• 제목/요약/키워드: computation time reduction

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멀티콥터의 효율적 멀티미디어 전송을 위한 이미지 복원 기법의 성능 (Performance of Image Reconstruction Techniques for Efficient Multimedia Transmission of Multi-Copter)

  • 황유민;이선의;이상운;김진영
    • 한국위성정보통신학회논문지
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    • 제9권4호
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    • pp.104-110
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    • 2014
  • 본 논문에서는 무인항공기인 방송용 멀티콥터를 이용한 Full-HD급 이상 화질의 이미지를 효율적으로 전송하기 위해 이미지 압축 센싱 기법을 적용하고, Sparse 신호의 효율적 복원을 위해 Turbo 알고리즘과 Markov chain Monte Carlo (MCMC) 알고리즘의 복원 성능을 모의실험을 통해 비교 분석하였다. 제안된 복원 기법은 압축 센싱에 기반하여 데이터 용량을 줄이고 빠르고 오류 없는 원신호 복원에 중점을 두었다. 다수의 이미지 파일로 모의실험을 진행한 결과 Loopy belief propagation(BP) 기반의 Turbo 복원 알고리즘이 Gibbs sampling기반 알고리즘을 수행하는 MCMC 알고리즘 보다 평균 복원 연산 시간, NMSE 값에서 우수하여 보다 효율적인 복원 방법으로 생각된다.

Reducing Power Consumption of Wireless Capsule Endoscopy Utilizing Compressive Sensing Under Channel Constraint

  • Saputra, Oka Danil;Murti, Fahri Wisnu;Irfan, Mohammad;Putri, Nadea Nabilla;Shin, Soo Young
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제16권2호
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    • pp.130-134
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    • 2018
  • Wireless capsule endoscopy (WCE) is considered as recent technology for the detection cancer cells in the human digestive system. WCE sends the captured information from inside the body to a sensor on the skin surface through a wireless medium. In WCE, the design of low-power consumption devices is a challenging topic. In the Shannon-Nyquist sampling theorem, the number of samples should be at least twice the highest transmission frequency to reconstruct precise signals. The number of samples is proportional to the power consumption in wireless communication. This paper proposes compressive sensing as a method to reduce power consumption in WCE, by means of a trade-off between samples and reconstruction accuracy. The proposed scheme is validated under channel constraints, expressed as the realistic human body path loss. The results show that the proposed scheme achieves a significant reduction in WCE power consumption and achieves a faster computation time with low signal error reconstruction.

Binary Image Based Fast DoG Filter Using Zero-Dimensional Convolution and State Machine LUTs

  • Lee, Seung-Jun;Lee, Kye-Shin;Kim, Byung-Gyu
    • Journal of Multimedia Information System
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    • 제5권2호
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    • pp.131-138
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    • 2018
  • This work describes a binary image based fast Difference of Gaussian (DoG) filter using zero-dimensional (0-d) convolution and state machine look up tables (LUTs) for image and video stitching hardware platforms. The proposed approach for using binary images to obtain DoG filtering can significantly reduce the data size compared to conventional gray scale based DoG filters, yet binary images still preserve the key features of the image such as contours, edges, and corners. Furthermore, the binary image based DoG filtering can be realized with zero-dimensional convolution and state machine LUTs which eliminates the major portion of the adder and multiplier blocks that are generally used in conventional DoG filter hardware engines. This enables fast computation time along with the data size reduction which can lead to compact and low power image and video stitching hardware blocks. The proposed DoG filter using binary images has been implemented with a FPGA (Altera DE2-115), and the results have been verified.

Goal-oriented multi-collision source algorithm for discrete ordinates transport calculation

  • Wang, Xinyu;Zhang, Bin;Chen, Yixue
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권7호
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    • pp.2625-2634
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    • 2022
  • Discretization errors are extremely challenging conundrums of discrete ordinates calculations for radiation transport problems with void regions. In previous work, we have presented a multi-collision source method (MCS) to overcome discretization errors, but the efficiency needs to be improved. This paper proposes a goal-oriented algorithm for the MCS method to adaptively determine the partitioning of the geometry and dynamically change the angular quadrature in remaining iterations. The importance factor based on the adjoint transport calculation obtains the response function to get a problem-dependent, goal-oriented spatial decomposition. The difference in the scalar fluxes from one high-order quadrature set to a lower one provides the error estimation as a driving force behind the dynamic quadrature. The goal-oriented algorithm allows optimizing by using ray-tracing technology or high-order quadrature sets in the first few iterations and arranging the integration order of the remaining iterations from high to low. The algorithm has been implemented in the 3D transport code ARES and was tested on the Kobayashi benchmarks. The numerical results show a reduction in computation time on these problems for the same desired level of accuracy as compared to the standard ARES code, and it has clear advantages over the traditional MCS method in solving radiation transport problems with reflective boundary conditions.

