Quantization in video coding plays an important role in controlling the bit-rate of compressed video bit-streams. It has been used as an important control means to adjust the amount of bit-streams to at]owed bandwidth of delivery networks and storage. Due to the dependent nature of video coding, dependent quantization has been proposed and applied for MPEG-2 video coding to better maintain the quality of reconstructed frame for given constraints of target bit-rate. Since Scalable Video Coding (SVC) being currently standardized exhibits highly dependent coding nature not only between frames but also lower and higher scalability layers where the dependent quantization can be effectively applied, in this paper, we propose a dependent quantization scheme for SVC and compare its performance in visual qualities and bit-rates with the current JSVM reference software for SVC. The proposed technique exploits the frame dependences within each GOP of SVC scalability layers to formulate dependent quantization. We utilize Lagrange optimization, which is widely accepted in R-D (rate-distortion) based optimization, and construct trellis graph to find the optimal cost path in the trellis by minimizing the R-D cost. The optimal cost path in the trellis graph is the optimal set of quantization parameters (QP) for frames within a GOP. In order to reduce the complexity, we employ pruning procedure using monotonicity property in the trellis optimization and cut the frame dependency into one GOP to decrease dependency depth. The optimal Lagrange multiplier that is used for SVC is equal to H.264/AVC which is also used in the mode prediction of the JSVM reference software. The experimental result shows that the dependent quantization outperforms the current JSVM reference software encoder which actually takes a linear increasing QP in temporal scalability layers. The superiority of the dependent quantization is achieved up to 1.25 dB increment in PSNR values and 20% bits saving for the enhancement layer of SVC.
The constrained motion requires the determination of constraint force acting on unconstrained systems for satisfying given constraints. Most of the methods to decide the force depend on numerical approaches such that the Lagrange multiplier method, and the other methods need vector analysis or complicated intermediate process. In 1992, Udwadia and Kalaba presented the generalized inverse method to describe the constrained motion as well as to calculate the constraint force. The generalized inverse method has the advantages which do not require any linearization process for the control of nonlinear systems and can explicitly describe the motion of holonomically and/or nongolonomically constrained systems. In this paper, an explicit equation to describe the constrained motion is derived by minimizing the performance index, which is a function of constraint force vector, with respect to the constraint force. At this time, it is shown that the positive-definite weighting matrix in the performance index must be the inverse of mass matrix on the basis of the Gauss's principle and the derived differential equation coincides with the generalized inverse method. The effectiveness of this method is illustrated by means of two numerical applications.
It has been established that a crack has an important effect on the dynamic behavior of a structure. This effect depends mainly on the location and depth of the crack. To identify the location and depth of a crack in a structure. Nikolakopoulos et. al. used the intersection point of the superposed contours that correspond to the eigenfrequency caused by the crack presence. However the intersecting point of the superposed contours is not only difficult to find but also incorrect to calculate. A method is presented in this paper which uses optimization technique for the location and depth of the crack. The basic idea is to find parameters which use the structural eigenfrequencies on crack depth and location and optimization algorithm. With finite element model of the structure to calculate eigenfrequencies, it is possible to formulate the inverse problem in optimization format. Method of optimization is augmented lagrange multiplier method and search direction method is BFGS variable metric method and one dimensional search method is polynomial interpolation.
This research proposes an implementation method of linearized equations of motion for multibody systems with closed loops. The null space of the constraint Jacobian is first pre-multiplied to the equations of motion to eliminate the Lagrange multiplier and the equations of motion are reduced down to a minimum set of ordinary differential equations. The resulting differential equations are functions of all relative coordinates, velocities, and accelerations. Since the variables are tightly coupled by the position, velocity, and acceleration level coordinates, direct substitution of the relationships among these variables yields very complicated equations to be implemented. As a consequence, the reduced equations of motion are perturbed with respect to the variations of all variables, which are coupled by the constraints. The position velocity and acceleration level constraints are also perturbed to obtain the relationships between the variations of all relative coordinates, velocities, and accelerations and variations of the independent ones. The Perturbed constraint equations are then simultaneously solved for variations of all variables only in terms of the variations of the independent variables. Finally, the relationships between the variations of all variables and these of the independent ones are substituted into the variational equations of motion to obtain the linearized equations of motion only in terms of the independent variables variations.
본 논문에서는 이원오차성분을 갖는 패널회귀모형에서 모형식별을 위하여 LM 검정통계량을 유도하고 검정통계량의 연산을 위하여 인공회귀방법(Double-Length Artificial Regression, DLR)을 이용한다. 모의 실험 결과, 소표본의 경 우에는 Outer-Product Gradient(OPG)에 근거한 LM 검정통계량은 유위수준이 과대기각하는 경향을 보인 반면 DLR에 근거한 LM 검정통계량은 명목유의수준을 잘 유지하고 검정력도 높게 나타났다.
