• 제목/요약/키워드: Performance Experiment and Evaluation

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A hybrid algorithm for the synthesis of computer-generated holograms

  • Nguyen The Anh;An Jun Won;Choe Jae Gwang;Kim Nam
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2003년도 하계학술발표회
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    • pp.60-61
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    • 2003
  • A new approach to reduce the computation time of genetic algorithm (GA) for making binary phase holograms is described. Synthesized holograms having diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are proven in computer simulation and experimentally demonstrated. Recently, computer-generated holograms (CGHs) having high diffraction efficiency and flexibility of design have been widely developed in many applications such as optical information processing, optical computing, optical interconnection, etc. Among proposed optimization methods, GA has become popular due to its capability of reaching nearly global. However, there exits a drawback to consider when we use the genetic algorithm. It is the large amount of computation time to construct desired holograms. One of the major reasons that the GA' s operation may be time intensive results from the expense of computing the cost function that must Fourier transform the parameters encoded on the hologram into the fitness value. In trying to remedy this drawback, Artificial Neural Network (ANN) has been put forward, allowing CGHs to be created easily and quickly (1), but the quality of reconstructed images is not high enough to use in applications of high preciseness. For that, we are in attempt to find a new approach of combiningthe good properties and performance of both the GA and ANN to make CGHs of high diffraction efficiency in a short time. The optimization of CGH using the genetic algorithm is merely a process of iteration, including selection, crossover, and mutation operators [2]. It is worth noting that the evaluation of the cost function with the aim of selecting better holograms plays an important role in the implementation of the GA. However, this evaluation process wastes much time for Fourier transforming the encoded parameters on the hologram into the value to be solved. Depending on the speed of computer, this process can even last up to ten minutes. It will be more effective if instead of merely generating random holograms in the initial process, a set of approximately desired holograms is employed. By doing so, the initial population will contain less trial holograms equivalent to the reduction of the computation time of GA's. Accordingly, a hybrid algorithm that utilizes a trained neural network to initiate the GA's procedure is proposed. Consequently, the initial population contains less random holograms and is compensated by approximately desired holograms. Figure 1 is the flowchart of the hybrid algorithm in comparison with the classical GA. The procedure of synthesizing a hologram on computer is divided into two steps. First the simulation of holograms based on ANN method [1] to acquire approximately desired holograms is carried. With a teaching data set of 9 characters obtained from the classical GA, the number of layer is 3, the number of hidden node is 100, learning rate is 0.3, and momentum is 0.5, the artificial neural network trained enables us to attain the approximately desired holograms, which are fairly good agreement with what we suggested in the theory. The second step, effect of several parameters on the operation of the hybrid algorithm is investigated. In principle, the operation of the hybrid algorithm and GA are the same except the modification of the initial step. Hence, the verified results in Ref [2] of the parameters such as the probability of crossover and mutation, the tournament size, and the crossover block size are remained unchanged, beside of the reduced population size. The reconstructed image of 76.4% diffraction efficiency and 5.4% uniformity is achieved when the population size is 30, the iteration number is 2000, the probability of crossover is 0.75, and the probability of mutation is 0.001. A comparison between the hybrid algorithm and GA in term of diffraction efficiency and computation time is also evaluated as shown in Fig. 2. With a 66.7% reduction in computation time and a 2% increase in diffraction efficiency compared to the GA method, the hybrid algorithm demonstrates its efficient performance. In the optical experiment, the phase holograms were displayed on a programmable phase modulator (model XGA). Figures 3 are pictures of diffracted patterns of the letter "0" from the holograms generated using the hybrid algorithm. Diffraction efficiency of 75.8% and uniformity of 5.8% are measured. We see that the simulation and experiment results are fairly good agreement with each other. In this paper, Genetic Algorithm and Neural Network have been successfully combined in designing CGHs. This method gives a significant reduction in computation time compared to the GA method while still allowing holograms of high diffraction efficiency and uniformity to be achieved. This work was supported by No.mOl-2001-000-00324-0 (2002)) from the Korea Science & Engineering Foundation.

