구조물의 최적설계에 대한 일반적인 개념이 제시되며 Gradient Projection법과 설계민감도 해석을 사용한 최적화 알고리즘이 논의된다. 6층 평면 철골 구조물의 최소무게설계의 예를 통해 이 알고리즘의 적용을 예시한다. 시스템 전체의 비용분석뿐만 아니라 임계 비용 및 설계민감도 해석과 같은 이 알고리즘의 장점에 관하여 설명한다.
경로기반 통행 배정은 실시간 통행 배정에서 이용되는 경로기반 해를 제공할 수 있기 때문에 첨단 교통 체계(ITS)의 실시간 교통 제어 및 교통 안내 등에 유용하게 이용될 수 있다. 많이 사용되고 있는 경로기반 통행배정 알고리즘의 하나인 Gradient Projection(GP) 알고리즘은 일반적으로 최적해 근처로는 빠른 접근 속도를 보이나. 일단 최적해에 근접하면 수렴 속도가 다소 느려지게되는 단점이 있다. 기존 알고리즘의 이러한 단점을 극복하기 위해 기존의 GP 알고리즘에 Conjugate Gradient 법을 결합시켜 보다 효율적인 경로기반 통행배정 알고리즘을 구축하였다. 이는 최적해 근처에서 더욱 정확한 이동방향을 결정하여 빠른 시간 내에 최적해를 도출해 내도록 하기 위한 것이다. 또한, 구축된 알고리즘을 가로망에 적용, 그 효율성을 검증하여 Conjugate Gradient 법이 통행 배정 모형의 사용자 평형 모형에서와 같은 목적함수의 경우에서도 매우 빠른 수렴을 위해 유용하게 쓰일 수 있다는 것을 보였다.
이용자의 경로선택 형태를 모사하는 통행배정모형 결과의 정확도는 교통계획에 상당한 영향을 미친다. 이용자의 경로선택 결정과정에서 가장 중요한 판단기준은 통행시간과 통행요금이다. 그런데 통행요금은 이용자의 경로 거리에 따라 다양한 방식으로 부과되므로, 링크를 분석단위로 하는 기존의 통행배정모형은 현실적인 통행요금 반영이 힘들었고 또한 수요예측 결과를 이용한 다양한 분석에서 제약을 받아 왔다. 본 연구는 이러한 배경에서 경로교통량을 도출할 수 있는 경로기반 통행배정모형을 구축하였고, 또한 경로거리에 따라 결정되는 현실적인 통행요금을 반영할 수 있는 알고리즘을 개발하였다. 경로기반 배정모형에서는 GP(Gradient Projection) 알고리즘을 이용하였고, 계산상의 효율성 제고를 위해 K-최단경로 알고리즘 중 MPS(Minimal Path Search) 알고리즘을 이용하였다. 개발된 배정모형은 현실적인 통행요금을 반영할 수 있으므로 통행배정 결과의 정밀도를 향상시켰을 뿐만 아니라 기존 배정모형에 비해 최적해로의 수렴속도도 개선되는 것으로 나타났다. 본 논문의 배정모형은 경로교통량이 도출되고 통행요금을 반영할 수 있으므로, 통행요금과 통행거리 관계에 따른 목적함수의 규명과 그에 따른 효과척도를 계량화할 수 있다. 따라서 본 모형은 통행배정에서 실재상황을 보다 현실여건에 맞도록 규명할 수 있고, 기존의 제한적인 효과분석의 문제점을 해결할 수 있으므로 그 활용범위가 넓다.
비강체 (non-rigid) 영상 등록에서 추정되는 좌표변환은 가역이어야 함으로 그 변환의 Jacobian 행렬식은 항상 양수 값을 가져야 한다. 본 논문에서는 이러한 가역 조건을 만족하는 좌표변환의 조건을 gradient 크기 제한의 조건으로 구한다. 또한 cubic B-spline을 이용한 변환 모델의 경우, 이 gradient 크기 제한 조건을 만족시키는 인수 집합을 이웃한 두 계수들의 차이가 제한된 인수들의 집합으로 구하였다. 이러한 인수들의 집합은 half space들의 교집합으로 이루어진 convex 집합이다. 본 논문에서는 이 convex 집합에 속하는 인수로 구성되는 좌표변환들 중에서 유사지수 (similarity measure) 를 최대로 만드는 변환을 gradient projection 최적화 기법을 통해 발견하였다. 이론적 분석, 폐 CT (Computed Tomography) 영상을 이용한 시뮬레이션 및 실험을 통하여, 제안된 알고리즘의 성능이 벌칙 함수 penalty function) 를 이용하는 기존의 방법보다 우수함을 증명하였다.
고속의 패킷 교환망에서 최적 경로 제어 문제(ORP: Optical Routing Poblem)를 해결하기 위해 gradient projection (GP) 기법을 적용하였따. 망 평균 패킷의 손실율을 최소화하는 ORP는 교환 노드들에서 패킷들이 손실됨으로써 non-convex가 되어, GP 알고리즘에 의해서는 그 경로해를 직접 구할 수가 없다. 따라서, 이 non-convex ORP를 reduced ORP (R-ORP)라 불리는 convex 문제로 변형시킨후, 그 경로해를 구하고자 GP 알고리즘을 이용하였다. 컴퓨터 모의 실험에 의해서는 R-ORP를 통해 얻어진 경로해가 원래 ORP의 최적 경로해에 아주 근사함을 보여준다. 또한 ORP 와 R-ORP들을 통해 얻어진 두 경로해간의 차이에 있어서의 이론적인 상한이 유도된다.
