• 제목/요약/키워드: Interpolation

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Finite element modeling of high Deborah number planar contraction flows with rational function interpolation of the Leonov model

  • Youngdon Kwon;Kim, See-Jo;Kim, Seki
    • Korea-Australia Rheology Journal
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    • 제15권3호
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    • pp.131-150
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    • 2003
  • A new numerical algorithm of finite element methods is presented to solve high Deborah number flow problems with geometric singularities. The steady inertialess planar 4 : 1 contraction flow is chosen for its test. As a viscoelastic constitutive equation, we have applied the globally stable (dissipative and Hadamard stable) Leonov model that can also properly accommodate important nonlinear viscoelastic phenomena. The streamline upwinding method with discrete elastic-viscous stress splitting is incorporated. New interpolation functions classified as rational interpolation, an alternative formalism to enhance numerical convergence at high Deborah number, are implemented not for the whole set of finite elements but for a few elements attached to the entrance comer, where stress singularity seems to exist. The rational interpolation scheme contains one arbitrary parameter b that controls the singular behavior of the rational functions, and its value is specified to yield the best stabilization effect. The new interpolation method raises the limit of Deborah number by 2∼5 times. Therefore on average, we can obtain convergent solution up to the Deborah number of 200 for which the comer vortex size reaches 1.6 times of the half width of the upstream reservoir. Examining spatial violation of the positive definiteness of the elastic strain tensor, we conjecture that the stabilization effect results from the peculiar behavior of rational functions identified as steep gradient on one domain boundary and linear slope on the other. Whereas the rational interpolation of both elastic strain and velocity distorts solutions significantly, it is shown that the variation of solutions incurred by rational interpolation only of the elastic strain is almost negligible. It is also verified that the rational interpolation deteriorates speed of convergence with respect to mesh refinement.

지역 자료의 공간 단위 재구성 기법 및 에러 검증 : 인구가중치 내삽법 (Research on Areal Interpolation Methods and Error Measurement Techniques for Reorganizing Incompatible Regional Data Units : The Population Weighted Interpolation)

  • 신정엽
    • 한국지역지리학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.389-406
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    • 2004
  • 최근 지역 연구의 활성화와 더불어 지역 자료의 중요성이 점점 강조되고 있다. 그런데 실제 이용가능한 지역 자료의 공간단위는 연구 분석을 위한 기능지역 단위와 일치하지 않는 경우가 종종 발생하며, 이로 인해 발생하는 문제를 해결하기 위해 이용가능한 지역 단위 자료를 연구 분석을 위한 공간 단위로 재구성하는 방법이 요구된다. 본 연구는 면적 가중치 내삽법, pycnophylactic 방법, dasymetric 방법, Area-to-point 내삽법 등을 검토하고 도시지역 자료의 효율적인 재구성 방법으로 면적 가중치 내삽법을 수정하여 인구 가중치 내삽법(population weighted interpolation)을 제안하였다. 인구 가중치 내삽법은 미국 뉴욕주 이리 카운티(Erie County)를 연구 사례로 면적 가중치 방법 pycnophylactic 방법을 RMS 에러, 자료 분포 유형, 공간 자기상관의 측면에서 비교되었다.

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디지털 영상 통신 시스템에서 웨이블릿 변환 기반 저역 필터와 보간 필터 (Wavelet Transform Based Low Pass Filters and Interpolation Filters in Digital Image Communication Systems)

