• Title/Summary/Keyword: wavelet Packet Transform

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A Hybrid System of Wavelet Transformations and Neural Networks Using Genetic Algorithms: Applying to Chaotic Financial Markets (유전자알고리즘을 이용한 웨이블릿분석 및 인공신경망기법의 통합모형구축)

  • Shin, Taeksoo;Han, Ingoo
    • Proceedings of the Korea Database Society Conference
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    • 1999.06a
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    • pp.271-280
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    • 1999
  • 인공신경망을 시계열예측에 적용하는 경우에 고려되어야 할 문제중, 특히 모형에 적합한 입력변수의 생성이 중요시되고 있는데, 이러한 분야는 인공신경망의 모형생성과정에서 입력변수에 대한 전처리기법으로써 다양하게 제시되어 왔다. 가장 최근의 입력변수 전처리기법으로써 제시되고 있는 신호처리기법은 전통적 주기분할처리방법인 푸리에변환기법(Fourier transforms)을 비롯하여 이를 확장시킨 개념인 웨이블릿변환기법(wavelet transforms) 등으로 대별될 수 있다. 이는 기본적으로 시계열이 다수의 주기(cycle)들로 구성된 상이한 시계열들의 집합이라는 가정에서 출발하고 있다. 전통적으로 이러한 시계열은 전기 또는 전자공학에서 주파수영역분할, 즉 고주파 및 저주파수를 분할하기 위한 기법에 적용되어 왔다. 그러나, 최근에는 이러한 연구가 다양한 분야에 활발하게 응용되기 시작하였으며, 그 중의 대표적인 예가 바로 경영분야의 재무시계열에 대한 분석이다 전통적으로 재무시계열은 장, 단기의사결정을 가진 시장참여자들간의 거래특성이 시계열에 각기 달리 가격으로 반영되기 때문에 이러한 상이한 집단들의 고유한 거래움직임으로 말미암아 예를 들어, 주식시장이 프랙탈구조를 가지고 있다고 보기도 한다. 이처럼 재무시계열은 다양한 사회현상의 집합체라고 볼 수 있으며, 그만큼 예측모형을 구축하는데 어려움이 따른다. 본 연구는 이러한 시계열의 주기적 특성에 기반을 둔 신호처리분석으로서 기존의 시계열로부터 노이즈를 줄여 주면서 보다 의미 있는 정보로 변환시켜 줄 수 있는 웨이블릿분석 방법론을 새로운 필터링기법으로 사용하여 현재 많은 연구가 진행되고 있는 인공신경망과의 모형결합을 통해 기존연구와는 다른 새로운 통합예측방법론을 제시하고자 한다. 본 연구에서 제시하는 통합방법론은 크게 2단계 과정을 거쳐 예측모형으로 완성이 된다. 즉, 1차 모형단계에서 원시 재무시계열은 먼저 웨이블릿분석을 통해서 노이즈가 필터링 되는 동시에, 과거 재무시계열의 프랙탈 구조, 즉 비선형적인 움직임을 보다 잘 반영시켜 주는 다차원 주기요소를 가지는 시계열로 분해, 생성되며, 이렇게 주기에 따라 장단기로 분할된 시계열들은 2차 모형단계에서 신경망의 새로운 입력변수로서 사용되어 최종적인 인공 신경망모델을 구축하는 데 반영된다.

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Improved Performance of Zerotrees Based Digital Watermarking

  • Panyapolsakul, S.;AmornraksaT.
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2002.07b
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    • pp.868-871
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    • 2002
  • Nowadays, zerotrees based digital watermarking techniques are considered to be an efficient watermarking technique used for multimedia data in a compressed form. This paper presents a technique for watermarking an image, by employing zerotrees derived from the wavelet packet coefficients of the transformed image to carry the watermark signal. By setting a proper threshold in zerotrees determining process, the watermark signal can be recovered without the need of original image. With our proposed technique, more amount of watermark signal can be embedded within the image, compared to ordinary wavelet transform based techniques. The experimental results show the improved performance in both qualities of the resultant watermarked image and robustness of the embedded watermark signal against common signal processing such as brightness/contrast enhancement, high-pass filtering, Gaussian noise adding and JPEG compression scheme

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A Study on the Improvement of Wavelet-Based Best-Basis Algorithm for Image Compression (영상압축을 위한 웨이브릿 기반 Best-Basis 알고리즘의 개선에 관한 연구)

  • 안종구;추형석;박제선
    • The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers D
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    • v.52 no.10
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    • pp.591-597
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    • 2003
  • In this paper, a best-basis selection algorithm that improves the performance of the coding gains and the computational complexity is proposed. The proposed algorithm limits the computational complexity according to the resolved threshold value and decomposes the parent subbands by using the top-down tree search and the relative energy between the parent subbands and the child subbands. For the experiments of the proposed algorithm, the bit-rates, the peak signal-to-noise ratio (PSNR), and the reconstructed images are presented by using the Quad-tree coder. The result of the proposed algorithm is compared to that of DWT algorithm using the Quad-tree coder for a set of standard test images. In addition, the result of the proposed algorithm is compared to that of JPEG-2000 algorithm and that of S+P algorithm.

