• 제목/요약/키워드: Singular value decomposition

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부채널 분석 성능향상을 위한 특이값분해 신호처리 기법에 관한 연구 (Study on Singular Value Decomposition Signal Processing Techniques for Improving Side Channel Analysis)

  • 박건민;김태원;김희석;홍석희
    • 정보보호학회논문지
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    • 제26권6호
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    • pp.1461-1470
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    • 2016
  • 부채널 분석에서 신호처리 기법은 차원 압축이나 잡음 제거를 통해 분석의 효율성과 성능을 높일 수 있는 전처리 기법이다. 특이값 분해를 이용한 신호처리 방법은 신호의 분산 정보나 경향성 등을 이용하여 주 신호 정보를 높이고 잡음신호를 낮출 수 있어, 분석 성능 향상에 큰 도움이 된다. 대표적인 기법은 주성분분석과 선형판별분석 그리고 Singular Spectrum Analysis(SSA)가 있다. 주성분분석과 선형판별분석은 주 신호의 정보를 집약하여 차원 압축을 할 수 있으며, SSA는 본 신호를 주 신호와 잡음 신호로 분해하여 잡음 제거가 가능하다. 세 가지 기법 각각을 사용하거나 조합하여 사용할 경우 성능적인 측면을 비교할 필요가 있으며, 그에 대한 방법론이 필요하다. 본 논문에서는 세 기법을 개별적으로 사용할 경우와 조합하여 사용할 경우의 성능을 비교 분석하였으며, 신호 대 잡음비를 이용한 비교분석 방법론을 제시하였다. 제시한 방법론과 다양한 비교분석 실험을 통해 각 기법의 성능과 효율성을 확인하였다. 이로 인해 부채널 분석 분야의 많은 연구자들에게 유용한 정보를 제공할 것이다.

다중 목표물 추정을 위한 최대 우도 방법에 대한 연구 (A Study on Maximum Likelihood Method for Multi Target Estimation)

  • 이민수
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.165-170
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    • 2013
  • 공간상에서 원하는 목표물의 도래 방향 추정은 수신 안테나에 입사하는 신호의 입사 방향을 찾는 것이다. 본 논문에서는 최대 우도 추정 방법을 이용하여 원하는 목표물의 도래 방향을 추정하였다. 도래 방향 추정방법은 최대 우도 방법에서 수신 신호 한계점 이상의 신호에 특이 값 분해를 적용하여 최대 우도 추정의 첨예도를 계산하여 원하는 목표물을 추정하였다. 모의실험을 통하여 본 연구에서 제안된 방법의 성능을 기존 방법과 비교분석하였다. 목표물 도래방향 추정에서 본 연구에서 제안한 방법이 고유치 전개를 하지 않기 때문에 처리시간 단축에서 효과적이고 원하는 목표물의 방향을 정확히 추정하였다. 본 연구에서 제안한 방법이 목표물 추정에서 기존 방법보다 우수함을 나타내었다.

Identifying Top K Persuaders Using Singular Value Decomposition

  • Min, Yun-Hong;Chung, Ye-Rim
    • 유통과학연구
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    • 제14권9호
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    • pp.25-29
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    • 2016
  • Purpose - Finding top K persuaders in consumer network is an important problem in marketing. Recently, a new method of computing persuasion scores, interpreted as fixed point or stable distribution for given persuasion probabilities, was proposed. Top K persuaders are chosen according to the computed scores. This research proposed a new definition of persuasion scores relaxing some conditions on the matrix of probabilities, and a method to identify top K persuaders based on the defined scores. Research design, data, and methodology - A new method of computing top K persuaders is computed by singular value decomposition (SVD) of the matrix which represents persuasion probabilities between entities. Results - By testing a randomly generated instance, it turns out that the proposed method is essentially different from the previous study sharing a similar idea. Conclusions - The proposed method is shown to be valid with respect to both theoretical analysis and empirical test. However, this method is limited to the category of persuasion scores relying on the matrix-form of persuasion probabilities. In addition, the strength of the method should be evaluated via additional experiments, e.g., using real instances, different benchmark methods, efficient numerical methods for SVD, and other decomposition methods such as NMF.

비선형 감마 곡선 알고리즘 개선을 위한 구간 분할 다항식 곡선 접합 (The Segmented Polynomial Curve Fitting for Improving Non-linear Gamma Curve Algorithm)

