• 제목/요약/키워드: k-Hadamard

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특성 추출과 신경회로망을 이용한 열 풍로 열효율에 대한 모델링 (Modeling of heat efficiency of hot stove based on neural network using feature extraction)

  • 민광기;최태화;한종훈;장근수
    • 한국가스학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.60-66
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    • 1998
  • 열 풍로 공정은 고로 공정에 필요한 고온의 일정량의 공기를 연속적으로 생산하는 공정이다. 제철소 내에서 발생되는 부생가스를 연료로 사용하는 열 풍로 공정은 제선 공정 전체 에너지의 약 $20\%$를 소비하여 대표적인 에너지 소비 공정으로 인식되어 왔다. 그러므로, 열 풍로 열 효율 향상을 통한 에너지 절감 노력이 해석적인 방법과 실험적인 방법을 통해 지속적으로 이루어져 왔다. 조업 중 발생되는 열 전달 현상의 복잡성 그리고 조업 조건 변동에 따른 모델 내 Parameters들의 변화로 인하여 해석적인 방법을 통한 정확한 모델 구축에 많은 어려움을 겪어 왔다. 본 연구에서는 컴퓨터의 발전과 더불어 발전되어온 실험적 모델 중 하나인 신경회로망을 이용, 조업 변수들과 열 효율과의 관계를 나타내는 모델을 구축하고자 한다. 또한 기존 신경 회로망을 이용할 경우, 모델의 성능을 저하시키는 Over-parameterization의 문제점을 극복하기 위하여, 고차원의 조업 데이터를 Walsh-Hadamard 변환을 이용하여 저 차원으로 투영하여 조업 데이터의 특성을 추출, 이를 이용한 열 풍로 열 효율 예측을 위한 신경회로망 모델을 구축하였다. 본 연구를 통하여, 조업 변수들과 열 효율간의 관계를 나타내는 모델을 구축, 열 효율 예측결과를 나타냈으며, 모델의 예측 성능을 평가하기 위하여 다변량 통계적 방법인 Partial Least Square (PLS) 방법과 비교하였다.

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PAPR 감소와 주파수 다이버시티 효과를 갖는 FD-CI-OFDM 시스템의 성능 평가 (Performance Evaluation of FD-CI-OFDM System with PAPR Reduction and Frequency Diversity Effects)

  • 김선애;이일진;유흥균
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제20권4호
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    • pp.381-389
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    • 2009
  • 높은 데이터 전송 속도를 갖는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 통신 시스템은 시간 영역에서 높은 PAPR(Peak-to-Average Power Ratio)이 발생되는 중요한 단점이 있다. 이 때문에 송신 신호의 비선형 왜곡을 일으켜 통신 성능을 매우 나쁘게 된다. CI(Carrier Interferometry) - OFDM 시스템은 각각 병렬 데이터를 N개의 모든 부반송파와 서로 직교하는 위상 성분에 실어 전송함으로써 첨두값이 낮추는 효과를 얻는다. 또한, 한 데이터를 N개의 부반송파에 나누어 전송하기 때문에 주파수 다이버시티(FD: Frequency Diversity) 효과를 얻는다. 그러므로 CI-OFDM은 PAPR 저감과 BER 개선에 우수한 성능을 보인다. 그러나 CI-OFDM을 실제로 구현할 때, 송신기에서 모든 데이터마다 각각 다른 위상 성분들과 반송파에 실려 동시에 전송되기 때문에 수신기에서 독립적인 위상 성분들을 차례로 보상할 수 있는가가 매우 중요한 문제점이 된다. 이 논문에서는 Walsh Hadamard 시퀀스를 사용하여 각 병렬 데이터를 구분하고, 동시에 기존 CI-OFDM의 특성을 갖는 개선된 CI-OFDM, 즉 FD-CI-OFDM 시스템을 제안하고 성능을 평가한다 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 그 성능이 기존 OFDM이나 CI-OFDM보다 개선됨을 보인다.

