• 제목/요약/키워드: Matrix algebra

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Special Function Inverse Series Pairs

  • Alsardary, Salar Yaseen;Gould, Henry Wadsworth
    • Kyungpook Mathematical Journal
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    • 제50권2호
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    • pp.177-193
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    • 2010
  • Working with the various special functions of mathematical physics and applied mathematics we often encounter inverse relations of the type $F_n(x)=\sum\limits_{k=0}^{n}A^n_kG_k(x)$ and $ G_n(x)=\sum\limits_{k=0}^{n}B_k^nF_k(x)$, where 0, 1, 2,$\cdots$. Here $F_n(x)$, $G_n(x)$ denote special polynomial functions, and $A_k^n$, $B_k^n$ denote coefficients found by use of the orthogonal properties of $F_n(x)$ and $G_n(x)$, or by skillful series manipulations. Typically $G_n(x)=x^n$ and $F_n(x)=P_n(x)$, the n-th Legendre polynomial. We give a collection of inverse series pairs of the type $f(n)=\sum\limits_{k=0}^{n}A_k^ng(k)$ if and only if $g(n)=\sum\limits_{k=0}^{n}B_k^nf(k)$, each pair being based on some reasonably well-known special function. We also state and prove an interesting generalization of a theorem of Rainville in this form.

Asymmetric Multiple-Image Encryption Based on Octonion Fresnel Transform and Sine Logistic Modulation Map

  • Li, Jianzhong
    • Journal of the Optical Society of Korea
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    • 제20권3호
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    • pp.341-357
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    • 2016
  • A novel asymmetric multiple-image encryption method using an octonion Fresnel transform (OFST) and a two-dimensional Sine Logistic modulation map (2D-SLMM) is presented. First, a new multiple-image information processing tool termed the octonion Fresneltransform is proposed, and then an efficient method to calculate the OFST of an octonion matrix is developed. Subsequently this tool is applied to process multiple plaintext images, which are represented by octonion algebra, holistically in a vector manner. The complex amplitude, formed from the components of the OFST-transformed original images and modulated by a random phase mask (RPM), is used to derive the ciphertext image by employing an amplitude- and phase-truncation approach in the Fresnel domain. To avoid sending whole RPMs to the receiver side for decryption, a random phase mask generation method based on SLMM, in which only the initial parameters of the chaotic function are needed to generate the RPMs, is designed. To enhance security, the ciphertext and two decryption keys produced in the encryption procedure are permuted by the proposed SLMM-based scrambling method. Numerical simulations have been carried out to demonstrate the proposed scheme's validity, high security, and high resistance to various attacks.

유한체상의 제곱근과 세제곱근을 찾는 알고리즘과 그 응용 (Square and Cube Root Algorithms in Finite Field and Their Applications)

  • 조국화;하은혜;구남훈;권순학
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권12호
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    • pp.1031-1037
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    • 2012
  • Tonelli-Shanks 알고리즘을 변형한 새로운 알고리즘을 통해 효율적으로 제곱근 및 세제곱근을 찾을 수 있는 방법을 연구하였다. 이 논문에서 소개하는 제곱근을 찾는 알고리즘은 Number Field Sieve에 응용할 수 있다. 큰 합성수를 인수분해하는데 가장 효율적인 알고리즘으로 알려진 Number Field Sieve (NFS)는 법 N에 대하여 공통근을 갖는 두 다항식 선택한 후에, sieving, linear algebra, square root 단계를 차례대로 거친다. NFS의 마지막 단계에서는 수체(Number Field)상에서 제곱근을 구하는 과정이 필요한데 이를 유한체(Finite Field)상으로 내려서 계산한 후 CRT(Chinese Remainder Theorem)을 이용하여 수체 상에서의 제곱근으로 복원하는 과정에서 제안된 알고리즘이 사용될 수 있다.

Duality of Paranormed Spaces of Matrices Defining Linear Operators from 𝑙p into 𝑙q

  • Kamonrat Kamjornkittikoon
    • Kyungpook Mathematical Journal
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    • 제63권2호
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    • pp.235-250
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    • 2023
  • Let 1 ≤ p, q < ∞ be fixed, and let R = [rjk] be an infinite scalar matrix such that 1 ≤ rjk < ∞ and supj,k rjk < ∞. Let 𝓑(𝑙p, 𝑙q) be the set of all bounded linear operator from 𝑙p into 𝑙q. For a fixed Banach algebra 𝐁 with identity, we define a new vector space SRp,q(𝐁) of infinite matrices over 𝐁 and a paranorm G on SRp,q(𝐁) as follows: let $$S^R_{p,q}({\mathbf{B}})=\{A:A^{[R]}{\in}{\mathcal{B}}(l_p,l_q)\}$$ and $G(A)={\parallel}A^{[R]}{\parallel}^{\frac{1}{M}}_{p,q}$, where $A^{[R]}=[{\parallel}a_{jk}{\parallel}^{r_{jk}}]$ and M = max{1, supj,k rjk}. The existance of SRp,q(𝐁) equipped with the paranorm G(·) including its completeness are studied. We also provide characterizations of β -dual of the paranormed space.

