• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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• 제13권4호
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• pp.2028-2041
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• 2019

Compressed sensing (CS) is a new theory. With regard to the sparse signal, an exact reconstruction can be obtained with sufficient CS measurements. Nevertheless, in practical applications, the transform coefficients of many signals usually have weak sparsity and suffer from a variety of noise disturbances. What's worse, most existing classical algorithms are not able to effectively solve this issue. So we proposed an efficient algorithm based on smoothed ${\ell}_0$ norm for sparse signal reconstruction. The direct ${\ell}_0$ norm problem is NP hard, but it is unrealistic to directly solve the ${\ell}_0$ norm problem for the reconstruction of the sparse signal. To select a suitable sequence of smoothed function and solve the ${\ell}_0$ norm optimization problem effectively, we come up with a generalized approximate function model as the objective function to calculate the original signal. The proposed model preserves sharper edges, which is better than any other existing norm based algorithm. As a result, following this model, extensive simulations show that the proposed algorithm is superior to the similar algorithms used for solving the same problem.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.89-95
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• 2015

무선 헬스케어 서비스에서 생체신호 모니터링 시스템의 전력소모를 효과적으로 감소시킬 수 있는 압축센싱 기법을 다양한 생체신호에 적용하여 압축률을 비교하였다. 압축센싱 기법을 이용하여 일반적인 심전도, 근전도, 뇌전도 신호의 압축과 복원을 수행하였고, 이를 통해 복원된 신호와 원신호를 비교함으로써, 압축센싱의 유효성을 판단하였다. 유사랜덤 행렬을 사용하여 실제 생체신호를 압축하였으며, 압축된 신호는 Block Sparse Bayesian Learning(BSBL) 알고리즘을 사용하여 복원하였다. 가장 산제된 특성을 가지는 근전도 신호의 최대 압축률이 10배로 확인되어 가장 높았으며, 심전도 신호의 최대 압축률은 5배였다. 가장 산제된 특성이 작은 뇌전도 신호의 최대 압축률은 4배였다. 연구된 심전도, 근전도, 뇌전도 신호의 압축률은 향후 압축센싱을 적용한 무선 생체신호 모니터링 회로 및 시스템 개발시 유용한 기초자료로 활용될 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제18권9호
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• pp.2087-2093
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• 2014

본 논문에서는 압축적으로 센싱된 희소 신호를 복원하기 위한 유전 알고리듬(GA)에 기반한 직교 정합 추구 방법(GAOMP)을 제안한다. 최근에 제안된 SP, CoSaMP, gOMP 등은 매 반복 단계에서 부적절한 atom을 제거하여 희소 신호의 복원 성능을 개선하였다. 그러나 support set이 국소 최저에 빠져 신호 복원에 실패하는 경우가 발생한다. 제안된 GAOMP는 유전 알고리듬의 중요 연산자인 변이를 통해 support set이 국소 최저를 벗어날 수 있도록 도와주어 희소 신호의 복원 성능을 향상시킨다. 모의 실험을 통해 GAOMP가 여러 OMP 기반 알고리듬과 $l_1$ 최적화보다 우수한 신호 복원 성능을 보임을 알 수 있다.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.12-20
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• 2018

측면주사 소나 영상 획득의 효율성을 향상시키고자 저해상도의 수중 영상을 복원 기법을 이용하여 고화질 영상으로 개선시키는 연구가 시도되고 있다. 측면주사 소나 영상은 광학 영상과 같은 2차원 신호를 사용한다는 측면에서 기존 광학 영상 복원에 적용된 기법의 응용을 고려할 수 있다. 광학 영상에 대한 가장 대표적인 복원 방법 중 하나는 스파스 코딩이며, 수중 영상의 희소성을 분석하여 스파스 코딩 기법을 수중 영상에 적용할 수 있음을 증명하는 연구가 진행되었다. 스파스 코딩은 입력 신호에 대하여 사전과 스파스 계수의 선형 결합으로 복원 신호를 얻는 방식이다. 하지만 스파스 계수의 값을 정확히 추정하기 위해서는 많은 연산량을 필요로 한다. 본 연구에서는 스파스 코딩 기반의 수중 영상 초해상도 복원을 수행하되, 수중 영상 내 객체 영역에 한해서 선택적으로 복원 기법을 적용하는 방법을 제안함으로써 전체 연산 시간을 단축시킨다. 이를 위하여 수중 영상에서 경계를 검출하고 그 분포에 따라 객체 영역과 비객체 영역을 구분하는 방법을 제안하고, 이를 스파스 코딩 기반의 초해상도 복원 기법과 접목시킨다. 실험을 통해 제안하는 방법이 기존 방식과 동일 수준의 PSNR(Peak Signal-to-Noise Ratio) 수치를 유지하며, 영상 복원에 필요한 시간은 32 % 만큼 단축시킴을 확인함으로써 제안 방법의 유효성을 증명하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.467-475
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• 2014