멀티미디어 프로세서 구현에 사용되는 메모리를 줄이기 위한 저 복잡도의 영상 압축 알고리즘 (A Low-Complexity Image Compression Method Which Reduces Memories Used in Multimedia Processor Implementation)

  • 정수운;김이랑;이동호
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제41권1호
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    • pp.9-18
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    • 2004
  • 본 논문은 최근 많은 관심이 되고 있는 멀티미디어 프로세서 구현에 사용되는 메모리를 줄일 수 있는 성능이 우수하면서 하드웨어적으로 쉽게 구현이 가능한 영상 압축 알고리즘을 제안한다. 특히 고화질 영상을 처리하는 멀티미디어 프로세서는 영상 프레임을 저장하기 위하여 외부에 많은 양의 프레임 메모리를 사용하며, 또한 대부분의 프로세서에서 저 대역 필터와 같은 선형 필터를 구현하기 위하여 많은 양의 라인 메모리를 프로세서 안에 포함한다 이러한 메모리들은 멀티미디어 프로세서를 구현하는데 있어서 많은 비중을 차지하기 때문에, 만약 화질의 손상이 없으면서 이러한 메모리를 대폭 줄일 수 있다면 프로세서의 경쟁력을 높일 수가 있다. 기존의 JPEG과 같은 표준 압축 방법은 2차원 블록 단위로 처리하고 구현하기에 복잡하기 때문에 멀티미디어 프로세서에서 요구하는 래스터 스캔 입출력을 갖는 용도에는 적합하지가 않다. 본 논문에서는 래스터 스캔의 입출력을 위해 1${\times}$8 블록 단위로 처리하고 하드웨어적으로 쉽게 구현하고 압축 효율을 높이기 위해 Hadamard 변환을 이용하고, 변환된 계수의 특성을 분석하여 그에 따라 적응적으로 thresholding을 적용한 후 양자화를 하였다. 모의실험을 통해 메모리를 반으로 줄였을 때 기존의 압축 방법과 성능을 비교하였으며, 하드웨어의 구현을 통해 멀티미디어 프로세서를 구현하는데 있어서 어느 정도 경쟁력을 높일 수 있는 지를 분석하였다.

W-CDMA 시스템의 최적의 SSDT 전력 제어용 셀 식별 부호 (Optimized Cell ID Codes for SSDT Power Control in W-CDMA System)

  • Young-Joon Song;Bong-Hoe Kim;Hae Chung
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.804-810
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    • 2002
  • CDMA(Code Division Multiple Access) 시스템은 간섭량에 의하여 용량이 제한된다. 본 논문은 이러한 간섭량을 줄이기 위하여 3GPP(Third Generation Partnership Project) W-CDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 시스템의 SSDT(Site Selection Diversity Transmission) 전력제어에 사용되는 최적의 셀(Cell) 식별 부호를 제안한다. SSDT 전력제어는 소프트 핸드 오버(Soft Handover) 시에 선택된 우선 셀(Primary Cell)에서 신호 전송을 함으로써, 다중 셀에서의 다중 전송으로 인한 간섭 증가를 줄이고자 하는데 목적이 있다. 먼저 각각의 셀은 임시 식별 부호로 구분된다. 그리고 단말기(UE: User Equipment)는 연결된 셀들에 우선 셀 식별 부호를 주기적으로 알려준다. 그러면, 우선 셀로 선택되지 못한 비우선 셀들은 순방향으로 DPDCH(Dedicated Physical Data Channel)의 전송을 중단하여 간섭증가를 줄인다. 이러한 SSDT 기술에서 주된 기술적인 문제점은 단말기가 우선 셀을 선택하기 위하여 역 방향으로 전송하는 우선 셀 식별 부호의 성능이다. 셀 식별 부호에 오류가 발생하여 다른 식별 부호로 잘못 인식되면, 이는 우선 셀을 잘못 선택하는 결과가 된다. 제안된 SSDT 셀 식별 부호는 이러한 문제를 최소화하고 FHT(Fast Hadamard Transformation) 복호기를 사용하여 간단히 구현할 수 있는 장점을 갖고 있다.