Power Quality Disturbance Classification using Decision Fusion (결정결합 방법을 이용한 전력외란 신호의 식별)

  • 김기표;김병철;남상원
    • Proceedings of the IEEK Conference
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    • 2000.09a
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    • pp.915-918
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    • 2000
  • In this paper, we propose an efficient feature vector extraction and decision fusion methods for the automatic classification of power system disturbances. Here, FFT and WPT(wavelet packet transform) are und to extract an appropriate feature for classifying power quality disturbances with variable properties. In particular, the WPT can be utilized to develop an adaptable feature extraction algorithm using best basis selection. Furthermore. the extracted feature vectors are applied as input to the decision fusion system which combines the decisions of several classifiers having complementary performances, leading to improvement of the classification performance. Finally, the applicability of the proposed approach is demonstrated using some simulations results obtained by analyzing power quality disturbances data generated by using Matlab.

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On the Performance of Interference Excision Scheme using Multiple Adaptive Filter Banks in Spread Spectrum Communication Systems (대역확산 통신시스템에서 다중 적응 필터 뱅크를 이용한 간섭신호 제거 시스템 성능 분석)

  • 박재오;이정재
    • Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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    • v.4 no.3
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    • pp.653-660
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    • 2000
  • In this paper, an adaptive interference excision scheme with multiple adaptive filter bank using an adaptive algorithm is proposed. This scheme suppresses interference in the wavelet packet transform domain for the direct spread spectrum communication systems. Using the Monte-Carlo simulation, we analyze the performance of the direct spread spectrum communication systems with this excision scheme using LMS and RLS adaptive algorithms in AWGN and interference channel.

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Temporal adaptive 3D subband image sequence coding technique (시간 적응 3차원 subband 부호화 기법)

  • 김용관;김인철;이상욱
    • The Journal of Korean Institute of Communications and Information Sciences
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    • v.21 no.5
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    • pp.1096-1108
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    • 1996
  • In this paper, we propose a temporal adaptive tranform 3D SBC coder with motion compensation, exploiting redundancy in the temporal domain. We propose a temporal adaptivity measure, by which the R-D optimal temporal transform can be chaosen. The base temporal subband frame is coded using H.261-like MC-DCT coder, while the higher temporal subband frames are coded using the 2D adaptive wavelet packet bases, considering the various energy distribution which results from the temporal variation. In encoding the subbands, we employ adaptive scanning methods, uniform step-size quantization with VLC, and coded/not-coded flag reduction technique using the quadtree structure. From the simulation results, the proposed adaptive 3D subband coder shows about 0.29~3.14 dB gain over the H.261 and the fixed 3D subband coder techniques.

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Comparison of Experiment and Numerical Simulation of Tapping Sound of Laminated Composite Structures (복합재료 구조물의 태핑음에 대한 수치해석과 실험 결과의 비교)

  • 황준석;김승조
    • Proceedings of the Korean Society For Composite Materials Conference
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    • 2002.10a
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    • pp.165-169
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    • 2002
  • 현재 개발 중에 있는 비파괴 검사법인 Tapping Sound Analysis 의 검증을 위해 실험으로 측정된 타격음(태핑음)과 수치해석으로 구한 타격음을 비교하였다. 손상이 없는 복합재료 구조물과 손상이 있는 복합재료 구조물을 제작하고 타격 실험을 통해 타격음과 타격력을 측정하였다. 타격음의 수치 모사를 위해 동적접촉 알고리듬을 이용한 유한요소법과 경계요소법을 이용하였다. Wavelet packet transform에 근거한 특성 추출법을 이용하여 타격음으로부터 손상 판단을 위한 특성을 추출하였다. 손상이 없는 구조물과 손상이 있는 구조물의 특성을 비교하기 위해, 특성 지수를 정의하였다. 실험 결과와 수치해석 결과의 비교를 통해 타격음 계산에 사용된 수치모델의 타당성을 밝혔다.

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Sensor Fusion and Neural Network Analysis for Drill-Wear Monitoring (센서퓨젼 기반의 인공신경망을 이용한 드릴 마모 모니터링)

  • Prasopchaichana, Kritsada;Kwon, Oh-Yang
    • Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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    • v.17 no.1
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    • pp.77-85
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    • 2008
  • The objective of the study is to construct a sensor fusion system for tool-condition monitoring (TCM) that will lead to a more efficient and economical drill usage. Drill-wear monitoring has an important attribute in the automatic machining processes as it can help preventing the damage of tools and workpieces, and optimizing the drill usage. In this study, we present the architectures of a multi-layer feed-forward neural network with Levenberg-Marquardt training algorithm based on sensor fusion for the monitoring of drill-wear condition. The input features to the neural networks were extracted from AE, vibration and current signals using the wavelet packet transform (WPT) analysis. Training and testing were performed at a moderate range of cutting conditions in the dry drilling of steel plates. The results show good performance in drill- wear monitoring by the proposed method of sensor fusion and neural network analysis.