본 논문은 저면적 gradient magnitude 연산을 위한 하드웨어 구조를 제안한다. 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 정사영 벡터의 특징 및 하드웨어 자원 공유기법을 이용했다. 제안된 하드웨어 구조는 gradient magnitude 연산 알고리즘의 변형 없이 구현되었기 때문에 gradient magnitude 데이터 품질의 열화 없이 구현될 수 있다. 제안된 저면적 gradient magnitude 연산 하드웨어는 Altera Quartus II v15.0 환경에서 Altera Cyclone VI (EP4CE115F29C7N) FPGA를 이용하여 구현되었다. 구현 결과, 기존 하드웨어 구조를 이용하여 구현한 연산기와의 비교에서 15%의 logic elements 및 38%의 embedded multiplier 절감 효과가 있음을 확인했다.
대규모 데이터 네트워크에서 최적 경로 설정 문제를 해결하기 위해 HAD-GP (hierarchcal aggregation/disaggregation and decomposition/composition gradient projection) 알고리즘이 제안된다. 이를 위해 우선 [7]에서 제안된 IAD-GP (interative aggregation/disaggregation GP) 알고리즘의 성능을 향상시킨다. 원래의 IAD-GP 알고리즘과 변형된 IAD-GP 알고리즘에서 사용된 A/D 개념은 본질적으로 대규모 데이터 네트워크의 계층적 구조에 적합하기 때문에 알고리즘의 수렴에 있어 속도 향상을 기대할 수 있다. 제안된 HAD-GP 알고리즘 역시 대규모 데이터 네트워크의 계층 구조화된 토폴로지를 이용하여, 특히 분산화된 환경하에서 수렴속도의 현저한 향상을 달성할 수 있다. 이 속도 향상 효과는 컴퓨터 모의실험에 의해 HAD-GP 알고리즘을 IAD-GP와 일반적인 GP (ORD GP) 알고리즘과 비교함으로써 보여진다.
본 논문에서는 저전력 영상 특징 추출 하드웨어 설계를 위한 하드웨어 폴딩 기법 기반 저면적 Gradient magnitude 연산기 구조를 제안한다. 하드웨어 복잡도를 줄이기 위해 Gradient magnitude 벡터의 특징을 분석하여 기존 알고리즘을 하드웨어를 공유하여 사용할 수 있는 알고리즘으로 변경하여 Folding 구조가 적용될 수 있도록 했다. 제안된 하드웨어 구조는 기존 알고리즘의 특징을 최대한 이용했기 때문에 데이터 품질의 열화가 거의 없이 구현될 수 있다. 제안된 하드웨어 구조는 Altera Quartus II v16.0 환경에서 Altera Cyclone VI (EP4CE115F29C7N) FPGA를 이용하여 구현되었다. 구현 결과, 기존 하드웨어 구조를 이용하여 구현한 연산기와의 비교에서 41%의 logic elements, 62%의 embedded multiplier 절감 효과가 있음을 확인했다.
블라인드 채널 등화기의 일종인 CMA방식의 수렴 속도는 일반적을 훈련열을 바탕으로 한 방법에 비해서 느린 경향이 있다. 또 그 수렴 속도는 정해진 스텝사이즈에 따라 정해진다. 본 논문은 기존 고정 스텝사이즈 CMA 알고리즘의 수렴 속도를 개선하기 위한 직교 정사형 망각인자를 도입하여 수렴성능이 개선된 새로운 알고리즘을 제안한다.
본 논문에서는 실시간 CCD 카메라 입력 영상으로부터 다중 컬러 정보를 이용하여 얼굴 영역을 검출 및 추적하고 기울어진 얼굴을 보정하는 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘은 먼저 획득된 RGB 영상에서 YCbCr컬러 모델과 YIQ컬러 모델로 변환한 후 Cr성분과 I성분을 추출하여 얼굴 피부색을 검출, 얼굴 영역 추출에 사용하였다. 또한 추출된 얼굴 후보 영역에서 수평, 수직 투영(Projection)정보로부터 최종 얼굴 영역으로 검출한 다음 검출된 얼굴 중심 좌표와 이전에 검출된 얼굴 중심 좌표 값을 유클리드언 거리로 얼굴을 추적하였으며 검출된 얼굴로부터 레이블링(Labeling)기법으로 눈 특징자를 검출, 눈의 기울기 각도를 보정함으로써 얼굴 기울기를 보정하였다. 제안한 얼굴 추적 및 기울기 보정 알고리즘을 사용하여 실험한 결과 다중 색상 정보를 사용함으로써 주위환경 변화에 강인하게 실시간 얼굴 영역 김출 및 추적이 가능하였고, 기울어진 얼굴 영상을 자동 보정함으로써 인식에 용이하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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