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약용식물(Artemisia, Acanthopanax and Garlic)의 급여가 돼지의 생산성에 미치는 영향 (Effects of Supplemental Medicinal Plants (Artemisia, Acanthopanax and Garlic) on Productive Performance of Sows and on Growth and Carcass Traits in Finishing Pigs)

  • 장해동;이제현;홍성민;정지홍;김인호
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제52권2호
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    • pp.103-110
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    • 2010
  • 본 연구는 약용식물(Artemisia, Acanthopanx and Garlic)이 함유된 배합사료 급여시 돼지의 생산성에 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 시험 1은 모돈 90두 공시하였다. 시험 설계는 1) CON (basal diet), 2) BM1 (basal diet +약용식물 0.1%) 및 3) BM2 (basal diet +약용식물 0.2%)로 3개 처리로 하였다. 등지방두께 변화량은 대조구에 비해 약용식물 급여 처리구가 낮은 감소량을 나타내었다(P<0.05). 자돈의 증체량은 대조구에 비해 약용식물 급여처리구가 높은 증체량을 나타내었다(P<0.05). 하지만, 모돈 사료섭취량, 직장온도 및 자돈의 생존율에서는 처리구간 차이를 나타내지 않았다. 시험2는 비육돈에 약용식물 급여시 생산성이 미치는 영향을 알아보기 위해 실시하였다. 시험 개시시 체중이 $65.21\;{\pm}\;0.04\;kg$인 3원 교잡종(Landrace ${\times}$ Yorkshire ${\times}$ Duroc)의 비육돈 60두를 공시하였으며, 8주간 사양시험을 실시하였다. 시험 설계는 1) CON (basal diet), 2) BM1 (basal diet +약용식물 0.1%) 및 3) BM2 (basal diet +약용식물 0.2%)로 3개 처리를 하여 처리당 5반복, 반복당 4두씩 완전임의 배치하였다. 4~8주와 전체기간에서 일당증체량에서 약용식물처리구가 대조구에 비해 유의적으로 높게 나타내었다(P<0.05). 등심의 pH와 가열감량에서는 CON 처리구가 BM1 처리구에 비해 유의적으로 높게 나타내었다(P<0.05). 보수력과 육즙감량에서는 대조구에 비해 약용식물 처리구가 유의적으로 높게 나타내었다(P<0.05). 육색, 지방산패도 및 등심단면적에서는 처리구간 차이를 나타내지 않았다. 결론적으로 비육돈에서는 일당 증체량, 보수력 및 가열 감량에서 효과를 나타내었으며, 모돈에서는 등지방두께 감소율과 복당증체량에 효과를 나타내었다.

초고강도 콘크리트의 고온 변형 특성을 고려한 변형모델 상수 검토 (Examination of Strain Model Constants considering Strain Properties at High Temperature of Ultra-high-strength Concrete)

  • 황의철;김규용;최경철;윤민호;이보경
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.91-97
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    • 2016
  • 초고강도 콘크리트를 이용한 부재의 내화 성능을 검토하기 위해서는 실제부재 단위의 시험에 의한 평가가 요구되고 있다. 그러나 실제부재 실험을 하기 위해서는 재하 능력이 큰 시험 장비가 필요하기 때문에, 재료 모델을 이용한 해석적 연구를 통해 내화 성능을 평가하고 있다. 본 연구에서는 80, 130 및 180 MPa의 초고강도 콘크리트를 대상으로 고온 가열시의 변형 특성을 실험적으로 평가하고 초고강도 콘크리트에 대한 기존 변형 모델의 적용을 검토했다. 그 후, 최소 제곱법에 의해 실험 값과 기존의 변형 모델을 적용한 계산 값의 누적 오차가 가장 작은 상수 값을 도출하고 초고강도 콘크리트에 적용 할 수 있는 변형 모델을 제시했다.

하이 볼륨 플라이애쉬 철근콘크리트 보의 전단거동 실험 (Experiment of Shear Behavior of Reinforced Concrete Beams with High Volume Fly Ash)

  • 유성원;이형집
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제26권4호
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    • pp.525-532
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    • 2014
  • 화력발전소에서 발생되는 플라이애쉬는 콘크리트의 첨가재로 사용되는 것이 석탄회 재활용 방안 중 최선으로 알려져 있다. 이러한 석탄회는 최근 더 이상 매립이 불가능하여 콘크리트에 다량 첨가가 시도되고 있다. 그럼에도 불구하고 현재까지 하이볼륨 플라이애쉬(high volume fly ash: HVFA) 시멘트 콘크리트의 연구분야는 주로 재료적인 분야에 대해서만 수행되어지고 있는 실정이다. 그러나 하이볼륨 플라이애쉬 시멘트 콘크리트의 구조재료로의 적용을 위해서는 구조 부재 전단거동 등에 대한 연구가 필수적이다. 이를 위하여 이 논문에서는 플라이애쉬 치환율 0, 35% 및 50%, 압축강도 20, 40 및 60 MPa 그리고 전단철근량 3수준을 실험변수로 하여 플라이애쉬 시멘트 철근콘크리트 보 27개를 제작하여 이들의 전단거동을 실험적으로 평가하였다. 실험 결과에 의하면 플라이애쉬를 첨가하지 않은 일반 콘크리트(FA=0%)와 35%, 50% 플라이애쉬 시멘트 콘크리트 부재의 전단거동은 크게 차이나지 않음을 알 수 있었다.