다이렉트사이클릭그래프에 기초한 디지털논리시스템 설계 (Digital Logic System Design based on Directed Cyclic graph)

  • 박춘명
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.89-94
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    • 2009
  • 본 논문에서는 경로수 ${\zeta}$로 주어진 DCG(Directed Cyclic Graph)의 입출력간의 연관관계를 고효율디지털논리회로로 설계하는 알로리즘과 DCG의 각 노드들에 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서는 기존 알고리즘의 문제점을 도출한 후, 다른 접근방법으로써 DCG의 경로수로 부터 행렬방정식을 유도한 후 이를 통해 DCG의 경로수에 따른 회로설계 알리즘을 제안하였으며, 설계된 회로와 함께 DCG의 특성을 만족하도록 노드들에 대한 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 고효율디지털논리회로설계 알고리즘은 기존의 알고리즘으로는 가능하지 않았던 경로수의 DCG에 대하여 회로설계가 가능하게 되었고, 보다 최적화된 디지털논리회로를 구현할 수 있음을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 회로설계 알고리즘을 통해 임의의 자연수를 경로수로 갖는 DCG에 대한 설계가 가능하며, 입출력단자 수의 감소. 회로구성의 간략화, 연산속도의 향상과 비용감소 등의 잇점이 있고, 예제를 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘의 적합성과 타당성을 검증하였다.

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DCG에 의한 고속병렬다치논리회로설계에 관한 연구 (A Study on the Highly Parallel Multiple-Valued Logic Circuit Design using by the DCG)

  • 변기녕;최재석;박춘명;김흥수
    • 전자공학회논문지C
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    • 제35C권6호
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    • pp.20-29
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    • 1998
  • 본 논문에서는 경로수 1로 주어진 DCG(Directed Cyclic Graph)의 입출력간의 연관관계를 고속병렬다치논리회로로 설계하는 알고리즘들과 DCG의 각 노드들에 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서는 기존의 Nakajima에 의해 제안된 알고리즘의 문제점을 도출한 후, 그의 기법과는 다른 접근방법으로써 DCG의 경로수로부터 행렬방정식을 유도한 후 이를 통해 DCG의 경로수에 따른 회로설계 알고리즘을 제안하였으며, 설계된 회로와 함께 DCG의 특성을 만족하도록 노드들에 대한 코드를 할당하는 알고리즘을 제안하였다. 본 논문에서 제안한 회로설계 알고리즘을 통해 Nakajima 등의 알고리즘으로는 회로설계가 가능하지 않았던 경로수의 DCG에 대하여 회로설계가 가능하게 되었고, 또한 Nakajima 등의 알고리즘을 통해 설계된 회로와 본 논문에서 제안한 알고리즘을 통해 설계한 회로를 비교하여 본 논문의 알고리즘이 보다 최적화된 회로를 구현할 수 있음을 증명하였다. 본 논문에서 제안한 회로설계 알고리즘을 통해 임의의 자연수를 경로수로 갖는 DCG에 대한 설계가 가능하며, 입출력단자 수의 감소, 회로구성의 간략화, 연산속도의 향상과 비용감소 등의 잇점이 있고, 예제를 통해 본 논문에서 제안한 알고리즘의 적합성과 타당성을 검증하였다.

OFDM통신 시스템의 PAPR저감을 위한 Dummy Sequence를 삽입하는 새로운 SLM 기법 (A New SLM Method using Dummy Sequence Insertion far the PAPR Reduction of the OFDM Communication System)

  • 이재은;허근재;김상우;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제15권4호
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    • pp.379-386
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    • 2004
  • OFDM(orthogonal frequency division multiplexing) 통신 방식은 무선 고속 데이터 전송에 적합한 방식이다. 하지만 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)의 발생으로 HPA(high power amplifier)에서 비선형 왜곡된다. 따라서 본 논문에서는 이 문제점을 개선시키기 위한 PAPR 저감 방법으로 dummy sequence를 삽입하는 새로운 방식의 SLM 기법(dummy sequence insertion - selected mapping: DSI-SLM)을 제안한다. 이 DSI-SLM 기법은 각각의 브렌치에 서로 다른 위상 factor를 곱하는 대신 각각에 일정비율의 부반송파에 dummy 시퀀스를 삽입하여 IFFT 후 가장 낮은 PAPR을 갖는 브렌치의 데이터를 전송한다. 이 방식들에 사용된 dummy 시퀀스는 송신단의 PAPR 저감만을 위해 사용하며 위상 회전 부가 정보 전송 및 복원 과정이 필요치 않아 기존 SLM에 비해 계산량 및 복잡도를 감소시킬 수 있다. 또한 PTS 방식에서 최적의 rotation factor를 찾기 위한 peak value optimization에 의한 계산량 증가 및 송신기의 시간 지연 문제 등을 해결할 수 있다.