공간광변조기를 이용한 위상다중화 체적 홀로그램에 관한 연구 (A Study on Phase-Multiplexed Volume Hologram using Spatial Light Modulator)

  • 조종덕;김규태
    • 전자공학회논문지 IE
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    • 제44권3호
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    • pp.23-34
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    • 2007
  • 각다중화 방법과 함께 널리 사용되고 있는 위상다중화의 방법으로 PSC(pseudo random code)를 제안하고 기존의 위상부호인 PRC(pure random code), ERC(equivalent random code), HAM(Hadamard matrix)등과 성능을 비교분석 하였다. 프로그램적으로 $32{\times}32$의 동일한 화소수로 각 위상부호를 발생시키고, 실제 광시스템에서 공간광변조기의 비선형적 위상변조 특성을 고려하여 0%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%의 에러율을 갖는 위상값을 의도적으로 부가함으로써 네 가지 형태의 위상부호들을 구한 다음 각각의 자기상관 및 상호상관 성분을 시뮬레이션 하였다. 이를 통해 위상부호간의 영상누화 및 신호대 잡음비를 비교, 분석하였다. 그 결과 $32{\times}32$의 화소수에 대해서는 PSC의 상호상관에 의한 평균값이 0.067로 다른 형태의 위상부호들의 신호대 잡음비와 비교하여 가장 작게 나타났으며, 임의의 어드레스빔에 의한 순간적인 영상누화를 나타내는 표준편차값도 PSC가 0.0113으로 가장 작게 나타났다. 또한, 어드레스의 빔크기에 해당되는 화소수를 $32{\times}32$, $64{\times}64$, $128{\times}128$, $256{\times}256$ 등과 같이 변화시키면서 화소수에 따른 영향을 분석하였다.

쿼드트리 구조와 SATD를 이용한 HEVC 인코더의 고속 인트라 예측 방식 (A Fast Intra Prediction Method Using Quadtree Structure and SATD in HEVC Encoder)

  • 김영조;김재석
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권3호
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    • pp.129-138
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    • 2014
  • 본 논문은 HEVC(high efficiency video coding) 인코더의 인코딩 시간을 줄이기 위한 고속 인트라 예측 방식을 제안한다. 제안하는 고속 인트라 예측 방식은 쿼드트리 구조와 SATD(Sum of Absolute Transformed Differences)를 사용한다. HEVC는 $8{\times}8$ 이상의 블록에서 SATD 값을 구하기 위해 $8{\times}8$ hadamard 변환을 이용한 $8{\times}8$ SATD 값을 사용한다. 제안하는 방식은 $16{\times}16$ 이상의 블록에서 각각의 $8{\times}8$ SATD 결과를 이용해서 최적 SATD 값을 산출한다. 그 후, RDO를 위한 후보 모드의 SATD와 산출된 최적 SATD의 비교를 기반으로 후보 모드를 제거한다. 후보 모드를 제거함으로써 제안하는 방식은 RDO의 연산을 줄이고 전체 인코딩 시간을 줄이게 된다. 제안하는 방식은 $8{\times}8$ 블록에서는 추가로 $4{\times}4$ SATD를 사용하여 최적 SATD를 구한다. 실험 결과 제안하는 방식은 거의 압축 성능 손실 없이 HM 12.1에 비해 5.33%의 인코딩 시간 감소 효과를 얻을 수 있었다.

블루투스 암호화 모듈의 설계 및 구현 (Design and Implementation of a Bluetooth Encryption Module)

  • 황선원;조성;안진우;이상훈;신위재
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2003년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.276-279
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    • 2003
  • 본 논문에서는 블루투스 장비 간 암호화를 위해 사용되는 암호화 모듈의 설계 및 구현에 관한 내용을 다룬다. 암호화 모듈은 기저 대역내에 암호화 키 생성 모듈과 암호화 엔진 모듈로 구성된다. 암호화 키 생성 모듈은 Cylink사에서 제안한 공개 도메인인 SAFER+(Secure And Fast Encryption Routine) 알고리즘을 사용하여 128bit 키를 생성한다. 그 구성은 키 치환을 위한 치환 함수(key-controlled substitution)와 선형 변환을 위한 PHT(Pseudo-Hadamard Transform)와 Armenian Shuffle 변환기로 구성된다. 암호화 엔진 모듈은 전송 패킷내의 페이로드 데이터와 생성된 사이퍼 키 스트림 데이터와 XOR연산을 통하려 암호화를 행하며 그 구성은 LFSR (Linear Feedback Shift Register)와 합 결합기로 구성된다. 이 중 암호화 키 생성 모듈은 LM(Link Manager)의 PDU(Protocol Data Unit) 패킷을 통해 상호 정보가 교환되므로 암호화키를 생성하는데 있어 시간적 제약이 덜 하다. 따라서 본 논문에서는 변형된 SAFER+ 알고리즘 구현하는데 있어 치환 함수의 덧셈과 XOR, 로그, 지수연산을 바이트 단위의 순차 계산을 수행함으로써 소요되는 하드웨어 용량을 줄이도록 설계하였다. 본 논문에서 제시한 모듈은 블루투스 표준안 버전 1.1에 근거하여 구현하였으며 시뮬레이션 및 테스트는 Xilinx FPGA를 이용하여 검증하였다.