실시간 혈관내초음파 영상을 위한 후단부 시스템 구현 (Implementation of a backend system for real-time intravascular ultrasound imaging)

  • 박준원;문주영;이준수;장진호
    • 한국음향학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.215-222
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    • 2018
  • 본 논문은 실시간 혈관내초음파 영상을 위한 후단부 시스템 개발과 성능 평가 결과에 관한 것이다. 개발한 후단부 시스템은 로직 사용량과 메모리 사용량을 최소화할 수 있는 효율적인 LUTs (Look-up Tables)을 사용하여 외부 메모리 없이 하나의 FPGA (Field Programmable Gate Array)만으로 시스템을 구성함으로써 시스템의 저비용, 소형화, 경량화가 가능하도록 설계하였다. 구현한 후단부 시스템의 정확도는 FPGA의 출력값과 VHDL (VHSIC Hardware Description Language) 코드를 MATLAB 프로그램을 사용하여 동일하게 구현하여 얻은 결과를 비교함으로써 검증하였다. 토끼 동맥을 이용한 ex-vivo 실험을 통하여 개발한 후단부 시스템이 실시간 혈관내초음파 영상에 적합함을 확인하였다.

LoRa 모듈을 이용한 GPS기반 무선 분실 방지 시스템 구현 (Implementation of GPS-based Wireless Loss Prevention System using the LoRa Module)

  • 고준혁;한동균;이세라;박하연;김동회
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제18권4호
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    • pp.761-768
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    • 2017
  • 블루투스 통신을 이용한 분실 방지기는 짧은 통신거리를 가지기 때문에 일정한 거리를 벗어나면 분실물의 위치를 알 수 없다는 단점을 가지고 있다. 기존 분실 방지기의 단점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 상대적으로 긴 통신거리를 가지는 LoRa 통신과 위치 추적을 위한 통신료가 필요 없는 GPS 기반 무선 분실 방지 시스템을 제안한다. 제안하는 분실 방지기는 원격 제어 애플리케이션을 스마트 폰에서 실행하여 Lora 통신을 이용해 분실 방지기의 장거리 GPS 좌표 정보를 구글 지도상에서 확인할 수 있는 시스템이다. 구현된 제안시스템의 성능 평가를 위해 개활지, 실내, 실내-실외에서 데이터 송수신 실험을 진행하였고 실험 결과는 제안된 시스템이 장거리에서도 성능이 우수함을 확인하였다.

초경엔드밀 적용 표면처리 조성별 마모특성 영향 평가 (The Evaluation of Wear Characteristics Depending on Components of Surface Treatment for Cemented Carbide Endmill)

  • 윤일채;김동배;윤국태;윤인준;이지형;고태조
    • 한국정밀공학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.513-519
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    • 2014
  • For depth machining in die and mold, Electrical Discharge Machining (EDM) is used generally. To make deep hole and deep shape efficiently, cemented carbide endmill for depth machining is necessary. For this purpose, cemented carbide endmill was designed using design of experiment (DOE). To improve cutting performance, endmill was coated with multilayer surface treatment, TiAlCrSiN and TiAlCrN, for higher wear resistance. In order to evaluate the endmill, Transverse Rupture Strength (TRS) test was tried for investigating the relationship between surface treatment and strength in endmill body. Scratch test was also used for measuring adhesion force of each surface treatment. To evaluate hardness of surface treatment, Atomic Force Microscope (AFM) analysis was carried out. Wear test was executed for characteristics of each surface treatment in high temperature. Consequently, TiAlCrSiN was superior to the TiAlCrN coating in case of high temperature environment such as cutting.

