• 천문학회보
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• 제38권1호
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• pp.36.2-36.2
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• 2013

The SPICA (SPace Infrared Telescope for Cosmology & Astrophysics) project is a next-generation infrared space telescope optimized for mid- and far-infrared observation with a cryogenically cooled 3m-class telescope. The focal plane instruments onboard SPICA will enable us to resolve many astronomical key issues from the formation and evolution of galaxies to the planetary formation. The FPC-S (Focal Plane Camera - Sciecne) is a near-infrared instrument proposed by Korea as an international collaboration. Owing to the capability of both low-resolution imaging spectroscopy and wide-band imaging with a field of view of $5^{\prime}{\times}5^{\prime}$, it has large throughput as well as high sensitivity for diffuse light compared with JWST. In order to strengthen advantages of the FPC-S, we propose the studies of probing population III stars by the measurement of cosmic near-infrared background radiation and the star formation history at high redshift by the discoveries of active star-forming galaxies. In addition to the major scientific targets, to survey large area opens a new parameter space to investigate the deep Universe. The good survey capability in the parallel imaging mode allows us to study the rare, bright objects such as quasars, bright star-forming galaxies in the early Universe as a way to understand the formation of the first objects in the Universe, and ultra-cool brown dwarfs. Observations in the warm mission will give us a unique chance to detect high-z supernovae, ices in young stellar objects (YSOs) even with low mass, the $3.3{\mu}$ feature of shocked circumstance in supernova remnants. Here, we report the current status of SPICA/FPC project and its extragalactic sciences.

• 전기전자학회논문지
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• 제21권4호
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• pp.388-396
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• 2017

얼굴 검출에는 다양한 포즈, 빛의 세기, 얼굴이 가려지는 현상 등의 많은 변수가 존재하므로, 높은 성능의 검출 시스템이 요구된다. 이에 영상 분류에 뛰어난 Convolutional Neural Network (CNN)이 적절하나, CNN의 많은 연산은 고성능 하드웨어 자원을 필요로한다. 그러나 얼굴 검출을 위한 소형, 모바일 시스템의 개발에는 저가의 저전력 환경이 필수적이고, 이를 위해 본 논문에서는 소형의 FPGA를 타겟으로, 얼굴 검출에 적절한 3-Stage Cascade CNN 구조를 기반으로하는 CPU-FPGA 통합 시스템을 설계 구현한다. 가속을 위해 알고리즘 단계에서 Adaptive Region of Interest (ROI)를 적용했으며, Adaptive ROI는 이전 프레임에 검출된 얼굴 영역 정보를 활용하여 CNN이 동작해야 할 횟수를 줄인다. CNN 연산 자체를 가속하기 위해서는 FPGA Accelerator를 이용한다. 가속기는 Bottleneck에 해당하는 Convolution 연산의 가속을 위해 FPGA 상에 다수의 FeatureMap을 한번에 읽어오고, Multiply-Accumulate (MAC) 연산을 병렬로 수행한다. 본 시스템은 Terasic사의 DE1-SoC 보드에서 ARM Cortex A-9와 Cyclone V FPGA를 이용하여 구현되었으며, HD ($1280{\times}720$)급 입력영상에 대해 30FPS로 실시간 동작하였다. CPU-FPGA 통합 시스템은 CPU만을 이용한 시스템 대비 8.5배의 전력 효율성을 보였다.

• 한국습지학회지
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• 제7권2호
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• pp.121-132
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• 2005