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Fast Hybrid Transform: DCT-II/DFT/HWT

  • 쉬단핑;신태철;단위;이문호
    • 방송공학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.782-792
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    • 2011
  • In this paper, we address a new fast DCT-II/DFT/HWT hybrid transform architecture for digital video and fusion mobile handsets based on Jacket-like sparse matrix decomposition. This fast hybrid architecture is consist of source coding standard as MPEG-4, JPEG 2000 and digital filtering discrete Fourier transform, and has two operations: one is block-wise inverse Jacket matrix (BIJM) for DCT-II, and the other is element-wise inverse Jacket matrix (EIJM) for DFT/HWT. They have similar recursive computational fashion, which mean all of them can be decomposed to Kronecker products of an identity Hadamard matrix and a successively lower order sparse matrix. Based on this trait, we can develop a single chip of fast hybrid algorithm architecture for intelligent mobile handsets.

A High Throughput Multiple Transform Architecture for H.264/AVC Fidelity Range Extensions

  • Ma, Yao;Song, Yang;Ikenaga, Takeshi;Goto, Satoshi
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제7권4호
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    • pp.247-253
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    • 2007
  • In this paper, a high throughput multiple transform architecture for H.264 Fidelity Range Extensions (FRExt) is proposed. New techniques are adopted which (1) regularize the $8{\times}8$ integer forward and inverse DCT transform matrices, (2) divide them into four $4{\times}4$ sub-matrices so that simple fast butterfly algorithm can be used, (3) because of the similarity of the sub-matrices, mixed butterflies are proposed that all the sub-matrices of $8{\times}8$ and matrices of $4{\times}4$ forward DCT (FDCT), inverse DCT (IDCT) and Hadamard transform can be merged together. Based on these techniques, a hardware architecture is realized which can achieve throughput of 1.488Gpixel/s when processing either $4{\times}4\;or\;8{\times}8$ transform. With such high throughput, the design can satisfy the critical requirement of the real-time multi-transform processing of High Definition (HD) applications such as High Definition DVD (HD-DVD) ($1920{\times}1080@60Hz$) in H.264/AVC FRExt. This work has been synthesized using Rohm 0.18um library. The design can work on a frequency of 93MHz and throughput of 1.488Gpixel/s with a cost of 56440 gates.

Semi-deterministic Sparse Matrix for Low Complexity Compressive Sampling

  • Quan, Lei;Xiao, Song;Xue, Xiao;Lu, Cunbo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권5호
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    • pp.2468-2483
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    • 2017
  • The construction of completely random sensing matrices of Compressive Sensing requires a large number of random numbers while that of deterministic sensing operators often needs complex mathematical operations. Thus both of them have difficulty in acquiring large signals efficiently. This paper focuses on the enhancement of the practicability of the structurally random matrices and proposes a semi-deterministic sensing matrix called Partial Kronecker product of Identity and Hadamard (PKIH) matrix. The proposed matrix can be viewed as a sub matrix of a well-structured, sparse, and orthogonal matrix. Only the row index is selected at random and the positions of the entries of each row are determined by a deterministic sequence. Therefore, the PKIH significantly decreases the requirement of random numbers, which has a complex generating algorithm, in matrix construction and further reduces the complexity of sampling. Besides, in order to process large signals, the corresponding fast sampling algorithm is developed, which can be easily parallelized and realized in hardware. Simulation results illustrate that the proposed sensing matrix maintains almost the same performance but with at least 50% less random numbers comparing with the popular sampling matrices. Meanwhile, it saved roughly 15%-35% processing time in comparison to that of the SRM matrices.