A Hybrid System of Wavelet Transformations and Neural Networks Using Genetic Algorithms: Applying to Chaotic Financial Markets (유전자 알고리즘을 이용한 웨이블릿분석 및 인공신경망기법의 통합모형구축)

  • Shin, Taek-Soo;Han, In-Goo
    • Proceedings of the Korea Inteligent Information System Society Conference
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    • 1999.03a
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    • pp.271-280
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    • 1999
  • 인공신경망을 시계열예측에 적용하는 경우에 고려되어야 할 문제중, 특히 모형에 적합한 입력변수의 생성이 중요시되고 있는데, 이러한 분야는 인공신경망의 모형생성과정에서 입력변수에 대한 전처리기법으로써 다양하게 제시되어 왔다. 가장 최근의 입력변수 전처리기법으로써 제시되고 있는 신호처리기법은 전통적 주기분할처리방법인 푸리에변환기법(Fourier transforms)을 비롯하여 이를 확장시킨 개념인 웨이블릿변환기법(wavelet transforms) 등으로 대별될 수 있다. 이는 기본적으로 시계열이 다수의 주기(cycle)들로 구성된 상이한 시계열들의 집합이라는 가정에서 출발하고 있다. 전통적으로 이러한 시계열은 전기 또는 전자공학에서 주파수영역분할, 즉 고주파 및 저주파수를 분할하기 위한 기법에 적용되어 왔다. 그러나, 최근에는 이러한 연구가 다양한 분야에 활발하게 응용되기 시작하였으며, 그 중의 대표적인 예가 바로 경영분야의 재무시계열에 대한 분석이다. 전통적으로 재무시계열은 장, 단기의사결정을 가진 시장참여자들간의 거래특성이 시계열에 각기 달리 가격으로 반영되기 때문에 이러한 상이한 집단들의 고요한 거래움직임으로 말미암아 예를 들어, 주식시장이 프랙탈구조를 가지고 있다고 보기도 한다. 이처럼 재무시계열은 다양한 사회현상의 집합체라고 볼 수 있으며, 그만큼 예측모형을 구축하는데 어려움이 따른다. 본 연구는 이러한 시계열의 주기적 특성에 기반을 둔 신호처리분석으로서 기존의 시계열로부터 노이즈를 줄여 주면서 보다 의미있는 정보로 변환시켜줄 수 있는 웨이블릿분석 방법론을 새로운 필터링기법으로 사용하여 현재 많은 연구가 진행되고 있는 인공신경망의 모형결합을 통해 기존연구과는 다른 새로운 통합예측방법론을 제시하고자 한다. 본 연구에서는 제시하는 통합방법론은 크게 2단계 과정을 거쳐 예측모형으로 완성이 된다. 즉, 1차 모형단계에서 원시 재무시계열은 먼저 웨이브릿분석을 통해서 노이즈가 필터링 되는 동시에, 과거 재무시계열의 프랙탈 구조, 즉 비선형적인 움직임을 보다 잘 반영시켜 주는 다차원 주기요소를 가지는 시계열로 분해, 생성되며, 이렇게 주기에 따라 장단기로 분할된 시계열들은 2차 모형단계에서 신경망의 새로운 입력변수로서 사용되어 최종적인 인공 신경망모델을 구축하는 데 반영된다. 기존의 주기분할방법론은 모형개발자입장에서 여러 가지 통계기준치중에서 최적의 기준치를 합리적으로 선택해야 하는 문제가 추가적으로 발생하며, 본 연구에서는 이상의 제반 문제들을 개선시키기 위해 통합방법론으로서 기존의 인공신경망모형을 구조적으로 확장시켰다. 이 모형에서 기존의 입력층 이전단계에 새로운 층이 정의된다. 이렇게 해서 생성된 새로운 통합모형은 기존모형에서 생성되는 기본적인 학습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실증사례 분석결과는 일일 환율예측문제를 적용하였을 경우, 기존의 방법론보다 더 나운 예측성과를 타나내었다.

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The Method of Wet Road Surface Condition Detection With Image Processing at Night (영상처리기반 야간 젖은 노면 판별을 위한 방법론)

  • KIM, Youngmin;BAIK, Namcheol
    • Journal of Korean Society of Transportation
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    • v.33 no.3
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    • pp.284-293
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    • 2015
  • The objective of this paper is to determine the conditions of road surface by utilizing the images collected from closed-circuit television (CCTV) cameras installed on roadside. First, a technique was examined to detect wet surfaces at nighttime. From the literature reviews, it was revealed that image processing using polarization is one of the preferred options. However, it is hard to use the polarization characteristics of road surface images at nighttime because of irregular or no light situations. In this study, we proposes a new discriminant for detecting wet and dry road surfaces using CCTV image data at night. To detect the road surface conditions with night vision, we applied the wavelet packet transform for analyzing road surface textures. Additionally, to apply the luminance feature of night CCTV images, we set the intensity histogram based on HSI(Hue Saturation Intensity) color model. With a set of 200 images taken from the field, we constructed a detection criteria hyperplane with SVM (Support Vector Machine). We conducted field tests to verify the detection ability of the wet road surfaces and obtained reliable results. The outcome of this study is also expected to be used for monitoring road surfaces to improve safety.