• 제목/요약/키워드: sparse matrix

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삼중 행렬 곱셈의 효율적 연산 (An Efficient Computation of Matrix Triple Products)

  • 임은진
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제11권3호
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    • pp.141-149
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    • 2006
  • 본 논문에서는 회로 설계 소프트웨어에서 사용되는 primal-dual 최적화 문제의 해를 구하기 위해 필요한 삼중 행렬 곱셈 연산 ($P=AHA^{t}$)의 성능 개선에 관하여 연구하였다. 이를 위하여 삼중 행렬 곱셈 연산의 속도를 개선하기 위하여 기존의 2단계 연산 방법을 대신하여 1단계 연산 방법을 제안하고 성능을 분석하였다. 제안된 방법은 희소 행렬 H의 블록 대각 구조의 특성을 이용하여 부동 소숫점 연산량을 감소시킴으로써 성능 개선을 이루었으며 더불어 메모리 사용량도 기존 방법에 비하여 50% 이하로 감소하였다. 그 결과 Intel Itanium II 플랫폼에서 기존 2단계 연산 방법과 비교하여 속도 면에서 주어진 실험 데이터 집합에 대하여 평균 2.04 의 speedup을 얻었다. 또한 본 논문에서는 플랫폼의 메모리 지연량과 예측된 캐쉬 미스율을 이용한 성능 모델링을 통하여 이와 같은 성능 개선 수치의 가능 범위를 보이고 실측된 성능개선을 평가하였다. 이와 같은 연구는 희소 행렬의 성능 개선 연구를 기본 연산이 아닌 복합 연산에 적용하는 연구로써 큰 의미가 있다.

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희박행렬의 기법을 이용한 대규모 측지망의 조정 (Adjustment Program for Large Sparse Geodetic Networks)

  • 이영진
    • 대한토목학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.143-150
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    • 1991
  • 이 논문은 대규모인 약 2,000점(미지수 약 4,000개)의 평면 측지망을 조정할 수 있는 프로그램을 개발하는데 목적이 있다. 데이터의 저장 및 관리에는 희박행렬(sparse matrix)의 기법이 사용되었으며, 관측방정식에는 RR(C)U (Row-Wise Representation Complete Unodered)방식, 정규방정식에는 RR(U)U(Row-Wise Representation Upper Unodered) 방식을 도입하고 해법에는 수정 Cholesky법을 적용하였다. PC 386에서 개발된 이 프로그램은 정밀 2차 기준점망인 테스트망에 적용되었으며, 2차원 배열을 사용한 Cholesky 분해법 및 직교분해법을 채용한 프로그램과의 상대적인 비교분석이 이루어졌다. 연구의 결과에서는 희박행렬의 기법이 기억용량의 면에서 뿐만 아니라 처리시간에 있어서도 극히 효과적인 기법임을 보여주고 있다.

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Tone 입사신호에 대한 주파수 영역 SPICE 알고리즘 (SPICE Algorithm for Tone Signals in Frequency Domain)

  • ;백지웅;홍우영;김성일;이준호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권7호
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    • pp.560-565
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    • 2018
  • 기존에 제안된 SPICE(Sparse Iterative Covariance-based Estimation) 알고리즘은 시간영역에서 구현되며 공분산 행렬에 sparse recovery 기법을 적용함으로써 표적 방위각을 추정한다. 본 논문은 기존의 시간영역에서 다루던 SPICE 알고리즘을 주파수 영역으로 확장함으로써 주파수 영역에서도 구현 가능함을 보여준다. 또한 기존의 주파수 영역 표적 방위각 추정 알고리즘의 성능에 비하여 제안된 알고리즘의 성능이 우수함을 보여준다.

Adaptive Compressed Sensing과 Dictionary Learning을 이용한 프레임 기반 음성신호의 복원에 대한 연구 (A Study on the Reconstruction of a Frame Based Speech Signal through Dictionary Learning and Adaptive Compressed Sensing)

  • 정성문;임동민
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권12호
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    • pp.1122-1132
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    • 2012
  • 압축센싱은 이미지, 음성신호, 레이더 등 많은 분야에 적용되고 있다. 압축센싱은 주로 통계적 특성이 시불변인 신호에 적용되고 있으며, 측정 데이터를 줄여 압축률을 높일수록 복원에러가 증가한다. 이와 같은 문제점들을 해결하기 위해 음성신호를 프레임 단위로 나누어 병렬로 처리하였으며, dictionary learning을 이용하여 프레임들을 sparse하게 만들고, sparse 계수 벡터와 그 복원값의 차를 이용하여 압축센싱 복원행렬을 적응적으로 만든 적응압축센싱을 적용하였다. 이를 통해 통계적 특성이 시변인 신호도 압축센싱을 이용하여 빠르고 정확한 복원이 가능함을 확인할 수 있었다.

대전력계통의 고장해석에 관한 효추적인 계산방법에 관한 연구 (An Effective Fault Analysis Method in Large Scale Power System)

  • Jai-Kil Chung;Gi-Sig Byun
    • 대한전기학회논문지
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    • 제32권12호
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    • pp.435-440
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    • 1983
  • The methods of forming the bus impedance matrix, which is mainly employed in fault analysis of power system, can be generally classified in catagories, (1) the one being the inverse matrix of bus admittance matrix, and (2) the other the bus impedance matrix succesive formation method by particular algorithms. The former method is theouetically elegant, but the formation and inverse of complex bus admittance matrix for large power system requires too much amounts of computer memory space and computing time. The latter method also requires too much memory space. Therefore, in this paper, an algorithm and computer program is introduced for the formation of a sparse bus impedance matrix which generates only the matching terms of the admittance matrix. So, this method can reduce the computer memory and computing time, and can be applied to fault analysis of large power system by small digital computer.