  • 장정훈;조호상;장원우;강봉순
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.163-168
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    • 2011
  • 본 논문은 감마보정을 위한 비선형 곡선 알고리즘의 개선에 관한 연구이다. 기존의 비선형 감마 곡선 생성 방법은 Gauss-Jordan 역행렬을 적용한 최소 자승 다항식(Least Square Polynomial)을 사용하였다. 이 방법은 다항식 계수 값 계산 과정 중 고차행렬의 역행렬 연산에서 $10^{-11}$ 이하의 매우 작은 값은 절단함으로써 곡선접합의 정밀도가 감소된다. 또한 입력으로 사용되는 샘플 포인트가 10-bit 기준으로 0~1023의 밝기 값에 대하여 고루 분포되어있는 경우에만 정확한 동작이 가능하다. 본 논문은 이러한 기존 알고리즘의 단점을 보완하기 위하여, 고차 다항식의 계수 값을 반데몬드 행렬(Vandemond Matrix)에 SVD분해(Singular Value Decomposition)와 QR분해법(QR Decomposition)을 적용하여 행렬의 고유치와 직교성분만으로 연산하였다 또한, 입력 데이터의 구간을 분할하여 각 구간의 다항식을 생성하고, 새롭게 생성된 다항식을 이용하여 곡선 접합을 수행하도록 하였다. 입력 데이터와 곡선 접합결과의 평균제곱오차(Mean Square Error: MSE)와 표준편차(Standard Deviation: STD)를 통한 오차율 비교 결과 최하위 비트(Least Significant Bit: LSB) 에러 범위에서 MSE가 약 $10^{-9}$ 이고 STD는 약 $10^{-5}$로 정밀도가 향상되었다.

Robust non-fragile $H_{\infty}$ control of singular systems

  • Kim, Jong-Hae
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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    • pp.2112-2115
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    • 2005
  • This paper considers the synthesis of non-fragile $H_{\infty}$ state feedback controllers for singular systems and static state feedback controller with multiplicative uncertainty. The sufficient condition of controller existence, the design method of non-fragile $H_{\infty}$ controller, and the measure of non-fragility in controller are presented via LMI(linear matrix inequality) technique. Also, through singular value decomposition, some changes of variables, and Schur complements, the sufficient condition can be rewritten as LMI form in terms of transformed variables. Therefore, the obtained non-fragile $H_{\infty}$ controller guarantees the asymptotic stability and disturbance attenuation of the closed loop singular systems within a prescribed degree. Finally, a numerical example is given to illustrate the design method.

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특이값 분해를 이용한 라만 스펙트럼 고속 탐색 알고리즘 (A Fast Search Algorithm for Raman Spectrum using Singular Value Decomposition)

  • 서유경;백성준;고대영;박준규;박아론
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.8455-8461
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    • 2015
  • 본 논문에서는 라만 스펙트럼의 고속 탐색을 위해 특이값 분해(SVD, Singular Value Decomposition)를 이용한 새로운 탐색 알고리즘들을 제안한다. 제안 알고리즘에서는 SVD를 통해 얻은 특이벡터를 중요도에 따라 선별하여 실험에 사용함으로써 계산량 단축을 도모한다. 파일럿 테스트(Pilot test)를 수행하여 일부 데이터들을 미리 탐색 대상에서 제외시키고 부분탐색법(PDS, Partial Distance Search)을 적용하여 탐색을 수행함으로써 큰 폭으로 계산량을 감소시킨다. 실험에 사용한 데이터베이스는 총 14,032종의 화학 물질 라만 스펙트럼으로 구성하였으며, 기존의 탐색 방법인 전체탐색법(Full Search), PDS와 평균피라미드탐색법(MPS, Mean Pyramid Search)를 1차원공간상의 신호에 적용하기 적절하게 변형한 1DMPS에 PDS를 적용한 실험(1DMPS+PDS), 데이터의 분산을 내림차순 정렬하여 !DMPS와 PDS를 적용한 실험(1DMPS Sort with Variance+PDS), 데이터의 250차원 성분만 SVD 변환하여 PDS를 적용한 실험(250SVD+PDS), 그리고 제안 알고리즘 PSP(Partial SVD with PDS)와 PSSP(Partial SVD with Sorted Pilot test)을 적용한 실험을 비교 분석하였다. 각 알고리즘의 성능은 곱셈 및 덧셈의 연산량 비교를 통해 이루어졌는데, 실험 결과에 따르면 250SVD+PDS에 비해 제안알고리즘 PSP는 15.7%, PSSP에서는 64.8%의 계산량 감소를 확인하였다.

혈소판 라만 스펙트럼에서 특이값 분해에 의한 기저 합성을 통한 알츠하이머병 검출 (A screening of Alzheimer's disease using basis synthesis by singular value decomposition from Raman spectra of platelet)

  • 박아론;백성준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.2393-2399
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    • 2013
  • 본 논문에서는 특이값 분해(SVD: singular value decomposition)에 의한 기저 스펙트럼의 합성을 통해 혈소판 라만 스펙트럼에서 알츠하이머병(AD: Alzheimer's disease)을 검출하는 방법을 제안하였다. AD가 유도된 형질 전환 실험용 쥐의 혈소판에서 측정한 라만 스펙트럼은 가산 잡음과 배경 잡음의 제거와 정규화로 구성된 전처리 과정을 수행한다. 각 데이터 행렬의 열벡터는 AD와 정상(NR: normal)의 라만 스펙트럼으로 구성한다. 이 데이터 행렬을 SVD로 분해한 다음 각 행렬의 열벡터 12개를 AD와 NR의 기저 스펙트럼으로 결정한다. 분류 과정은 각 클래스의 기저 스펙트럼을 선형 합성한 스펙트럼과 분류 스펙트럼의 평균제곱근오차(root mean square error)가 최소인 클래스를 선택하는 것으로 완료된다. 278개의 혈소판 라만 스펙트럼을 사용한 실험에 따르면 제안한 방법의 평균 분류율은 약 97.6%로 주성분 분석(principle components analysis)으로 추출한 특징에 MLP(multi-layer perceptron)를 이용한 경우보다 약 6.1% 정도의 우수한 성능을 보였다. 이 결과에서 SVD에 의한 기저 스펙트럼이 혈소판 라만 스펙트럼에서 AD의 검출에 적합하게 사용될 수 있음을 확인하였다.

