• 재활복지
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• 제21권3호
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• pp.129-146
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• 2017

본 연구는 실내에서 화재 발생시 시각 장애인들을 지원하기 위한 영상 기반의 화재감지기를 제안한다. 건물 내에 화재가 발생하는 비상 상황 발생시 시각 장애인은 일반인보다 상황을 인지하는 것이 늦기 때문에 위험한 상황에 노출되기 쉽다. 기존의 연기 감지기와 같은 현재의 화재 감지 방법은 화재 발생시 발생하는 화학 센서 기반 기술을 사용함으로써 감지가 상대적으로 늦으며 화재가 확산된 후에 감지가 되는 등 낮은 신뢰성이 문제가 될 수 있다. 이를 보완하기 위해 영상 기반의 화재 감지 기술이 개발되었지만 낮은 정확도가 문제가 되어 실용화되지 못하였다. 최근 인공 지능을 위한 심층 학습 분야의 큰 발전으로 영상 내의 물체 인식률이 높아짐에 따라 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 보안 카메라 영상을 사용하여 화재를 감지할 수 있는 심층 학습 기반의 화재 감지기를 제안한다. 심층 학습 기반의 접근법은 영상에서 자동으로 특징을 학습할 수 있으므로 일반적으로 복잡한 상황에 대해서도 일반화가 가능하다. 본 논문에서는 화재감지 정확도와 속도 측면의 균형을 고려하여 두 개의 심층 합성곱 신경망 모델을 제안하였다. 실험을 통해 두 모델 모두 99%의 평균 정밀도로 화재를 감지할 수 있으며 첫 번째 모델은 초당 30장의 처리 속도와 76%의 정확도를 나타냈다. 두번째 모델은 초당 50장의 처리 속도와 61%의 정확도를 나타낸다. 또한 두 개의 모델의 메모리 사용량을 서로 비교하였으며 다양한 실제 화재 시나리오에서 테스트하여 신뢰할 수 있는 모델임을 증명하였다. 본 논문에 제안한 영상 기반 화재 감지기가 상용화된다면 상대적으로 실내 화재에 취약한 시각 장애인들의 안전에 도움이 될 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.1-7
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• 2018

IoT 환경은 다양한 디바이스들과 네트워크를 이용하여 무한대의 서비스를 제공한다. 이러한 IoT 환경 발전은 비례적으로 보안의 중요성과 직결된다. 경량 암호는 보안, 높은 처리량, 낮은 전력 소비 및 소형을 제공하는 분야이기 때문에 IoT 환경에 적합하다. 그러나 경량 암호는 새로운 암호 체계를 형성해야 하고, 제한된 리소스 범위 내에서 활용되야 한다는 문제점을 가지고 있다. 그러므로 경량 암호는 다변화/다양화 등을 요구하는 IoT 환경에 최적의 솔루션이라고 단언할 수 없다. 그러므로 이러한 단점들을 없애기 위하여, 본 논문은 기존 블록 암호알고리즘을 경량화 암호알고리즘과 같이 사용할 수 있고, 기존 시스템(센싱부와 서버와 같은)을 거의 그대로 유지하면서 IoT 환경에 적합한 방법을 제안한다. 제안된 BCL 구조는 기존 유무선 센서 네트워크에서 다양한 센서 디바이스들에 대한 암호화를 경량 암호화 같이 수행할 수 있도록 한다. 제안된 BCL 구조는 기존 블록 암호알고리즘에 전/후처리부를 포함한다. BCL 전/후처리부는 흩어져 있는 각종 디바이스들을 데이지 체인 네트워크 환경에서 동작하도록 하였다. 이러한 특징은 분산된 센서시스템의 정보보호에 최적이며 해킹 및 크래킹이 발생하더라도 인접 네트워크 환경에 영향을 미치지 못한다. 그러므로 IoT 환경에서 제안된 BCL 구조는 기존 블록암호알고리즘을 경량화 암호알고리즘과 같이 사용할 수 있기 때문에 다변화되는 IoT 환경에 최적의 솔루션을 제공할 수 있다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.60-68
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• 2012

