 모델링 합성 (Spectral Modeling Synthesis, SMS)은 뮤지컬 사운드 모델링을 위한 강력한 툴로써 사용되어 왔다. 이 기술은 사운드를 결정적 (deterministic) 성분과 통계적 (stochastic) 성분의 조합으로 간주한다. Deterministic 성분은 크기 (amplitude), 주파수 (frequency), 위상 (phase) 함수에 따른 사인파의 연속으로 표현되는 반면, stochastic 성분은 백색 잡음 (white noise)으로 자극된 시간 변화 필터로서 동작하는 크기 스펙트럼 엔블로프 (spectrum envelop)의 연속으로 표현된다. 이러한 표현들은 원음의 모든 지각적인 특징들을 활용해 합성된 사운드를 구현 가능케 한다. 하지만, 고래 소리와 같은 복잡한 사운드에 대해 기존의 SMS를 사용할 때 연속적인 프로임에 있는 부분 주파수가 다른 경우 결정적 성분에서 상당한 위상 변화가 발생한다. 왜냐하면 기존의 SMS는 사운드의 결정적 성분을 합성하기 위해서 계산된 위상을 이용하기 때문이다. 그 결과 기존의 SMS는 높은 주파수 영역에서 원래 스펙트럼과 합성된 스펙트럼 사이에서 좋은 스펙트럼 매칭을 제공하지 못한다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문은 수정된 SMS를 제안한다. 제안하는 SMS는 결정적 성분을 합성하기 위해 원래 주파수 정보를 이용할 뿐만 아니라 주파수 영역에서 복잡한 잔재 (residual) 스펙트럼을 계산함으로써 원음과 합성음 사이에서 좋은 스펙트럼 매칭을 제공한다. 다양한 고래 소리 합성을 모의 실험한 결과, 제안된 방법은 시간 및 주파수 영역에서 기존의 SMS와 유사한 성능을 보였다. 하지만, 제안된 방법은 기존의 SMS보다 스펙트럼 매칭에서 더 좋은 성능을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제36권3호
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• pp.213-223
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• 2003

중력이상 및 수치고도모델을 이용하여 한반도 모호면 심도를 추출하였다. 중력이상값은 인공위성고도레이더 관측값을 주로 이용한 전지구 모델을 이용하여 데이터영역 뿐 만 아니라 주파수영역에서도 자료의 균질성을 확보하였다. 모호면 추출은 파동수대비법 및 후리에급수를 이용한 파워스펙트럼분석법을 이용하였다. 전자는 지각균형을 전제로, 지형에 의한 중력효과와 후리에어 중력이상을 파동수영역에서 대비하여 모호면의 심도를 계산하는 방법이고, 후자는 완전부우게 중력이상으로부터 후리에변환을 이용하여 지하 밀도 변화층의 심도를 계산하는 방법이다. 이 두 모호면은 서로 0.53의 비교적 낮은 상관관계를 갖고 있으며, 이는 모호면 산출의 방법론적인 차이 및 계산상의 오차인 것으로 사료된다. 이렇게 두 가지 독립적인 방법으로 추출된 모호면을 하나로 통합하기 위한 한 방법으로, 두 모호면의 차이를 계산한 후, 이를 최소자승법을 이용, 두 모호면을 보정하였다. 추출된 한반도의 최종 모호면의 평균심도는 32.0km, 표준편차는 2.5km이며, 최소 및 최대 심도는 각 각 20.3, 36.6km로 나타났다. 이 경우 지형에 의한 중력효과는 파동수대비법에 의해 제거된 결과이나, 한반도의 지각이 완전한 지각판 내에 놓여 있어서 지각균형설의 가정이 얼마나 타당성이 있는가, 혹은 국부적인 응력장에 의해 한반도의 지각이 과연 얼마나 지지되고 있는가 하는 것에 대한 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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• pp.951-953
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• 2015

일상적으로 생각하는 학습이란, 연습이나 경험의 결과로 생기는 비교적 지속적인 유기체의 행동변화를 말한다. 학생들이 학습할 때 집중하면서 했다고 하지만 이를 객관적으로 평가하기란 매우 어렵다. 그러나 뇌파는 그렇지 않다. 뇌파란 뇌의 전기적 활동에 의해서 일어나는 두피상의 두 점 사이의 전위 변동을 연속적으로 기록한 것을 말한다. 종류로는 델타파(0~4Hz), 세타파(4~8Hz), 알파파(8~13Hz), 베타파(13~30Hz), 감마파(30~50Hz) 등이 있다. 그 중에서 SMR파(13~15Hz), Mid-베타파(16~20Hz)는 학습에 집중할 때 나타나며 집중력에 가장 영향을 주는 부분은 Mid-베타파라고 보고된 바 있다. 이와 관련하여 학습에 집중정도를 뇌파를 이용하여 객관적으로 평가할 수 있는 시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구는 Biopac 장비를 사용하여 소수의 피험자를 대상으로 학습 집중 주제를 준 후 뇌파를 측정한 다음 학습과 관련이 되는 Mid-베타파영역의 신호를 추출하기위해 FFT로 변환하였다. 집중할 때 Mid-베타파 주파수의 파워 변화를 측정하여 상관관계를 제시하고자 하였다. 이러한 결과를 바탕으로 학생들이 학습할 때 얼마나 집중하고 있는지 객관적으로 파악하여 좀 더 효율적으로 학업에 임하고 있는지 분석하였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제42권3호
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• pp.649-660
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• 2017