  • 유훈
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.443-450
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    • 2006
  • 디지털 영상 통신 시스템에서 YUV 4:4:4 영상을 저역 필터 통과 후 샘플링한 YUV 4:2:0 또는 YUV 4:2:2 영상이 이용되고 이 영상은 보간 필터 수행 후 원래 크기로 회복된다. 저역 필터와 보간 필터의 사용은 영상 통신 시스템에서 일반적이다. 따라서 영상의 품질을 높이기 위해서 효율적인 저역 필터와 보간 필터는 여전히 필요하다. 본 본문에서는 새롭고 효율적인 저역 필터와 보간 필터를 제안하고 이 필터들을 구축하는 방법론을 제시한다. MPEG-2와 같은 기존 시스템에서 사용되는 저역 필터와 보간 필터는 개별적으로 개발되었다. 본 논문에서는 웨이블릿 변환 기반으로 저역 필터와 보간 필터의 상호 조율하여 필터들을 개발한다. 잘 알려진 영상들에 대한 실험 결과는 MPEG-2에서 사용되는 필터와 비교하여 제안된 필터가 보간 필터의 길이도 더 짧을 뿐만 아니라 PSNR 면에서 더 우수한 것을 보여준다.

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새로운 거리 가중치와 지역적 패턴을 고려한 적응적 선형보간법 (Adaptive Linear Interpolation Using the New Distance Weight and Local Patterns)

  • 김태양;전영균;정제창
    • 한국통신학회논문지
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    • 제31권12C호
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    • pp.1184-1193
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    • 2006
  • 영상 보간은 영상 처리 분야에서 전통적으로 많이 연구되어 왔고 널리 사용되고 있다. 그에 따라 다양한 보간 능력과 계산 복잡도를 갖는 보간법들이 많이 시도되고 있다. 이 논문에서는 기존의 선형 보간법을 위한 새로운 거리 가중치 개념과 보간되는 값의 상하, 좌우 지역적 패턴을 고려하여 반영하는 적응적 선형 보간법(New Adaptive Linear Interpolation : NAL Interpolation)을 제안한다. 새로운 거리 가중치는 기존의 거리에 선형적으로 비례하는 가중치의 개념에서 벗어나 가까운 화소에 더욱 더 영향을 많이 받는 특성을 이용하여 거리 가중치를 2차, 3차 다항식으로 개선한 것이다. 또한 NAL 보간법은 보간되는 화소의 상하, 좌우 패턴을 고려하는 선형 보간법으로 MF(magnification factor)의 변화에 따라 보다 선명한 이미지를 쉽게 얻기 위해서 보간하기 전 MF에 따라 패턴을 반영하는 정도를 결정하는 패턴 가중치를 이용한다. 실험 결과에서 제안된 보간법은 계산 복잡도 면에서 기존의 bicubic 보간법 보다 훨씬 간단할 뿐만 아니라 더 좋은 PSNR(peak signal-to-noise ratio)를 갖고 보다 선명한 화질의 영상으로 보간하였다.

자체보정 벡터 발생기를 이용한 7-bit 2GSPS A/D Converter의 설계 (Design of a 7-bit 2GSPS Folding/Interpolation A/D Converter with a Self-Calibrated Vector Generator)

  • 김승훈;김대윤;송민규
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제48권4호
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    • pp.14-23
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    • 2011
  • 본 논문에서는 자체보정 벡터 발생기(Self-Calibrated Vector Generator)를 이용한 7-bit 2GSPS folding/interpolation A/D Converter (ADC)를 제안한다. 제안하는 ADC는 2GSPS 의 고속 변환에 적합한 상위 2-bit, 하위 5-bit 인 분할구조로 설계 되었으며, 각각의 folding/interpolation rate는 4와 8로 설정되었다. 최대 1GHz의 높은 입력신호를 처리하기 위해 cascade 구조의 preprocessing block을 적용하였으며, 전압 구동 방식 interpolation 기법을 적용하여 기준전압 생성 시 발생하는 추가적인 전력소모를 최소화하였다. 또한, 새로운 개념의 자체보정 벡터 발생기를 이용하여 device mismatch, 기생 저항 및 커패시턴스 등에 의한 offset error를 최소화하였다. 제안하는 ADC는 1.2V 0.13um 1-poly 7-metal CMOS 공정을 사용하여 설계 되었으며 calibration 회로를 포함한 유효 칩 면적은 2.5$mm^2$ 이다. 측정 결과 입력 주파수 9MHz, sampling 주파수 2GHz에서 39.49dB의 SNDR 특성을 보이며, calibration 회로의 작동결과 약 3dB 정도의 SNDR의 상승을 확인하였다.