최근 무선 센서 네트워크는 멀티미디어 센서 노드를 활용하여 음성 데이터나 영상 데이터 등과 같은 멀티미디어 데이터 수집을 바탕으로 고품질의 환경 모니터링에 대한 요구가 증가하고 있다. 이러한 대용량 멀티미디어 데이터를 기반으로 하는 기존의 분산 다중 경로 라우팅 기법들은 주로 Zigbee 기반 센서 네트워크의 낮은 대역폭의 한계를 극복하고 에너지 효율성과 데이터 전송률을 높이는 것에 초점이 맞춰졌다. 하지만 이러한 기법들은 대용량 멀티미디어 데이터 특성으로 인해 기존의 키 기반의 암호화 방식을 사용할 수 없기 때문에 보안성에 있어서는 매우 취약하다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 논문에서는 보안성 있는 비-중첩 다중 경로 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 멀티미디어 데이터를 픽셀 단위로 분할하여 다중경로로 전송함으로써 기존의 키 기반 방식을 사용하지 않고도 전체 네트워크에 대한 보안성을 제공한다. 성능 평가 결과, 기존 기법에 비해 소모되는 에너지가 평균 약 10% 감소하였으며, 악의적인 노드에 의해 손실되는 데이터 패킷의 수는 평균 약 65% 감소하였다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.30-39
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• 2013

초소형 CMOS 카메라 센서나 마이크로 폰과 같이 멀티미디어 데이터를 수집할 수 있는 모듈들이 개발되면서 기존의 무선 센서 네트워크 기술을 확장한 무선 멀티미디어 센서 네트워크 기술 및 응용에 대한 연구가 활발하게 수행되고 있다. 이러한 응용에서 멀티미디어 데이터 저장 및 처리 기술, 데이터 전송 기술 등과 같은 다양한 기반 기술들이 요구된다. 특히, 실제 환경에 적용하기 위해서는 멀티미디어 데이터에 대한 보안 기술은 필수적이다. 본 논문은 다양한 해킹 기술 중 하나인 스니핑 공격을 방어하기 위해, 데이터 전송 경로를 위험요소로부터 물리적으로 회피시키기 위한 다중 경로 라우팅 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 위험요소의 움직임을 토대로 지리적으로 인근에 위치한 센서 노드에 준비태세 단계와 데이터의 중요도에 따른 우선순위를 설정한다. 이를 기반으로 준비태세 단계와 데이터우선 순위를 고려하여 안전한 경로를 통해 위험요소 우회 다중 경로 라우팅을 수행한다. 시뮬레이션 결과 기존 기법에 비해 약 5% 전송지연 시간을 갖지만 위험요소가 데이터를 공격 및 감청 할 수 있는 감청율은 약 18% 낮음을 확인함으로써 제안하는 기법의 우수성을 확인하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.278-286
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• 2008

최근 대규모 및 초고층 복합 건물 화재에서 실시간 현장상황 파악 및 신속한 인명 구조와 구조대원의 안전한 생명 보장을 위하여 유비쿼터스 기반 첨단 방재시스템의 필요성이 증대되었다. 본 논문에서 초고층 건물 화재의 특성과 위험성을 분석하고 단순성과 확장성을 제공하는 효율적인 메쉬 라우팅을 이용한 피난유도 알고리즘을 제안하였다. 우리의 연구는 센서네트워크를 구축하여 초고층 건물의 화재 및 재난 발생시 실시간으로 화재 및 생존자 위치정보와 화재상황 정보를 감지하고 유도등과 연계한 메쉬 라우팅 알고리즘 기법을 이용하여 신속하고 안전한 피난경로를 제시한다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.486-494
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• 2014

Intelligent homes consist of ubiquitous sensors, home networks, and a context-aware computing system. These homes are expected to offer many services such as intelligent air-conditioning, lighting control, health monitoring, and home security. In order to realize these services, many researchers have worked on various research topics including smart sensors with low power consumption, home network protocols, resident and location detection, context-awareness, and scenario and service control. This paper presents the real-time metabolic rate estimation method that is based on measured heart rate for human adaptive appliance (air-conditioner, lighting etc.). This estimation results can provide valuable information to control smart appliances so that they can adjust themselves according to the status of residents. The heart rate based method has been experimentally compared with the location-based method on a test bed.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제5권11호
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• pp.1891-1908
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• 2011

Cyber-physical systems (CPSs) are an emerging discipline that involves engineered computing and communicating systems interfacing the physical world. The widespread applications of CPSs still face enormous challenges because of the lack of theoretical foundations. In this technical survey, we review state-of-the-art design techniques from various angles. The aim of this work is to provide a better understanding of this emerging multidisciplinary methodology. The features of CPSs are described, and the research progress is analyzed using the following aspects: energy management, network security, data transmission and management, model-based design, control technique, and system resource allocation. We focus on CPS resource optimization, and propose a system performance optimization model with resource constraints. In addition, some classic applications (e.g., integrating intelligent road with unmanned vehicle) are provided to show that the prospects of CPSs are promising. Furthermore, research challenges and suggestions for future work are outlined in brief.