전자전에서 적군이 방사한 펄스 신호에 관한 정보 중에서 펄스 세기는 방사되는 신호원의 거리를 추정하고 혼재되어 들어오는 신호원들을 분리할 때 사용된다. 기존의 펄스 세기 추정 방식에서는 이전 단계에서 추정된 펄스폭에 해당하는 신호를 푸리에 변환한 후에 주파수 영역으로 변환된 신호 세기의 최댓값을 수신된 펄스 신호의 세기로 추정을 하였다. 하지만 이러한 방식은 주파수 변조 신호가 수신될 경우 주파수 영역에서 에너지가 분산되어 펄스 세기를 정확하게 추정하기 어렵다. 본 논문에서는 이러한 단점을 개선하기 위하여 시간 영역에서 수신된 펄스의 평균 전력을 구하고 수신기에서의 잡음의 평균 전력을 제거하여 펄스 세기를 추정하는 기법을 제안한다. 모의실험을 통해 주파수 변조 신호가 수신될 경우에 제안된 기법이 무변조 신호와 동일한 성능을 가지는 것을 보인다. 추가로 펄스 세기 추정은 이전 단계에서 발생한 펄스 폭 오차에 영향을 받게 되는데, 동일한 펄스 폭의 오차가 발생했을 때 기존 기법보다 제안하는 기법이 강건함을 보인다.

• 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.

• Earthquakes and Structures
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• 제4권4호
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• pp.397-428
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• 2013

This paper examines whether the "effective period" of bilinear isolation systems, as defined invariably in most current design codes, expresses in reality the period of vibration that appears in the horizontal axis of the design response spectrum. Starting with the free vibration response, the study proceeds with a comprehensive parametric analysis of the forced vibration response of a wide collection of bilinear isolation systems subjected to pulse and seismic excitations. The study employs Fourier and Wavelet analysis together with a powerful time domain identification method for linear systems known as the Prediction Error Method. When the response history of the bilinear system exhibits a coherent oscillatory trace with a narrow frequency band as in the case of free vibration or forced vibration response from most pulselike excitations, the paper shows that the "effective period" = $T_{eff}$ of the bilinear isolation system is a dependable estimate of its vibration period; nevertheless, the period associated with the second slope of the bilinear system = $T_2$ is an even better approximation regardless the value of the dimensionless strength,$Q/(K_2u_y)=1/{\alpha}-1$, of the system. As the frequency content of the excitation widens and the intensity of the acceleration response history fluctuates more randomly, the paper reveals that the computed vibration period of the systems exhibits appreciably scattering from the computed mean value. This suggests that for several earthquake excitations the mild nonlinearities of the bilinear isolation system dominate the response and the expectation of the design codes to identify a "linear" vibration period has a marginal engineering merit.

• Earthquakes and Structures
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• 제5권2호
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• pp.161-205
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• 2013

We study seismically induced, anti-plane strain wave motion in a non-homogeneous geological region containing tunnels. Two different scenarios are considered: (a) The first models two tunnels in a finite geological region embedded within a laterally inhomogeneous, layered geological profile containing a seismic source. For this case, labelled as the first boundary-value problem (BVP 1), an efficient hybrid technique comprising the finite difference method (FDM) and the boundary element method (BEM) is developed and applied. Since the later method is based on the frequency-dependent fundamental solution of elastodynamics, the hybrid technique is defined in the frequency domain. Then, an inverse fast Fourier transformation (FFT) is used to recover time histories; (b) The second models a finite region with two tunnels, is embedded in a homogeneous half-plane, and is subjected to incident, time-harmonic SH-waves. This case, labelled as the second boundary-value problem (BVP 2), considers complex soil properties such as anisotropy, continuous inhomogeneity and poroelasticity. The computational approach is now the BEM alone, since solution of the surrounding half plane by the FDM is unnecessary. In sum, the hybrid FDM-BEM technique is able to quantify dependence of the signals that develop at the free surface to the following key parameters: seismic source properties and heterogeneous structure of the wave path (the FDM component) and near-surface geological deposits containing discontinuities in the form of tunnels (the BEM component). Finally, the hybrid technique is used for evaluating the seismic wave field that develops within a key geological cross-section of the Metro construction project in Thessaloniki, Greece, which includes the important Roman-era historical monument of Rotunda dating from the 3rd century A.D.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2170-2178
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• 2014

본 연구에서는 작업수행시의 집중상태 변화를 검출하기 위하여 2011년 1~2월 동안 집중을 유발하는 시각유발자극에 대하여 생체신호를 측정한 피험자들 중 한명의 뇌파신호를 분석하였다. 두피에서 측정한 뇌파신호로부터 집중관련 뇌 안에서의 발원 신호와 안구운동잡음 신호를 분리하기 위하여 독립성분 분석기법을 측정뇌파 신호에 적용하였다. 안구운동잡음신호가 제거된 집중관련 신호원을 단시간 푸리에 변환하여 주파수 성분 신호를 연속적으로 축적함으로서 시변 특징 형태를 나타내는 에포크 그래프와 스펙트럴 칼라 맵에서의 도식 표현상 규칙성을 향상 시킬 수 있었다. 추출한 감각운동리듬 (SMR: 12-15Hz)과 세타파 리듬 (4-7Hz)관련 집중 지표는 집중시험시간이 경과함에 따라 증가 하였다. 실험을 통하여 단시간 푸리에 변환과 결합한 독립성분 분석기법은 참여자의 집중상태 변화를 분석하는데 사용 할 수 있을 것이다.