특이값 분해와 점증적 클러스터링을 이용한 뉴스 비디오 샷 경계 탐지 (News Video Shot Boundary Detection using Singular Value Decomposition and Incremental Clustering)

  • 이한성;임영희;박대희;이성환
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제36권2호
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    • pp.169-177
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    • 2009
  • 본 논문에서는 뉴스 기사 분할 관점에서, 뉴스 비디오 샷 경계 탐지 알고리즘의 특성을 고려한 다음과 같은 설계 기준을 제시하고, 이를 모두 만족하는 새로운 샷 경계 탐지 알고리즘을 제안하고자 한다. 1) 뉴스 비디오 샷 경계 탐지의 재현율을 높임으로써, 앵커 샷 탐지 단계에서 입력으로 사용될 데이타의 오류를 최소화한다; 2) 급격한 장면 변환과 점증적 장면 변환을 하나의 알고리즘으로 탐지함으로써 한번의 데이타 탐색으로 샷 분할을 수행한다; 3) 분할된 샷들을 정적 샷과 동적 샷으로 분류함으로써 앵커샷 탐지 단계의 탐색 공간을 축소한다. 제안된 뉴스 비디오 샷 경계 탐지 알고리즘은 특이간 분해를 기반으로 점증적 클러스터링 알고리즘과 머서 커널을 결합한 구조로서, 위에서 제시한 기준을 모두 만족하도록 설계되었다. 제안된 방법론은 특이간 분해를 통해 특징 벡터의 차원축소 뿐만 아니라, 뉴스 비디오를 구성하는 연속적인 프레임에서의 잡음과 아주 작은 변화를 제거함으로써 분류 성능을 높일 수 있다. 또한 머서 커널의 도입은 쉽게 분류되지 않는 데이타를 고차원 공간으로 매핑함으로써 구분하기 어려운 샷 경계의 탐지 가능성을 높여준다. 실험을 통하여 제안된 방법론이 매우 높은 재현율을 보이며, 앵커 샷 탐지를 위한 탐색 공간 축소를 효과적으로 수행함을 보인다.

선형행렬부등식을 이용한 시간지연 특이시스템의 보장비용 제어기 설계방법 (Guaranteed Cost Controller Design Method for Singular Systems with Time Delays using LMI)

  • 김종해
    • 전자공학회논문지SC
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    • 제40권3호
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    • pp.99-108
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    • 2003
  • 본 논문에서는 시변 시간지연을 가지는 특이시스템에 대한 보장비용 상태제환 제어기 설계방법을 제시한다. 보장비용 제어기가 존재할 충분조건과 보장비용 제어기 설계방법 및 보장비용 함수의 상한치를 구하는 최적화 문제를 선형행렬부등식, 특이치 분해(singular value decomposition), 슈어 여수(Schur complements) 정리, 변수 치환 등에 의하여 제시한다. 구한 충분조건은 선형행렬부등식의 형태로 되기 때문에 보장비용 제어기의 이득과 보장비용 함수의 상한치를 포함하는 충분조건의 모든 해를 동시에 구할 수 있다, 또한, 제안한 알고리듬을 이용하면 변수 불확실성과 시변 시간지연을 동시에 가지는 특이시스템에 대한 강인 보장비용 제어기 설계문제에도 쉽게 확장됨을 보인다. 마지막으로, 제안한 알고리듬의 타당성을 수치예제를 통하여 확인한다.

A Singular Value Decomposition based Space Vector Modulation to Reduce the Output Common-Mode Voltage of Direct Matrix Converters

  • Guan, Quanxue;Yang, Ping;Guan, Quansheng;Wang, Xiaohong;Wu, Qinghua
    • Journal of Power Electronics
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    • 제16권3호
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    • pp.936-945
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    • 2016
  • Large magnitude common-mode voltage (CMV) and its variation dv/dt have an adverse effect on motor drives that leads to early winding failure and bearing deterioration. For matrix converters, the switch states that connect each output line to a different input phase result in the lowest CMV among all of the valid switch states. To reduce the output CMV for matrix converters, this paper presents a new space vector modulation (SVM) strategy by utilizing these switch states. By this mean, the peak value and the root mean square of the CMV are dramatically decreased. In comparison with the conventional SVM methods this strategy has a similar computation overhead. Experiment results are shown to validate the effectiveness of the proposed modulation method.