본 논문에서는 1차원 레이더 특성(signature)인 고해상도 거리 측면도(HRRP)와 2차원 레이더 특성인 ISAR 영상을 형성하기 위하여 CS(Compressive Sensing) 기반의 레이더 신호 모델을 적용한 sparse 복원(sparse recovery) 알고리즘을 소개하고자 한다. 만약, 관측된 RCS(Radar Cross Section) 데이터 샘플에서 데이터 손실이 발생할 경우, 기존의 discrete Fourier transform(DFT) 방식으로는 올바른 고해상도의 레이더 특성들을 얻을 수 없다. 하지만, 데이터 손실이 존재하더라도 상기 sparse 복원 알고리즘을 적용하면 고해상도의 레이더 특성을 성공적으로 복원할 수 있고, 원래 광대역의 RCS 데이터를 이용한 레이더 특성과 동등하게 고해상도를 유지할 수 있다. 따라서, 본 논문에서 보여준 결과에서와 같이 원하지 않는 간섭신호나 전파 교란 신호에 의해 데이터 손실이 발생한 RCS 데이터를 수집하더라도, sparse 복원 알고리즘을 이용하면 기존 DFT 방식과 달리 고해상도의 레이더 특성을 성공적으로 복원할 수 있음을 관찰할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지SP
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• 제48권2호
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• pp.134-140
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• 2011

압축 센싱 (Compressed Sensing) 기술을 통해 $M{\times}N$ 측정 행렬의 원소들이 특정의 독립적인 확률 분포에서 뽑혀 identically 분포의 성질을 가지고 있을 때 $M{\ll}N$의 경우에도 스파스 (sparse) 신호를 높은 확률로 정확하게 복원할 수 있다. $L_1$-최소화 알고리즘이 불완전한 측정에 대해서도 스파스 (sparse) 신호를 복원할 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 본 논문에서는 OMP를 변형시킨 support 검출과 가중치 기법을 이용한 $L_1$-최소화 방법을 통하여 스파스 (sparse) 신호의 복원 성능을 향상시키는 알고리즘을 제안하고자 한다.

• 한국음향학회지
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• 제42권6호
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• pp.529-535
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• 2023

초생 프로펠러 캐비테이션에 의한 소음은 광대역 신호를 방출하는 적은 수의 음원으로 가정된다. 전통적인 캐비테이션 위치 추정 방법은 정확도가 낮으며, 해상도가 낮아 인접한 음원을 구분할 수 없다는 한계점이 있다. 희소 베이지안 학습 기법은 희소성을 가지는 신호에 대해 고해상도의 복원 성능을 보이는 기법으로, 전통적인 캐비테이션 위치추정 방법에 비해 고해상도로 위치를 추정하는 특성을 가진다. 본 논문에서는 희소 베이지안 학습 기법을 적용한 초생 프로펠러 캐비테이션 위치 추정 기법을 제안하고 실제 모형선 실험 결과를 통해 제안한 기법이 정확도 및 해상도 측면에서 기존 방식보다 뛰어남을 보였다.

• 한국통신학회논문지
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• 제40권6호
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• pp.1024-1031
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• 2015

압축 센싱은 신호가 성긴 (Sparse) 특성을 지니며 선형 측정된 값들이 Incoherent 할 때, 나이퀴스트율 이하로 표본화된 신호를 원본 신호로 정확하게 복구할 수 있는 새로운 신호 획득 이론이다. 본 논문에서는 원본 신호의 Sparse한 정도에 따라 성능이 변화하는 압축 센싱을 이용한 효율적인 신호 검출 및 추정 기법을 제안하며, 이론적 분석과 함께 모의 실험 결과를 보여준다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.1-3
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• 2015

In this paper, we propose a sparse signal reconstruction method referred to as the matching pursuit with a pruning-based tree search (PTS-MP). Two key ingredients of PTS-MP are the pre-selection to put a restriction on columns of the sensing matrix to be investigated and the tree pruning to eliminate unpromising paths from the search tree. In our simulations, we confirm that PTS-MP is effective in recovering sparse signals and outperforms conventional sparse recovery algorithms.

• Current Optics and Photonics
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• 제6권3호
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• pp.288-296
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• 2022

We propose and experimentally demonstrate a novel photonic compressive sensing (CS) scheme for acquiring sparse radio frequency signals with adjustable compression ratio in this paper. The sparse signal to be measured and a pseudo-random binary sequence are modulated on consecutively connected chirped pulses. The modulated pulses are compressed into short pulses after propagating through a dispersive element. A programmable optical filter based on spatial light modulator is used to realize spectral segmentation and demultiplexing. After spectral segmentation, the compressed pulses are transformed into several sub-pulses and each of them corresponds to a measurement in CS. The major advantage of the proposed scheme lies in its adjustable compression ratio, which enables the system adaptive to the sparse signals with variable sparsity levels and bandwidths. Experimental demonstration and further simulation results are presented to verify the feasibility and potential of the approach.