천수만 황도 갯벌의 IKONOS 영상을 이용한 표층 퇴적상 분류를 위하여 광학 반사도를 입도, 조류로의 형태, 지잔존수 (surface remnant water)의 면적비와 같은 다양한 퇴적환경 요소들과 비교하였다. IKONOS 영상과 갯벌 내의 소지형별 퇴적환경 사이의 관계를 분석하기 위하여 Echo-sounder를 이용하여 갯벌 Digital Elevation Model (DEM)을 만들었다. 펄-혼합 퇴적상과 모래 퇴적상의 경계에서 광학 반사도의 차이가 뚜렷하게 나타났으며 사주의 구분도 가능하였다. 펄-혼합 퇴적상 지역은 조류로가 매우 복잡하게 발달하고 있으며 지형이 상대적으로 높은 곳에 위치하고 있었다. 펄과 혼합 퇴적의 경계에서 지표수의 존재 유무가 다르게 나타났으나 광학 반사도의 차이가 뚜렷하지 않았다. 모래 퇴적상의 경우 조류로가 단순하게 직선형으로 발달했으며 지형도 상대적으로 낮은 지역에 분포하였으며 지표잔존수가 거의 전 지역을 덮고 있어 광학 반사도가 낮게 나타났다. 최대우도 분류법을 이용한 표층 퇴적상 분류정밀도는 86.2 %로 나타났다. 이 결과로부터 IKONOS와 같은 고해상도 영상에 대해 지표잔존수, 조류로 분포와 지형 등의 갯벌 퇴적학적 특성을 고려한다면 펄, 혼합 그리고 모래 퇴적상 구분은 가능하다는 것을 알 수 있다.

• 한국지구과학회지
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• 제24권8호
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• pp.657-667
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• 2003

현세-후기 플라이스토세의 부정합적 경계면을 조사하기 위하여 한국 서해 경기만 조간대에서 심부시추와 탄성파 탐사를 실시하였다. 분석된 모든 시추 퇴적물에서 현세 퇴적층(Unit I) 하부에 놓이는 최대 4m두께의 산화되고, 반고화된 특징을 보이는 황갈색의 산화대층(oxidized-sedimentary layer)이 발견되었다. 이 세립질의 산화대층에서 나타나는 황갈색의 퇴적물 색, 높은 N 값과 낮은 함수율의 준고화된 상태, 동토구조, 스멕타이트 광물의 부재 그리고 높은 퇴적물 화학적 풍화지수(Ba/Sr 비) 등의 다양한 특성은 퇴적물의 대기중 노출과 풍화의 중요한 증거로 제시된다. 탄소동위원소 연대와 함께 이러한 여러 증거들을 고려할 때, Unit II의 상부 산화대층은 초기 현세까지 계속되는 저해수면 동안 대기중에 노출되어 풍화 및 산화작용으로 인하여 퇴적물의 특성이 변질되어 형성된 것으로 해석된다. 따라서 산화대층의 상부 경계면은 현세와 선현세(후기 플라이스토세) 퇴적층을 구분하는 부정합면으로 제시되며, 탄성파 자료에서 나타나는 강한 반사면(prominent near-surface reflector)과 잘 일치한다.

• 한국통신학회논문지
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• 제37권7A호
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• pp.586-599
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• 2012

본 논문에서는 RGB영상과 깊이영상을 사용하여 얼굴검출 및 추적을 고속으로 수행할 수 있는 방법을 제안한다. 이 방법은 얼굴검출 과정과 얼굴추적 과정으로 구성되며, 얼굴검출 과정은 기본적으로 기존의 Adaboost 방법을 사용하나, 깊이영상을 사용하여 탐색영역을 축소한다. 얼굴추적은 템플릿 매칭방법을 사용하며, 조기종료 기법을 사용하여 수행시간을 줄였다. 이 방법들을 구현하여 실험한 결과, 얼굴검출 방법은 기존의 방법에 비해 약 39%의 수행시간을 보였으며, 얼굴추적 방법은 $640{\times}480$ 해상도의 프레임 당 2.48ms의 추적시간을 보였다. 또한 검출율에 있어서도 제안한 얼굴검출 방법은 기존의 방법에 비해 약간 낮은 검출률을 보였으나, 얼굴로 인식하였지만 실제로는 얼굴이 아닌 경우의 오검출률에 있어서는 기존방법의 약 38% 향상된 성능을 보였다. 또한 얼굴추적 방법은 추적시간과 추적 정확도에 있어서 상보적인 관계를 가지며, 특별한 경우를 제외한 모든 경우에서 약 1%의 낮은 추적오차율을 보였다. 따라서 제안한 얼굴검출 및 추적방법은 각각 또는 결합하여 고속 동작과 높은 정확도를 필요로 하는 응용분야에 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제34권1호
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• pp.8-13
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• 2013

