• 제목/요약/키워드: Marquardt algorithm

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로그 목적함수의 유사 헤시안을 이용한 라플라스 영역 파형 역산과 레벤버그-마쿼트 알고리듬 (Laplace-domain Waveform Inversion using the Pseudo-Hessian of the Logarithmic Objective Function and the Levenberg-Marquardt Algorithm)

  • 하완수
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제22권4호
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    • pp.195-201
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    • 2019
  • 파형 역산에 사용하는 로그 목적함수는 관측 자료와 모델링 자료의 로그값의 차이를 최소화하는 목적함수이다. 라플라스 영역 파형 역산에서는 주로 로그 목적함수와 유사 헤시안의 대각 성분을 이용하여 최적화를 수행한다. 이 때 유사 헤시안의 대각 성분이 0 또는 0에 가까운 값이 되는 것을 막기 위해 레벤버그-마쿼트 알고리듬을 적용한다. 본 연구에서는 로그 목적함수의 유사 헤시안의 대각 성분을 분석하여 음향파 라플라스 영역 파형 역산에서는 유사 헤시안의 대각 성분이 0 또는 0에 가까운 값을 가지지 않음을 보였다. 따라서 로그 목적함수의 유사 헤시안을 이용한 경사 방향 정규화시 레벤버그-마쿼트 알고리듬을 적용할 필요가 없다. 수치 예제에서 인공합성 자료와 현장 자료를 이용해 레벤버그-마쿼트 기법 없이도 역산 결과를 얻을 수 있음을 보였다.

최적화 알고리즘을 이용한 복개터널 물성값의 역해석 (Back Analysis for the Properties of Cut and Cover Tunnel using Optimization Algorithms)

  • 박병수;전상현
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제8권1호
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    • pp.81-87
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    • 2008
  • 본 연구는 복개터널 안정해석시 이용되는 불확실한 지반물성값을 계측자료로부터 최적화하는 역해석에 관한 연구이다. 이 문제에 적합한 최적화 알고리즘을 선택하기 위하여 Simplex방법, Powell방법, Rosenbrock방법, Leverberg-Marquardt방법의 최적화 알고리즘을 가상의 지반굴착문제에 적용하여 소정의 정확성으로 최적해를 구할 수 있는 신뢰도와 변수평가에 소요되는 연산속도에 관하여 비교분석하였다. 해석결과 각 방법모두 허용규준을 만족한 후 정해에 수렴하였고, 함수평가에 소요되는 연산속도에서 최소자승법의 Levenberg-Marquardt방법과 Rossenbrock방법이 효율적으로 수행되는 것으로 나타났다. 한편 복개터널의 탄성계수와 포아송비를 역해석한 결과 역해석시 고려되는 계측점의 수가 증가할수록 설계변수를 정확하게 평가할 수 있었으며 소요되는 연산속도도 개선되는 것으로 나타났다.

Levenberg-Marquardt 방법을 이용한 육면형 병렬기구의 설치 오차 보정 (Installation Error Calibration by Using Levenberg-Marquardt Method on a Cubic Parallel Manipulator)

  • 임승룡;임현규;최우천;송재복;홍대희
    • 한국정밀공학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.184-191
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    • 2003
  • A parallel manipulator has high stiffness and all the joint errors on the device are not accumulated at the end -effector unlike a serial manipulator. These are the reasons why the parallel manipulator has been widely used in many fields of industry. In the parallel manipulator, it is very important to predict the exact pose of the end-effector when we want to control the end-effector motion. Installation errors have to be determined in order to predict and control the actual position and pose of the end-effector. This paper presents an algorithm to find the whole 36 joint error components with joint clearance errors and measurement errors considered, when a link length measurement sensor is used and data more than 36 times are acquired for 36 different configurations. A simulation test using this algorithm is performed with a Matlab program which uses the Levenberg-Marquardt method that is known to be efficient for non-linear optimization.

비선형 Marquardt 알고리듬을 기초로 활용하는 동물실험을 위한 T1 영상의 예비연구 (A Study of T1 Relaxation and Data Management of Animal Images based on Marquardt Algorithm for MRI)

  • 윤성익;최보영
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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    • pp.56-58
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    • 2004
  • 동물실험을 위한 영상의 개선작업도 인체내 구성물질들과 흡사하고 유동성을 지니고 있으므로 영상의 평가는 기본적으로 일차적 관계의 생화학적 테두리에 있다. 그리고 선구자들이 밝혀준 임상에의 응용에 있어서 아주 작거나 존재하지 않는 것처럼 충분히 작은 미소체적공간으로 가정을 한다. 비선형Marquardt 알고리듬을 응용하여 수학적인 모델링을 도입하고 전개하였다. 본 연구의 목적은 인체와 매우 비슷한 생화학적 구조와 밀도를 가진 동물실험에서 영상을 획득한 후 수학적 모델링을 통한 입체적 체적을 분석하는데 있어서 기준을 제시하고자 한다.

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Precise Edge Detection Method Using Sigmoid Function in Blurry and Noisy Image for TFT-LCD 2D Critical Dimension Measurement

  • Lee, Seung Woo;Lee, Sin Yong;Pahk, Heui Jae
    • Current Optics and Photonics
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    • 제2권1호
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    • pp.69-78
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    • 2018
  • This paper presents a precise edge detection algorithm for the critical dimension (CD) measurement of a Thin-Film Transistor Liquid-Crystal Display (TFT-LCD) pattern. The sigmoid surface function is proposed to model the blurred step edge. This model can simultaneously find the position and geometry of the edge precisely. The nonlinear least squares fitting method (Levenberg-Marquardt method) is used to model the image intensity distribution into the proposed sigmoid blurred edge model. The suggested algorithm is verified by comparing the CD measurement repeatability from high-magnified blurry and noisy TFT-LCD images with those from the previous Laplacian of Gaussian (LoG) based sub-pixel edge detection algorithm and error function fitting method. The proposed fitting-based edge detection algorithm produces more precise results than the previous method. The suggested algorithm can be applied to in-line precision CD measurement for high-resolution display devices.