Sparse reconstruction of guided wavefield from limited measurements using compressed sensing

  • Qiao, Baijie;Mao, Zhu;Sun, Hao;Chen, Songmao;Chen, Xuefeng
    • Smart Structures and Systems
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    • 제25권3호
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    • pp.369-384
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    • 2020
  • A wavefield sparse reconstruction technique based on compressed sensing is developed in this work to dramatically reduce the number of measurements. Firstly, a severely underdetermined representation of guided wavefield at a snapshot is established in the spatial domain. Secondly, an optimal compressed sensing model of guided wavefield sparse reconstruction is established based on l1-norm penalty, where a suite of discrete cosine functions is selected as the dictionary to promote the sparsity. The regular, random and jittered undersampling schemes are compared and selected as the undersampling matrix of compressed sensing. Thirdly, a gradient projection method is employed to solve the compressed sensing model of wavefield sparse reconstruction from highly incomplete measurements. Finally, experiments with different excitation frequencies are conducted on an aluminum plate to verify the effectiveness of the proposed sparse reconstruction method, where a scanning laser Doppler vibrometer as the true benchmark is used to measure the original wavefield in a given inspection region. Experiments demonstrate that the missing wavefield data can be accurately reconstructed from less than 12% of the original measurements; The reconstruction accuracy of the jittered undersampling scheme is slightly higher than that of the random undersampling scheme in high probability, but the regular undersampling scheme fails to reconstruct the wavefield image; A quantified mapping relationship between the sparsity ratio and the recovery error over a special interval is established with respect to statistical modeling and analysis.

회전체의 비틀림 고유진동 해석 (Analysis of Torsional Natural Viibration Characteristics of Rotors)

  • 전오성;김정태
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.1351-1362
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    • 1995
  • A method to estimate the torsional critical speed for practical rotors has been developed in this study. First, the rotor with a uniform shaft segment is modeled for undamped torsional motion analysis, while satisfying all the boundary conditions. This eventually generates governing equations for the torsional critical speeds of the system. The set of governing equations has the form of a sparse and banded matrix. The elements of banded matrix can be arranged in partitions, which correspond to the specific boundary of the rotor. This permits an automatic generation of the system matrix using a computer. In order to calculate the determinant generated by the simultaneous equations, which leads to the torsional critical speed, a recurring numerical algorithm for a (3*4) sub-matrix has been used. This numerical algorithm practically examines successive (3*4) sub-matrix, one at a time, instead of treating a huge matrix. The output of the program provides the mode shapes with continuous curves. The method has been implemented to three rotors given as examples : a simple rotor, Prohl's rotor, and Macmillan rotor.

단순한 메트릭스계승 접근에 의한 고속아다마르변환 (A Simple Matrix Factorization Approach to Fast Hadamard Transform)

  • Lee, Moon-Ho;Ahn, Seung-Choon
    • 기술사
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    • 제20권1호
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    • pp.14-20
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    • 1987
  • 고속아다마르변환은 Cooley-Tukey 알고리즘에 의해서 발표되어졌고, 그것은 메트릭스 분할 또는 계승의 기술에 의한 것이다. 본 보문은 단순한 기생메트릭스를 크로넥커 적에 의해 앞단과 연결시켜가면서 고속아다마르 변환을 보였다. 이것은 기존에 발표된 방법에 비해 쉽게 기생메트릭스를 구할 수 있는 것을 확인했고 수학적으로 완전함을 증명했다.

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상아질 접착에 대한 matrix metalloproteinase (MMP)의 영향과 이를 극복하기 위한 전략 (Effects of matrix metallproteinases on dentin bonding and strategies to increase durability of dentin adhesion)

  • 이정현;장주혜;손호현
    • Restorative Dentistry and Endodontics
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    • 제37권1호
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    • pp.2-8
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    • 2012
  • The limited durability of resin-dentin bonds severely compromises the longevity of composite resin restorations. Resin-dentin bond degradation might occur via degradation of water-rich and resin sparse collagen matrices by host-derived matrix metalloproteinases (MMPs). This review article provides overview of current knowledge of the role of MMPs in dentin matrix degradation and four experimental strategies for extending the longevity of resin-dentin bonds. They include: (1) the use of broadspectrum inhibitors of MMPs, (2) the use of cross-linking agents for silencing the activities of MMPs, (3) ethanol wet-bonding with hydrophobic resin, (4) biomimetic remineralization of water-filled collagen matrix. A combination of these strategies will be able to overcome the limitations in resin-dentin adhesion.

회로 최적화를 위한 효율적인 희소 행렬 간 곱셈 연산에 관한 연구 (Efficient Sparse Matrix-Matrix Multiplication for circuit optimization)

  • 임은진;김경훈
    • 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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    • 한국멀티미디어학회 2003년도 추계학술발표대회(하)
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    • pp.994-997
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    • 2003
  • 행렬 연산은 계산 과학을 사용하는 공학 물리, 화학, 생명 과학, 경제학 등에서 다양하게 사용되고 있으며 이 행렬은 크기가 크고 대부분의 원소가 0 값을 갖는 희소 행렬일 경우가 많다. 본 논문에서는 희소 행렬의 연산 중, 회로 설계 시 최적화 과정에 사용되는 연산에서 문제가 되는 희소 행렬 A 와 블록 대각 행렬 H에 대하여 AH$A^{T}$ 의 연산을 효율적으로 행하는 방법들을 검토하고 메모리 접근 횟수를 모델링하여 수행 속도와 메모리 사용량 면에서 비교한다.

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