Persons with sensorineural hearing impairment have troubles in hearing at noisy environments because of their deteriorated hearing levels and low-spectral resolution of the auditory system and therefore, they use hearing aids to compensate weakened hearing abilities. Various algorithms for hearing loss compensation and environmental noise reduction have been implemented in the hearing aid; however, the performance of these algorithms vary in accordance with external sound situations and therefore, it is important to tune the operation of the hearing aid appropriately in accordance with a wide variety of sound situations. In this study, a sound classification algorithm that can be applied to the hearing aid was suggested. The proposed algorithm can classify the different types of speech situations into four categories: 1) speech-only, 2) noise-only, 3) speech-in-noise, and 4) music-only. The proposed classification algorithm consists of two sub-parts: a feature extractor and a speech situation classifier. The former extracts seven characteristic features - short time energy and zero crossing rate in the time domain; spectral centroid, spectral flux and spectral roll-off in the frequency domain; mel frequency cepstral coefficients and power values of mel bands - from the recent input signals of two microphones, and the latter classifies the current speech situation. The experimental results showed that the proposed algorithm could classify the kinds of speech situations with an accuracy of over 94.4%. Based on these results, we believe that the proposed algorithm can be applied to the hearing aid to improve speech intelligibility in noisy environments.

• 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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• 제30권12호
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• pp.1228-1238
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• 2003

이 논문에서는 컴퓨터 시각 인식 방법에 의해 모니터 상에 사용자가 쳐다보고 있는 시선 위치를 파악하기 위한 새롭고 실용적인 방법을 제안한다. 일반적으로 사용자가 모니터 상의 한 위치를 쳐다보기 위해서는 얼굴 및 눈동자를 동시에 움직이는 경향이 있다. 기존의 시선 위치 추적 시스템은 사용자의 얼굴 전체를 취득할 수 있는 단 하나의 광각 카메라 시스템을 주로 많이 이용하였다. 그러나 이러한 경우 영상의 해상도가 많이 떨어져서 사용자의 눈동자 움직임을 정확하게 추적하기 어려운 문제점이 있다. 그러므로 이 논문에서는 광각 카메라(얼굴의 움직임에 의한 시선 위치 추적용) 및 눈 영역을 확대하여 취득하는 협각 카메라(눈동자 움직임에 의한 시선 위치 추적용), 즉 이중 카메라를 이용하여 시선 위치 추적 시스템을 구현하였다. 얼굴의 움직임 시 전체적인 위치가 변화될 눈동자의 움직임을 정확히 추적하기 위해, 협각 카메라에는 광각 카메라로부터 추출된 눈 특징점의 위치를 기반으로 한 자동 초점 및 자동 상하/좌우 회전 기능이 포함되어 있으며, 눈 특징점을 보다 빠르고 정확하게 추출하기 위해 이중 적외선 조명을 사용하였다. 실험 결과, 본 논문에서는 실시간으로 동작하는 시선 위치 추적 시스템을 구현할 수 있었으며, 이때 얼굴 및 눈동자 움직임을 모두 고려하여 계산한 모니터상의 시선 위치 정확도는 약 3.44cm의 최소 자승 에러성능을 나타냈다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제38권6_1호
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• pp.1015-1023
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• 2022

착륙선의 진입-하강-착륙 과정에는 많은 환경적 및 기술적 어려움이 수반된다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 방안으로, 최근 착륙선에는 지형상대항법 기술이 필수적으로 고려되고 있다. 지형상대항법은 하강하는 착륙선에서 수집되는 Inertial Measurement Unit (IMU) 데이터 및 영상 데이터를 기 구축된 참조 데이터와 비교하여 착륙선의 위치 및 자세를 추정하는 기술이다. 본 논문에서는 화성에서 활용할 지형상대항법 기술을 개발하기 위해 그 핵심 기술 요소로서 하강 데이터셋 생성 및 랜드마크 추출 방법을 제시한다. 제안방법은 화성착륙 시뮬레이션 궤적정보를 이용하여 하강하는 착륙선의 IMU 데이터를 생성하며, 이에 맞추어 고해상도 정사영상지도 및 수치표고모델로부터 ray tracing 기법을 통해 하강영상을 생성한다. 랜드마크 추출은 텍스쳐 정보가 부족한 화성 표면의 특성을 고려하여 영역 기반 추출 방식으로 이루어지며, 정합 정확도와 속도 향상을 위해 탐색영역 축소가 수행된다. 하강영상 생성 방법의 성능분석 결과는 제안방법으로 촬영 기하학적 조건을 만족시키는 영상 생성이 가능함을 보여주었으며, 랜드마크 추출 방법의 성능분석 결과는 제안방법을 통해 수 미터 수준의 위치 추정 정확도를 담보하면서 동시에 특징점 기반 방식만큼의 처리속도 확보가 가능함을 보여주었다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제43권1호
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• pp.52-60
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• 2022