피부의 특성 추출을 위한 가시광선 반사 스펙트럼의 역 추적 최적화 알고리즘 개선 (Impmvement of Inverse Fitting Algorinlm of Visible Reflectance Spectrum to Extract Skin Parameters)

  • 최승호;임창환;정병조
    • 한국광학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.179-184
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    • 2007
  • 본 논문은 가시광선 반사 스펙트럼으로부터 피부조직의 광학적, 구조적 특성을 역 추출하는 알고리즘에 대한 연구를 다룬다. 본 연구에서는 유전알고리즘을 사용한 기존의 역 추적 최적화 알고리즘에 파장 선택법과 심플렉스법을 추가하여 알고리즘의 최적화 능력을 개선하였다. 파장 선택법은 기존 알고리즘에 사용된 135개의 파장 중 10개의 유효 파장만을 사용한 결과 계산시간이 83% 감소하였다. 심플렉스법을 사용해 유전알고리즘으로 얻은 근사적인 탐색 점으로부터 재 탐색을 수행하였고, 이를 통해 얻은 탐색 점의 SSE(sum of square error)는 기존 유전알고리즘 만으로 얻은 탐색 점이 가지는 SSE의 0.64%였다. 본 연구의 모델링 결과를 통해 개선된 알고리즘이 기존 알고리즘에 비해 빠르고 정확한 해를 찾는다는 것을 확인할 수 있었다.

고속 컨벌루션을 위한 새로운 중첩보류기법 (A New Overlap Save Algorithm for Fast Convolution)

  • 국중갑;조남익
    • 방송공학회논문지
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    • 제14권5호
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    • pp.543-550
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    • 2009
  • 가장 많이 사용되는 변환영역 컨벌루션 알고리즘인 중칩보류기법의 경우 데이터를 M개 단위로 처리하고자 할 때 현재 M개의 데이터를 앞의 M개의 데이터와 연결시킨 2M개의 데이터에 대하여 길이 2M FFT와 주파수 영역 곱셈을 수행하고 뒤의 M개의 데이터를 취함으로써 선형 컨벌루션 결과를 얻는다. 본 논문에서는 새로운 변환을 제시하고 이를 이용하여 M개의 데이터에 대하여 길이 M의 변환을 수행하면 되는 새로운 컨벌루션 알고리즘을 소개한다. 새로 제안된 변환은 M개의 곱셈과 고속 푸리에 변환의 계산으로 이루어지므로 기존의 FFT 라이브러리 또는 하드웨어를 그대로 사용할 수 있다. 또한 기존의 중첩보류기법에 비하여 약간의 계산량 감소가 있고 다루어야 하는 데이터의 길이가 반이므로 데이터 이동 및 기타 처리에서도 이득이 있어서 전체적인 CPU 시간이 줄어든다.

히스토그램 균등화 기반의 효율적인 차량용 영상 보정 알고리즘 (An Efficient Vehicle Image Compensation Algorithm based on Histogram Equalization)

  • 홍성일;인치호
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.2192-2200
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    • 2015
  • 본 논문에서는 히스토그램 균등화 기반의 효율적인 차량용 영상 보정 알고리즘을 제안한다. 제안된 차량용 영상보정 알고리즘은 움직임 추정 및 움직임 보상을 통해 차량용 영상의 흔들림을 제거하였다. 그리고 영상을 보정하기 위해 영상을 일정 영역으로 분할하여 각각의 서브 영상에서 픽셀 값의 히스토그램을 계산하였다. 또한, 기울기를 조절하여 영상을 개선하였다. 제안된 알고리즘은 IP에 적용하여 성능 및 시간, 영상의 차이점을 평가하고, 차량용 카메라 영상의 흔들림 제거와 영상 개선을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 차량용 영상 보정 알고리즘은 기존 차량 영상 안정화 기술과 비교하였을 때, 차량용 영상에 대한 흔들림 제거는 메모리를 사용하지 않고 실시간 처리를 했기 때문에 효율성을 입증하였다. 그리고 블록 정합을 통한 연산으로 계산 시간 감소 효과를 얻었고, 노이즈가 가장 적고 영상의 자연스러움이 더 뛰어난 복원 결과를 얻을 수 있었다.