There are a lot of raw materials, work-in-processes and finished goods in manufacturing industry. Here, the less stock of materials and work-in-processes manufacturing industry has, the worse the rate of the production is. Inversely, the more manufacturing industry has, the more expensive the cost to support them is. Thus, it is important for us to balance them efficiently. In general, inventory problems are to decide appropriate times to produce goods and to determine appropriate quantities of goods. Therefore, inventory problems require as more useful information as possible. For example, there are demand, lead time, ordering point and so on. In this paper, we deal with an optimal ordering policy on both way substitutable two-commodity inventory control system. That is, there is a problem of how to allocate the produced two kinds of goods in a factory to m areas so as to minimize the total expected inventory cost. The demand of each area is probabilistic, and we adopt the exponential distribution as a probability density function of demand. Moreover, we provide numerical examples of the problem.
위성 편대 비행 시 주위성과 부위성 간의 연료 소비 균형을 고려한 임펄스 기동에 관한 연구를 수행하였다. 위성 간 사용가능한 연료량을 비교하여 가중치(weight)를 두고 가격함수(cost function)를 설계하여 라그랑지 승수법을 통해 필요한 임펄스를 획득하였다. 상대궤도 발산 방지를 위해 에너지 매칭 기법을 사용하였고, 임펄스 기동 후 상대 거리 구속이 이루어짐을 시뮬레이션을 통해 확인하였다. 시뮬레이션은 지구 중력 외의 외란이 없는 경우와 대기 항력이 외란으로 존재하는 상황으로 시나리오를 나누어 수행하였다. 본 논문 결과는 이후 실제로 위성을 편대로 사용한 위성 군집 비행 시, 상대 궤도 구속 요건을 만족하고 각 위성의 연료량을 비교한 임펄스 기동이 요구될 때 사용가능할 것으로 기대된다.
본 논문에서는 주어진 필터와 구현 복잡도에 대하여 최대 코딩이득을 내는 부 주파수 분활을 가진 서브밴드 부호화기를 구축하는 고속 알고리듬을 제안한다. 이를 위하여 본 논문에서는 직교 기저 및 비 직교 기저와 임의의 부 주파수 분할에 대하여 적용할 수 있는 통합적인 코딩이득의 식을 유도한 다음, 부 주파수 대역수에 대하여 코딩이득이 단순 증가 함수임을 증명한다, 이를 바탕으로 복잡도에 대하여 최대 코딩이득을 내는 최적화 된 부 주파수 분할을 찾아내기 위하여 그 단순 증가 함수를 부 주파수 대역 수에 따른 왜곡 함수로 다룬다. 이 왜곡 함수을 목적함수로 두고 Lagrange 방법에 근거하여 최적화 된 해를 고속으로 제공하는 알고리듬을 개발한다.
The objective of this study is to minimize the weight of a damped anisotropic roto-bearing system considering whirl natural frequency and stability. The system is modeled as an assemblage of rigid disks, flexible shafts and discrete bearings. The system design variables are the crosssectional areas of shaft elements and the properties of bearings. To analyze the system, the polynomial method which is derived by rearranging the calculations performed by a transfer matrix method is adopted. For the optimization, the optimization software IDOL (Integrated Design Optimization Library) which is based on the Augmented Lagrange Multiplier (ALM) method is employed. Also, an analytical design sensitivity analysis of the system is used for high accuracy and efficiency. To demonstrate the usefulness of the proposed optimal design program incorporating analysis, design sensitivity analysis, and optimization modules, a damped anisotropic rotor-bearing system is optimized to obtain 34$ weight reduction.
A preconditioning technique is presented for a simultaneous solution to wind-membrane interaction. In the simultaneous equations, a linear elastic model was employed to deal with the fluid-structure data transfer at the interface. A Lagrange multiplier was introduced to impose the specified boundary conditions at the interface and strongly coupled simultaneous equations are derived after space and time discretization. An initial linear elastic model preconditioner and modified one were derived by treating the linearized elastic model equation as a saddle point problem, respectively. Accordingly, initial and modified fluid-structure interaction (FSI) preconditioner for the simultaneous equations were derived based on the initial and modified linear elastic model preconditioners, respectively. Wind-membrane interaction analysis by the proposed preconditioners, for two and three dimensional membranous structures respectively, was performed. Comparison was made between the performance of initial and modified preconditioners by comparing parameters such as iteration numbers, relative residuals and convergence in FSI computation. The results show that the proposed preconditioning technique greatly improves calculation accuracy and efficiency. The priority of the modified FSI preconditioner is verified. The proposed preconditioning technique provides an efficient solution procedure and paves the way for practical application of simultaneous solution for wind-structure interaction computation.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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