본 논문은 엘레멘트 인버스 처리에 근거한 재킷 변환을 통한 DFT 행렬의 새로운 표현을 다룬다. DFT 행렬의 역을 단지 재킷 변환의 소행렬 분해에 따라 표현하며 이러한 결과는 DFT 행렬의 역이 단지 이의 희소 행렬과 치환 행렬에만 관련됨을 보여준다. 재킷 행렬을 통한 DFT 행렬의 분해는 블록 변조 특성을 나타내는 강한 기하 구조를 갖는다. 이는 재킷 행렬을 통해 분해된 DFT 행렬은 블록 변조 과정으로 해석할 수 있음을 의미한다.
본 논문은 스파스 매트릭스 컨버터(Sparse matrix converter)의 단일 스위치 또는 두 개의 스위치의 개방 사고에 대한 진단 방법을 제안한다. 스파스 매트릭스 컨버터는 단방향 전력용 스위치의 개수를 줄이면서 기존의 매트릭스 컨버터와 동일한 성능을 갖는 새로운 토폴로지이다. 제안된 기법은 입력과 출력의 전류를 이용하여 만든 패턴을 비교하여 고장 진단뿐 아니라 고장 난 스위치의 위치까지 식별할 수 있다. 시뮬레이션 결과를 통해 제안한 기법의 타당성을 검증한다.
In this paper, we consider a binary recovery framework of the Compressed Sensing (CS) problem. We derive an upper bound for $L_0$ recovery performance of a binary sparse signal in terms of the dimension N and sparsity K of signals, the number of measurements M. We show that the upper bound obtained from this work goes to the limit bound when the sensing matrix sufficiently become dense. In addition, for perfect recovery performance, if the signals are very sparse, the sensing matrices required for $L_0$ recovery are little more dense.
Signal propagation in nonlinear optical fiber is analyzed numerically by using SS-FEM (Split-Step Finite Element Method). By adopting cubic element function in FEM, soliton equation of which exact solution was well known, has been solved. Also, accuracy of numerical results and computing times are compared with those of Fourier method, and we have found that solution obtained from using FEM was very relatively accurate. Especially, to reduce CPU time in matrix computation in each step, the matrix imposed by the boundary condition is approximated as a sparse matrix. As a result, computation time was shortened even with the same or better accuracy when compared to those of the conventional FEM and Fourier method.
Deep learning models such as convolutional neural networks and recurrent neual networks process a huge amounts of data, so they require a lot of storage and consume a lot of time and power due to memory access. Recently, research is being conducted to reduce memory usage and access by compressing data using the feature that many of deep learning data are highly sparse and localized. In this paper, we propose a compression-decompression method of storing only the non-zero data and the location information of the non-zero data excluding zero data. In order to make the location information of non-zero data, the matrix data is divided into sections uniformly. And whether there is non-zero data in the corresponding section is indicated. In this case, section division is not executed only once, but repeatedly executed, and location information is stored in each step. Therefore, it can be properly compressed according to the ratio and distribution of zero data. In addition, we propose a hardware structure that enables compression and decompression without complex operations. It was designed and verified with Verilog, and it was confirmed that it can be used in hardware deep learning accelerators.
OpenGL compute shader는 다른 shader 단계와 다르게 동작하며, 병렬로 모든 데이터를 계산하는데 사용할 수 있다. 본 논문은 OpenGL compute shader에서 반복 켤레 기울기 방법을 통해 희소선형 시스템을 계산하기 위한 GPU 기반의 병렬 알고리즘 제안하였다. 제안된 희소 선형 해결 방법은 대칭인 양의 정부호 행렬과 같은 대형 선형 시스템을 해결하기 위해 사용된다. 본 논문은 이 알고리즘을 사용하여 매트릭스 형식이 다른 8가지 예제들에 대해서 CPU와 GPU를 기반으로한 성능 비교 결과를 제공한다. 본 논문은 4가지 잘 알려져 있는 매트릭스 형식(Dense, COO, ELL and CSR)을 매트릭스 저장소를 사용하였다. 8개의 희소 매트릭스를 사용한 성능 비교 실험에서 GPU 기반 선형 해결 시스템이 CPU 기반 선형 해결 시스템보다 훨씬 빠르며, GPU 기반에서 0.64ms, CPU 기반에서 15.37ms의 평균 컴퓨팅 시간을 제공한다.
많은 과학 데이타처럼 화산재 확산 시뮬레이션 결과는 NetCDF 형식의 군집화된 희소행렬이다. 그리고 크기가 커서 저장과 전송에 많은 비용이 발생한다. 본 논문에서는 다차원 인덱스를 일차원으로 바꾸고 연속된 0을 그 시작점과 길이만을 기록하여 화산재 확산 시뮬레이션 데이터의 크기를 줄이는 방법을 제안한다. 이 방법은 기존의 ZIP 형식으로 압축한 것과 거의 같은 성능을 보이나 NetCDF의 구조는 손상하지 않는다. 제안된 방법에 의하면 데이터 크기가 줄어들어 저장공간의 효율이 높아지고 네트워크 전송시간이 줄어드는 효과를 기대할 수 있을 것이라 사료된다.
압축 센싱에서 측정 행렬 A의 3s-Restricted Isometry Constant가 1/2 혹은 $1/\sqrt{3}$보다 작다면 모든 s-Sparse 벡터 $x{\in}R^N$는 측정 벡터 y=Ax 또는 잡음이 섞인 벡터 y=Ax+e로부터 Iterative Hard Thresholding (IHT) 알고리즘에 의해 복원될 수 있다. 하지만, 이러한 복원은 신호 획득 기법의 특정한 가정 하에서 실질적인 알고리즘들에 의해 보장된다. 복원을 위한 핵심적인 가정 중에 하나는 측정 행렬이 Restricted Isometry Property (RIP)를 만족해야만 하는 것인데, 이 조건은 압축 센싱의 실제 응용 환경에서 종종 만족되지 않는다. 본 논문에서는 이방성 (Anisotropic) 경우에서 Restricted Biorthogonality Property (RBOP)로 불리는 RIP의 일반화와 Oblique Pursuit으로 불리는 새로운 복구 알고리즘들을 분석한다. 또한, IHT 알고리즘들을 위해 Restricted Biorthogonality Constant의 관점에서 성공적인 Sparse 신호 복원에 대한 분석을 제시한다.
In this paper, an algorithm for computing the sparse approximate inverse factor of matrix $A^{T}\;A$, where A is an $m\;{\times}\;n$ matrix with $m\;{\geq}\;n$ and rank(A) = n, is proposed. The computation of the inverse factor are done without computing the matrix $A^{T}\;A$. The computed sparse approximate inverse factor is applied as a preconditioner for solving normal equations in conjunction with the CGNR algorithm. Some numerical experiments on test matrices are presented to show the efficiency of the method. A comparison with some available methods is also included.
This paper presents a new algorithm for the countermeasure to alleviate the line overloads due to contingency without shedding loads in a power system. This method for relieving the line overloads by line switching is based on obtaining the kine outage distribution factors-the linear sensitivity factors, which give the amount of change in the power flow of each line due to the removal of a line in a power system. There factors are made up of the elements of sparse bus reactance matrix and brach reactances. In this paper a fast algorithm and program is presented for obtaining only the required bus reactance elements which corresponds to a non-zero elements of bus admittance matrix, and elements of columns which correspond to two terminal buses of the overloaded(monitored) line. The proposed algorithm has been validated in tests on a 6-bus and the 30-bus test system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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