Improvement of Analytic Reconstruction Algorithms Using a Sinogram Interpolation Method for Sparse-angular Sampling with a Photon-counting Detector

  • Kim, Dohyeon;Jo, Byungdu;Park, Su-Jin;Kim, Hyemi;Kim, Hee-Joung
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제27권3호
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    • pp.105-110
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    • 2016
  • Sparse angular sampling has been studied recently owing to its potential to decrease the radiation exposure from computed tomography (CT). In this study, we investigated the analytic reconstruction algorithm in sparse angular sampling using the sinogram interpolation method for improving image quality and computation speed. A prototype of the spectral CT system, which has a 64-pixel Cadmium Zinc Telluride (CZT)-based photon-counting detector, was used. The source-to-detector distance and the source-to-center of rotation distance were 1,200 and 1,015 mm, respectively. Two energy bins (23~33 keV and 34~44 keV) were set to obtain two reconstruction images. We used a PMMA phantom with height and radius of 50.0 mm and 17.5 mm, respectively. The phantom contained iodine, gadolinium, calcification, and lipid. The Feld-kamp-Davis-Kress (FDK) with the sinogram interpolation method and Maximum Likelihood Expectation Maximization (MLEM) algorithm were used to reconstruct the images. We evaluated the signal-to-noise ratio (SNR) of the materials. The SNRs of iodine, calcification, and liquid lipid were increased by 167.03%, 157.93%, and 41.77%, respectively, with the 23~33 keV energy bin using the sinogram interpolation method. The SNRs of iodine, calcification, and liquid state lipid were also increased by 107.01%, 13.58%, and 27.39%, respectively, with the 34~44 keV energy bin using the sinogram interpolation method. Although the FDK algorithm with the sinogram interpolation did not produce better results than the MLEM algorithm, it did result in comparable image quality to that of the MLEM algorithm. We believe that the sinogram interpolation method can be applied in various reconstruction studies using the analytic reconstruction algorithm. Therefore, the sinogram interpolation method can improve the image quality in sparse-angular sampling and be applied to CT applications.

효과적인 가역 정보은닉을 위한 픽셀의 차이 값을 이용한 개선된 보간법 (An Improved Interpolation Method using Pixel Difference Values for Effective Reversible Data Hiding)

  • 김평한;정기현;윤은준;유관우
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제24권6호
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    • pp.768-788
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    • 2021
  • The reversible data hiding technique safely transmits secret data to the recipient from malicious attacks by third parties. In addition, this technique can completely restore the image used as a transmission medium for secret data. The reversible data hiding schemes have been proposed in various forms, and recently, the reversible data hiding schemes based on interpolation are actively researching. The reversible data hiding scheme based on the interpolation method expands the original image into the cover image and embed secret data. However, the existing interpolation-based reversible data hiding schemes did not embed secret data during the interpolation process. To improve this problem, this paper proposes embedding the first secret data during the image interpolation process and embedding the second secret data into the interpolated cover image. In the embedding process, the original image is divided into blocks without duplicates, and the maximum and minimum values are determined within each block. Three way searching based on the maximum value and two way searching based on the minimum value are performed. And, image interpolation is performed while embedding the first secret data using the PVD scheme. A stego image is created by embedding the second secret data using the maximum difference value and log function in the interpolated cover image. As a result, the proposed scheme embeds secret data twice. In particular, it is possible to embed secret data even during the interpolation process of an image that did not previously embed secret data. Experimental results show that the proposed scheme can transmit more secret data to the receiver while maintaining the image quality similar to other interpolation-based reversible data hiding schemes.