Purpose: For now, cognitive load is assessed based on survey-based methods, which can be difficult to track the amount of cognitive load in real-time. In this study, we investigated the difference in electrophysiological activation due to different levels of cognitive load not only at sensor-level but also at source-level using electroencephalogram that might be potentially used for quantitative cognitive load evaluation. Materials and Methods: In this study, ten healthy subjects (mean age 24.3 ± 2.1, three female) participated the experiment. All participants performed 4 sessions of n-back task in different difficulties: 0-, 1-, 2-, and 3-back during electroencephalogram recording. For sensor-level analysis, we calculated the event-related potential and event-related spectral perturbation while low resolution brain electromagnetic tomography (LORETA) to estimate the source activation. Each result was compared between different workload conditions using statistical analysis. Results: Statistical results revealed that the accuracy of the task performance was significantly different between different cognitive loads (p = 0.018). The post-hoc analysis confirmed that the accuracy of the 3-back task was significantly decreased compared to 1-back condition (p = 0.018), but not with 2-back condition (p = 0.180). ERP results showed that P300 target amplitude between 1-back and 3-back had a marginal difference in Cz (p = 0.059) and Pz(p = 0.093). A significant inhibition in Cz high-beta activation (p = 0.017) and decrease in source activation of right parahippocampal gyrus was found in 3-back condition compared to 1-back condition (p < 0.05). Conclusion: In this study, we compared the sensor- and source-level differences in electroencephalogram between different levels of cognitive load, that were found to be in line with the previous reports related to cognitive load evaluation. We expect that the outcome of the current study can be used as a feature to establish a quantitative cognitive load assessment system.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권3호
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• pp.1-9
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• 2024

본 연구는 대기외란 조건에서 비전센서를 활용하여 구조물의 동적 변위 측정을 위하여 멀티스케일 템플릿 매칭 기법 (TMI: Template Matching with Image pyramids)을 제안하고 제안기법의 변위 측정 성능을 조사하기 위해 진행되었다. 촬영거리에 따른 변위 측정 성능을 평가하기 위해 3층 전단 구조물을 설계하였으며, FHD(1920×1080)급 카메라를 준비하여 변위 계측에 사용하였다. 최초 촬영거리를 10m로 설정하였고, 10m씩 멀어지면서 최대 40m까지 변위 측정 실험을 진행하였다. 실내 조도 조건(450lux)에서 발열 기구를 활용하여 대기외란을 발생시켰으며, 대기외란으로 이미지를 왜곡시켰다. 사전실험을 통해 대기외란시 특징점 기반 변위 측정 방법과 제안기법의 변위 측정 타당성을 비교 검증하였으며, 검증 결과 제안기법의 낮은 측정 에러율을 나타냈다. 대기외란 환경에서 변위 측정 성능평가 결과, 인공 타겟을 활용한 TMI는 대기외란 유무에 따라 변위 측정 성능에 큰 차이가 없었다. 하지만 자연 타겟을 활용하였을 때, 20m 이상의 촬영거리에서 RMSE가 크게 상승하여 제안기법의 운용 한계를 보여줬다. 이는 촬영거리 증가에 따라 자연 타겟의 해상도가 저하되며, 대기외란으로 인한 이미지 왜곡이 템플릿 이미지 추정에 오류가 발생 되어 변위 측정 오차가 높게 발생하는 경향을 나타냈다.