지연혼합에서의 초기 값으로 고유벡터를 이용하는 암묵신호분리 (Blind Signal Separation Using Eigenvectors as Initial Weights in Delayed Mixtures)

  • 박장식;손경식;박근수
    • 한국음향학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.14-20
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    • 2006
  • 본 논문에서는 지연혼합에서의 암묵신호분리를 위해 분리행렬의 초기 값을 설정하는 방법을 제안한다. 혼합신호의 상호상관행렬에 대한 고유분리를 분석한 후, 고유벡터의 지연정보를 이용하여 초기 값으로 설정한다. 제안하는 방법을 기존의 주파수영역 독립성분분석 (FDICA: Frequency domain independent component analysis)에 초기 값으로 설정하여 분리 성능을 향상시킨다. 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안하는 방법이 신호대간섭비 (SIR: Signal to Interference Ratio)가 우수하고 학습곡선의 수렴속도가 개선됨을 보인다.

광원 및 디스플레이 기기의 색특성 측정의 불확도 평가 (Uncertainty Evaluation of Color Measurement on Light Sources and Display Devices)

  • 박성종;이동훈;김용완;박승남
    • 한국광학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.110-117
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    • 2009
  • 본 논문은 광원 및 디스플레이 기기의 중요한 품질 지표 중 하나인 색특성 측정과 관련하여 대표적인 측정량인 CIE 1931(x, y) 색좌표, CIE 1960(u, v) 색좌표, 상관색온도(correlated color temperature, CCT), 분포온도(distribution temperature)에 대한 측정불확도 평가방법과 그 산출 예를 소개한다. 분광복사계를 사용하여 광원의 상대분광분포를 측정하고 이로부터 위의 색특성 측정량을 계산하는 경우에 대하여 표준소급체계를 소개하고, 상대분광분포의 불확도가 각 색특성 측정량의 불확도로 전파되는 과정을 파장간 상관관계를 고려한 행렬식을 이용하여 일관되게 유도한 후, CIE A 표준광원, LED 백색광, LCD 백색광에 대해 측정불확도 산출 예를 보였다.

The Improvement of Convergence Characteristic using the New RLS Algorithm in Recycling Buffer Structures

  • Kim, Gwang-Jun;Kim, Chun-Suck
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권4호
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    • pp.691-698
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    • 2003
  • 적응 횡단선 필터에서 수렴 속도의 개선을 위해 기존의 최소 평균 자승 알고리즘을 확장한 반복적 최소 자승 알고리즘의 탭 가중치 갱신 메커니즘에 재순환 데이터 버퍼를 이용함으로서 수렴특성을 개선시키는 효율적인 기법을 제시하였다. 본 논문은 기존의 적응 횡단선 필터에 데이터 재순환 버퍼 구조를 제안하여 새로운 RLS 탭 가중치 갱신 알고리즘을 유도하여 조화 평균 학습 곡선의 평균 자승 에러 값에 대한 반복수에 대해서 데이터 재순환 버퍼를 사용한 학습 곡선의 수렴 속도가 버퍼가 없는 경우의 재순환 버퍼 RLS 알고리즘의 수렴 속도보다 비례하여 빠르게 수렴한다는 것을 수학적인 연산을 통해 증명하였다. 채널 진폭의 왜곡의 정도와 재순환 데이터 버퍼 수에 따른 평균 자승 에러에 대한 삼차원 시뮬레이션 결과로부터 고유치 확산이 증가함에 따라 특정 값에 수렴하기 위한 요구된 샘플의 반복수가 비례하여 증가하였으며, 재순환 데이터 버퍼 수 B가 증가함에 따라 요구된 샘플의 반복수가 B배만큼 감소함으로서 제안된 구조에서 RLS 가중치 갱신 알고리즘의 수렴특성이 개선됨을 입증하였다.

인공지능(Artificial Intelligence)과 대학수학교육 (Artificial Intelligence and College Mathematics Education)