렌즈의 왜곡 모델을 이용한 카메라 보정에 관한 연구 (A Study on the Camera Calibration Using Lens Distortion Model)

  • Dong Min Woo
    • 전자공학회논문지B
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    • 제31B권2호
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    • pp.56-68
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    • 1994
  • The objective of camera calibration is to determine the internal optical characteristics of camera and the three-dimensional position and orientation of camera with respect to the real world. Calibration procedure for computer vision should be automatical, accurate and applicable to general purpose cameras and lenses. In this paper, we present camera calibration method which meets the above requirements. The algorithm is based on the two-stage method which takes into account lens distortion in the second stage. In this paper, the overdetermined nonlinear system is established in terms of the constraints to all directions and our calibration algorithm is proposed which is constructed by using Marquardt iterations and our calibration algorithm is proposed which is constructed by using Marquardt iteration method in solving nonlinear equations. Experimental results indicate that lens distortion should be taken into consideration for the calibration of the general-purpose lens. With 24 calibration points acquired out of 512$\times$512 image, the proposed algorithm came up with average error of less than 1 pixel and showed a higher accuracy over the conventional two-stage method.

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고속도로 통행량 예측을 위한 새로운 동적 알고리즘 (A New Dynamic Prediction Algorithm for Highway Traffic Rate)

  • 이광연;박기섭
    • 한국시뮬레이션학회논문지
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    • 제29권3호
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    • pp.41-48
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    • 2020
  • 본 논문에서는 고속도로 통행량을 보다 정확하게 예측하기 위한 새로운 방법으로 통행량에 대한 누적분포함수를 이용한 동적 예측 알고리즘을 제시한다. 여기서 누적분포함수의 근사함수를 수치적 방법인 내츄럴 큐빅 스플라인(natural cubic spline) 보간법과 레벤버그-마쿼트(Levenberg-Marquardt) 방법을 통해 얻는다. 이 알고리즘은 금융수학에서 활용하는 누적 분포함수를 이용한 난수 생성 알고리즘을 통행량 예측에 알맞도록 새롭게 구조화한 것이다. 이 알고리즘으로 고속도로 통행량을 시뮬레이션하면 실제 통행량과 매우 흡사한 결과를 얻을 수 있음을 확인할 수 있다. 따라서 이 알고리즘은 고속도로뿐만 아니라 통행량 예측이 필요한 다양한 분야에서 활용할 수 있는 새로운 알고리즘이다.

LM 최적화 알고리즘을 이용한 유리함수 모델의 데이터 피팅 (A Data Fitting Technique for Rational Function Models Using the LM Optimization Algorithm)

  • 박재한;배지훈;백문홍
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제17권8호
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    • pp.768-776
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    • 2011
  • This paper considers a data fitting problem for rational function models using the LM (Levenberg-Marquardt) optimization method. Rational function models have various merits on representing a wide range of shapes and modeling complicated structures by polynomials of low degrees in both the numerator and denominator. However, rational functions are nonlinear in the parameter vector, thereby requiring nonlinear optimization methods to solve the fitting problem. In this paper, we propose a data fitting method for rational function models based on the LM algorithm which is renowned as an effective nonlinear optimization technique. Simulations show that the fitting results are robust against the measurement noises and uncertainties. The effectiveness of the proposed method is further demonstrated by the real application to a 3D depth camera calibration problem.

MOS 센서어레이를 이용한 냄새 분류 및 농도추정을 위한 LM-BP 알고리즘 응용 (LM-BP algorithm application for odour classification and concentration prediction using MOS sensor array)

  • 최찬석;변형기;김정도
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.210-210
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    • 2000
  • In this paper, we have investigated the properties of multi-layer perceptron (MLP) for odour patterns classification and concentration estimation simultaneously. When the MLP may be has a fast convergence speed with small error and excellent mapping ability for classification, it can be possible to use for classification and concentration prediction of volatile chemicals simultaneously. However, the conventional MLP, which is back-Propagation of error based on the steepest descent method, was difficult to use for odour classification and concentration estimation simultaneously, because it is slow to converge and may fall into the local minimum. We adapted the Levenberg-Marquardt(LM) algorithm [4,5] having advantages both the steepest descent method and Gauss-Newton method instead of the conventional steepest descent method for the simultaneous classification and concentration estimation of odours. And, We designed the artificial odour sensing system(Electronic Nose) and applied LM-BP algorithm for classification and concentration prediction of VOC gases.

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손실 반공간에 묻힌 원통형 산란체의 검출 및 영상제구성에 의한 식별 (Iterative Teconstruction of a Cylinder Buried in the Lossy Half Space)

  • 김정석;나정웅
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.939-945
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    • 2000
  • 손실 반공간 묻혀 원동형 산란체와 주면 매질의 특성을 반복 기법 최적화 역산란을 적용하여 구했다. 산란파는 경계요소법을 이용하여 계산하였으며 산란체의 크기, 위치 내부매질의 비유전율, 도전율, 주변 매질의 비유전율, 도전율 등의 파라미터는 측정 산란파로부터 유전 알고리즘과 Levenberg-Marquardt 알고리즘의 혼합 알고리즘을 이요하여 역으로 계산하였다. 산란타의 측정오차에 의한 illposedness는 파수 영역에서 자수함수적으로 감쇠하는 감쇠모드를 제거하여 안정하시켰다.

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