적응적 p-Version 유한요소법에서 정규 크리깅에 의한 응력복구기법 (Stress Recovery Technique by Ordinary Kriging Interpolation in p-Adaptive Finite Element Method)

  • 우광성;조준형;이동진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제26권4A호
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    • pp.677-687
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    • 2006
  • 크리깅 보간법은 지구통계학 분야에 주로 사용되는 보간법의 하나이다. 이 방법은 실험적 베리오그램과 이론적 베리오그램의 작성과 크리깅 보간법의 정식화에 관한 연구를 포함하고 있다. 종래의 응력복구를 위한 최소제곱법과 대조적으로, 가우스적분점에서의 응력데이타로부터 준정해를 얻기 위해 가중 최소제곱법에 기초를 둔다. 즉, 동일한 가중치를 사용하는 종래의 방식들과는 달리 가우스적분점에서의 응력값의 보간을 위하여 베리오그램 모델링을 통한 가중치가 결정된다. 한편, 분할된 요소망에 Zienkiewicz와 Zhu에 의해 제안된 SPR기법에 기초를 둔 사후오차평가를 통해 p-차수를 균등 또는 선택적으로 증가시키는 자동체눈 방식이 도입되었다. 이 방법의 정당성을 보기위해 인장력을 받는 개구부를 갖는 평판문제를 해석하였다. 또한, 기존의 최소제곱법과의 비교를 통한 크리깅보간법의 정당성을 보여 주었다.

바디포오스가 큰 유동에서 운동량보간법의 사용에 관한 연구 (A Study on the Use of Momentum Interpolation Method for Flows with a Large Body Force)

  • 최석기;김성오;최훈기
    • 한국전산유체공학회지
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    • 제7권2호
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    • pp.8-16
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    • 2002
  • A numerical study on the use of the momentum interpolation method for flows with a large body force is presented. The inherent problems of the momentum interpolation method are discussed first. The origins of problems of the momentum interpolation methods are the validity of linear assumptions employed for the evaluation of the cell-face velocities, the enforcement of mass conservation for the cell-centered velocities and the specification of pressure and pressure correction at the boundary. Numerical experiments are performed for a typical flow involving a large body force. The numerical results are compared with those by the staggered grid method. The fact that the momentum interpolation method may result in physically unrealistic solutions is demonstrated. Numerical experiments changing the numerical grid have shown that a simple way of removing the physically unrealistic solution is a proper grid refinement where there is a large pressure gradient. An effective way of specifying the pressure and pressure correction at the boundary by a local mass conservation near the boundary is proposed, and it is shown that this method can effectively remove the inherent problem of the specification of pressure and pressure correction at the boundary when one uses the momentum interpolation method.

GIS를 활용한 해양환경관리에 관한 연구 I - LDI 알고리즘 적용을 위한 보간법에 관한 연구 - (A Study on the GIS for The Sea Environmental Management I - Focus on the Study of A Interpolation on The Application of LDI Algorism -)

  • 이형민;박기학
    • 환경영향평가
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    • 제15권6호
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    • pp.443-452
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    • 2006
  • Today, satellite remote sensing (RS) and geographic information systems (GIS) plays an important role as an advanced science and technology. This study was developed a Line Density Algorithm which was clarify and describe the thermal front by using NOAA SST (sea surface temperature) and GIS spatial analysis for systemic and effective management of fish raising industry and sea environmental pollution by land reclamation program. Before this, a study about a interpolation method was carry out which was very important for estimate the hidden value between a special point. For this study Inverse Distance Weighted interpolation, Spline interpolation, Kriging interpolation methods were choose and SST data from 2001 to 2004 in spring (March, April, May) were analyzed. According to the study Kriging interpolation method was the very adaptive method from a practical point of view and excellent in description and precision then others. Finally, the result of this study will be use for develope the Line Density Index Algorism.