STW를 이용한 웹 문서 장르 분류에 관한 연구 (A Research for Web Documents Genre Classification using STW)

  • 고병규;오군석;김판구
    • 정보화연구
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    • 제9권4호
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    • pp.413-422
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    • 2012
  • 웹 문서의 지속적인 증가로 인해 텍스트 기반, Page Rank 등의 방법으로 한 연구들이 증가하고 있다. 특히 웹 문서 내 URL 정보, HTML Tag 정보 등을 활용하는 연구들이 다시 주목을 받고 있다. 따라서 웹 문서 장르 분류를 위해 앞서 언급한 웹 문서 내 특징 요소들을 바탕으로 본 논문에서는 STW(Semantic Term Weight)를 적용하여 웹 문서 장르 분류하는 연구를 기술한다. 웹 문서 장르 분류에 사용되는 데이터 셋은 학습 문서와 테스트 문서로 구성되고, SVM 알고리즘을 사용하여 웹 문서 분류 실험을 수행한다. 학습 과정을 위해 20-Genre-collection corpus 내 1,000여개의 문서를 선정하여 SVM 알고리즘을 통해 학습하였고, 테스트 과정에서 사용된 데이터 셋은 KI-04 corpus를 사용하였다. 테스트 과정 후 STW를 사용한 실험과 STW를 사용하지 않은 실험으로 분류하여 정확도를 측정하였다. 또한 이를 바탕으로 1,212개의 테스트 문서를 분류하였다. 그 결과 STW를 사용한 실험 이 그렇지 않은 실험 보다 약 10.2% 높은 정확도를 보였다.

소형 임베디드 장치를 위한 경량 컨볼루션 모듈 기반의 검출 모델 (Lightweight Convolution Module based Detection Model for Small Embedded Devices)

  • 박찬수;이상훈;한현호
    • 융합정보논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.28-34
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    • 2021
  • 딥러닝을 이용한 객체 검출의 경우 정확도와 실시간성을 모두 요구한다. 그러나, 한정된 자원 환경에서는 수 많은 양의 데이터를 처리하는 딥러닝 모델을 사용하기 어렵다. 이러한 문제 해결을 위해 본 논문에서는 소형임베디드 장치를 위한 객체 검출을 모델을 제안하였다. 일반적인 검출 모델과 달리 사전 학습된 특징 추출기를 제거한 구조를 사용하여 모델 크기를 최소화하였다. 모델의 구조는 경량화된 컨볼루션 블록을 반복해서 쌓는 구조로 설계하였다. 또한, 검출 오버헤드를 줄이기 위해 영역 제안 횟수를 크게 줄였다. 제안하는 모델은 공개 데이터 셋인 PASCAL VOC를 사용하여 학습 및 평가하였다. 모델의 정량적 평가를 위해 검출 분야에서 사용하는 average precision으로 검출 성능을 측정하였다. 그리고 실제 임베디드 장치와 유사한 라즈베리 파이에서 검출 속도를 측정하였다. 실험을 통해 기존 검출 방법 대비 향상된 정확도와 빠른 추론 속도를 달성하였다.

적니를 이용한 무기응집제의 개발 및 응집성능 평가 (Development of the Inorganic Coagulants Using Red Mud and Evaluation of Its Coagulation Performance)

  • 이재록;황인국;배재흠
    • 청정기술
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    • 제8권2호
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    • pp.85-92
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    • 2002
  • 적니는 보오크싸이트로부터 수산화알루미늄/알루미나를 제조하는 공정에서 발생되는 부산물이다. 본 연구에서는 적니 10g을 100ml의 5M $H_2SO_4$$85^{\circ}C$에서 반응시키거나 100ml의 9 M HCl과 $25^{\circ}C$에서 반응시켜 무기응집제인 적니응집제를 제조하였다. 이렇게 제조한 적니응집제의 응집성능은 실제폐수에 투입량을 변화시켜 투입한 후 여러 pH 값에 대하여 오염물질 제거효율로써 조사하였고 시판용 무기응집제($FeCl_3$)의 제거효율과도 비교하였다. 생활하수(탁도, 인)와 도금폐수(탁도, $Pb^{2+}$, $Cd^{2+}$, $Cu^{2+}$, $Zn^{2+}$, $Cr^{3+}$)의 실제폐수를 처리한 결과 적니응집제의 응집성능은 우수하였다. 그리고 적니응집제를 이용한 석유화학폐수중의 COD를 처리한 결과, 제거효율은 다소 낮았으나 시판용 무기응집제보다는 우수하였으며 응집보조제로서 양이온 고분자응집제 첨가시 가장 효과적인 것으로 확인되었다.

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