• 한국정보통신설비학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신설비학회 2009년도 정보통신설비 학술대회
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• pp.355-358
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• 2009

센서 네트워크에 대한 연구가 활발히 이루어지면서 센서 네트워크 보안에 대한 문제점이 많이 야기되고 있다. 무선 센서 네트워크에서는 개방된 환경에서 제한적인 자원을 가지는 노드들로 구성되어 있다. 개방된 환경에 배치된 노드들은 공격자에게 쉽게 노출되어질 수 있다. 공격자는 노드를 물리적으로 포획하여 데이터 인증에 사용하는 인증키와 같은 보안 정보들을 획득할 수 있다. 공격자는 포획된 노드를 통하여 허위 보고서로 무선 센서 네트워크에 쉽게 삽입시킬 수 있다. 이는 허위 보고서로 인한 혼란 및 위조 정보의 전달과정에서 발생하는 에너지 고갈 등의 문제점을 유발시키게 된다. 이러한 허위 보고서를 조기에 탐지 및 폐기하기 위하여 동적 여과 프로토콜(DEF: Dynamic En-route Filtering scheme)이 제안되었다. DEF에서 인증키를 재배포 하는 주기는 보안 강도와 비용을 트레이드-오프 하는 관계에 놓여있으므로 매우 중요하다. 본 논문에서는 센서네트워크에서 동적 여과 프로토콜의 인증키 재배포 주기를 결정하는 기법을 제안한다. 배포된 노드들의 위상변화, BS까지 도달한 허위보고서 비율, 공격자에게 포획된 노드의 수 등을 고려하여 재배포 여부를 결정하고 재배포가 결정되면 각 클러스터 헤드들에게 재배포를 명령하게 된다.

• 전기전자학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.58-63
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• 2015

본 논문에서는 클라우드 기반의 모바일 지능형 관제시스템 개발을 제안하였다. 모바일 지능형 관제시스템은 클라우드 서버, 미들웨어, 센서로 구성되어 있다. 각 모듈들은 모바일 환경에서 제어되고 주변 환경에 대한 각 기기의 동작 상태를 모니터링 할 수 있다. 본 논문에서는 침입자를 감지하기 위해 영상 기반 움직임 감지 알고리즘을 적용하였고, 움직임 감지 실험에서 움직임 검출율이 평균 12.3% 높게 측정되어 보안장치로써의 타당성을 확인하였다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2011년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.38 No.1(D)
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• pp.248-251
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• 2011

무선 센서 네트워크는 다양한 응용 분야와 환경에 배치되기 때문에, 악의적인 목적을 가진 사용자의 공격에 손쉽게 노출되어 있다. 선택적 전달 공격은 센서 네트워크에서 발생 할 수 있는 가장 대표적인 라우팅 공격 중의 하나로, 데이터 패킷의 정상적인 전달을 차단하여 상황 인지 및 이에 대한 대응을 지연시킨다. 기존에 제안된 탐지 기법은 패킷 전달 경로 상에 감시 노드를 선정하고, 패킷이 전송 될 때마다 인증메시지를 소스 노드에게 전송하여 공격 발생 여부를 탐지한다. 하지만, 패킷을 전송할 때 마다 공격 탐지를 수행하기 때문에 한정된 에너지를 바탕으로 동작하는 센서 네트워크에 적합하지 못하다. 본 논문에서는 탐지율을 충분히 유지하면서도 높은 에너지 효율성 위해 센서 네트워크의 특성을 고려한 선택적 전달 공격 탐지 기법을 제안한다. 제안하는 기법에서는 기존 기법에서와 같이 즉시 탐지를 수행하는 대신에 패킷 전송 시간을 고려한 네트워크 모니터링을 수행하고, 공격 받았을 가능성이 있는 경로에 대해서만 지연탐지를 수행한다. 본 논문의 우수성을 보이기 위해서 시뮬레이션을 통해 성능 평가를 수행하였으며, 그 결과 기존 기법에 비해 탐지율이 평균 약 15% 향상되었고, 네트워크의 에너지 소모량이 평균 약 54% 감소하였다.