  • 이상구;이재화;함윤미
    • 한국수학교육학회지시리즈E:수학교육논문집
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    • 제34권1호
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    • pp.1-15
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    • 2020
  • 첨단 정보통신기술(ICT)인 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터(Big Data) 등이 사회와 경제 전반에 융합돼 혁신적인 변화가 일어나는 요즘, 헬스케어, 지능형 로봇, 가정용 인공지능 시스템(스마트홈), 공유자동차 등은 이미 우리 생활에 깊이 영향을 미치고 있다. 이미 오래전부터 공장에서는 로봇이 사람 대신 일을 하고 있으며(FA, OA), 인공지능 의사도 병원에서 활동을 하고 있고(Dr. Watson), 인공지능 스피커(기가지니)와 인공지능 비서인 구글 어시스턴트가 자연어생성을 하며 우리를 돕고 있다. 이제 인공지능을 이해하는 것은 필수가 되었으며, 인공지능을 이해하기 위해서 수학의 지식은 선택이 아니라 필수가 되었다. 따라서 이런 일들을 가능하게 해주는 수학지식을 설명하는 역할이 수학자들에게 주어졌다. 이에 본 연구진은 인공지능과 머신러닝(Machine Learning, 기계학습)을 이해하기 위해 필요한 수학 개념을 우리의 실정에 맞게 한 학기(또는 두 학기) 분량으로 정리하여, 무료 전자교과서 "인공지능을 위한 기초수학"을 집필하고, 인공지능 분야에 관심이 있는 다양한 전공의 대학생과 대학원생을 대상으로 하는 강좌를 개설하였다. 본 논문에서는 그 개발과정과 운영사례를 공유한다. http://matrix.skku.ac.kr/math4ai/

토픽모델링을 활용한 SIAM Journal on Applied Mathematics의 연구 동향 분석 (Analysis of Research Trends in SIAM Journal on Applied Mathematics Using Topic Modeling)

  • 김성연
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.607-615
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    • 2020
  • 본 연구는 텍스트 마이닝 기법을 이용하여 산업수학과 관련한 논문들의 연구 현황 및 동향을 파악하는데 목적이 있다. 이를 위해 R로 1970년부터 2019년까지 SIAM Journal on Applied Mathematics 총 4910편 논문의 제목, 초록, 주제어를 수집하였으며, LDA 알고리즘 기반의 토픽모델링 분석을 수행하였다. 수집된 자료에 대한 coherence score 분석 결과, 토픽의 최적 개수는 20개로 결정하였으며, 핵심 연구 주제들은 Gibbs 샘플링 방법을 기반으로 추출하였다. 주요 분석 결과는 다음과 같다. 첫째, 해석학과 대수학을 중심으로 계산수학, 기하학, 수학적 모델링, 위상수학, 이산수학, 확률 및 통계학 등 다양한 수학 분야에서 산업수학 관련 연구가 진행되었다. 둘째, 연대별 연구 주제의 동향을 분석한 결과, 상승하는 연구 주제는 수리생물학, 비선형편미분방정식, 이산수학, 통계학, 위상수학으로, 하강하는 연구 주제는 확률론만 나타났다. 셋째, 2015개정 수학교육과정에서 반영되지 않은 분야 중 고등학교 수학교육과정에서 다루어야 할 내용으로 기수법, 행렬, 공간벡터, 복소수가 도출되었다. 마지막으로 분석 결과를 바탕으로 우리나라의 산업수학 활성화 방안과 본 연구의 제한점 및 후속 연구를 제시하였다.

인체의 위 조직 시료에서 자기공명영상장치를 이용한 확산계수 측정에 대한 기초 연구 (Ex Vivo MR Diffusion Coefficient Measurement of Human Gastric Tissue)

  • 문치웅;최기승;;;양영일;장희경;은충기
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.203-209
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    • 2006
  • The aim of this study is to investigate the feasibility of ex vivo MR diffusion tensor imaging technique in order to observe the diffusion-contrast characteristics of human gastric tissues. On normal and pathologic gastric tissues, which have been fixed in a polycarbonate plastic tube filled with 10% formalin solution, laboratory made 3D diffusion tensor Turbo FLASH pulse sequence was used to obtain high resolution MR images with voxel size of $0.5{\times}0.5{\times}0.5mm^3\;using\;64{\times}32{\times}32mm^3$ field of view in conjunction with an acquisition matrix of $128{\times}64{\times}64$. Diffusion weighted- gradient pulses were employed with b values of 0 and $600s/mm^2$ in 6 orientations. The sequence was implemented on a clinical 3.0-T MRI scanner(Siemens, Erlangen, Germany) with a home-made quadrature-typed birdcage Tx/Rx rf coil for small specimen. Diffusion tensor values in each pixel were calculated using linear algebra and singular value decomposition(SVD) algorithm. Apparent diffusion coefficient(ADC) and fractional anisotropy(FA) map were also obtained from diffusion tensor data to compare pixel intensities between normal and abnormal gastric tissues. The processing software was developed by authors using Visual C++(Microsoft, WA, U.S.A.) and mathematical/statistical library of GNUwin32(Free Software Foundation). This study shows that 3D diffusion tensor Turbo FLASH sequence is useful to resolve fine micro-structures of gastric tissue and both ADC and FA values in normal gastric tissue are higher than those in abnormal tissue. Authors expect that this study also represents another possibility of gastric carcinoma detection by visualizing diffusion characteristics of proton spins in the gastric tissues.