무선센서 네트워크에서의 패킷 손실 확률에 따른 압축 기법 이득 분석

심순보,공준호,정성우 한국차세대컴퓨팅학회 2009 한국차세대컴퓨팅학회 논문지 Vol.5 No.4

무선 센서 네트워크에서 사용되는 센서 노드는 확장성, 이동성, 휴대성 등을 위해서 작은 크기의 디바이스 형태로 제작되고 있다. 이러한 센서 노드의 소형화는 가용 전지의 양, 메모리 크기, 처리속도를 제한하고 무선센서 네트워 크의 수명을 단축시킨다. 무선센서 네트워크에서는 수명을 늘리는 것이 매우 중요하다. 하지만 센서노드는 데이터 전송 시 가장 많은 전력이 소모 된다. 데이터 압축 기법은 이를 해결하기 위한 대표적인 방법 중 하나이다. 따라서 본 논문에서는 패킷손실 확률에 따라서 압축 기법의 이득을 분석하였다. 데이터 압축 기법은 최소한의 전송량으로 데이터를 줄이므로 전송에 따른 에너지 소모를 최소화하여 무선센서 네트워크에서의 수명을 증가시킬 뿐만 아니라 센서노드 시스템의 처리량을 최대화 하고 작업의 수행시간을 최소화한다. 본 논문의 실험에서 패킷 전송 시 데이터 압축을 통해 전송하였을 경우 패킷손실 확률과 데이터의 전송량에 따라서 성능에 미치는 영향을 실험하고, 데이터 압축 전과 비교하였다. 실험결과, 패킷손실 확률이 40%일 경우 최대 68ms정도의 응답지연시간이 감소되고 처리량 은 30%가 증가된다. 그러므로 압축 기법을 사용하였을 때 압축 기법을 사용하기 전보다 응답 지연시간은 더욱 감 소하고 처리량은 증가 시킨다. 또한, 패킷손실 확률이 증가할수록 응답시간과 처리량측면에서 얻는 이득은 더욱 향 상된다.

블록 적응적인 Context Tree Weighting을 이용한 무손실 영상 압축

오은주,조현지,유훈 한국인터넷정보학회 2020 인터넷정보학회논문지 Vol.21 No.4

This paper proposes a lossless image compression method based on arithmetic coding using block-adaptive Context Tree Weighting. The CTW method predicts and compresses the input data bit by bit. Also, it can achieve a desirable coding distribution for tree sources with an unknown model and unknown parameters. This paper suggests the method to enhance the compression rate about image data, especially aerial and satellite images that require lossless compression. The value of aerial and satellite images is significant. Also, the size of their images is huger than common images. But, existed methods have difficulties to compress these data. For these reasons, this paper shows the experiment to prove a higher compression rate when using the CTW method with divided images than when using the same method with non-divided images. The experimental results indicate that the proposed method is more effective when compressing the divided images. 본 논문은 입력 영상 데이터를 블록 적응적으로 Context Tree Weighting을 사용하여 산술 부호 기반의 무손실 영상 압축 방법을제안한다. CTW 기법은 입력 데이터를 비트 단위로 예측 및 압축을 하는 특성을 가진다. 또한, CTW 기법은 미지의 모델 및 파라미터에 대해서도 효율적인 압축을 한다는 점에서 장점을 보여준다. 본 연구에서는 무손실 압축이 필요한 항공 및 위성 사진을 옵션 정보에 따라 분할한 다음 각각 CTW 기반의 산술 부호기를 적용하여 압축의 효율을 증대하고자 한다. 항공 및 위성 사진은 영상 내 정보의 가치가 높으므로 무손실 압축이 불가피하다. 또한, 영상 크기가 일반적인 영상에 비해 크기 때문에 고압축 역시 필요하다. 기존의무손실 압축 기법으로는 대용량의 중요 영상을 압축하는 데에 어려움이 존재한다. 이러한 이유로, 본 논문에서는 분할하지 않은 영상을 압축할 때 보다 제안하는 방법을 통해 영상을 압축했을 때 더 높은 압축률을 보여주기 위한 실험을 제공한다. 실험을 통해 기존의무손실 압축 기법을 사용하여 압축을 진행했을 때 보다 CTW 기법을 이용하여 분할한 영상을 압축했을 때의 압축률이 더 높음을 확인할 수 있다.

행/열 단위 증분 부호화를 이용한 JPEG 압축 기법 확장에 관한 연구

박대현,안영훈,신현준,위영철 (사)한국컴퓨터그래픽스학회 2009 컴퓨터그래픽스학회논문지 Vol.15 No.3

In this paper, we introduce a novel method to extend the JPEG standard, which is the most widely used for lossy image compression, in order to improve compression ratio. To employ two of the most successful methodologies for the data compression: differential coding and quantization simultaneously, we propose a line-based approach. For each line in a block, we apply one-dimensional discrete cosine transformation to the increments instead of the pixel values. Those values are quantized and entropy-coded similarly to the JPEG standard. To further increase compression ratio, the proposed method is plugged into the JPEG standard to form a new compression method, in which the proposed method are applied to only selected JPEG blocks. In our experiment, we found that the proposed method outperform the JPEG standard when the qualities of the coded images are set to be high. We believe the proposed method can be simply plugged into the standard to improve its compression ratio for higher quality images. 본 논문은 영상의 손실 압축에 널리 사용되는 JPEG 표준을 확장하여 압축률을 향상시키기 위한 방법을 제안한다. 연속적인 신호를 압축하는데 널리 사용되는 증분 압축 기법을 보다 효과적으로 손실 영상 압축 방법에 적용하기 위하여 행이나 열 단위로 예측(prediction)과 이산 코사인 변환을 수행하고 양자화, 엔트로프 부호화 등의 과정을 거쳐 영상을 압축하기 위한 방법을 제안한다. 특히 JPEG 표준과 행/열 단위 압축 방법의 장점을 동시에 갖게 하기 위해 JPEG 표준의 틀에서 선택적으로 블럭에 행/열 단위 압축을 수행함으로써 압축률을 향상시킨다. 실험 결과 본 논문에서 제안하는 압축 방법은 사용자가 압축 시 지정한 화질이 높을 경우 JPEG보다 높은 압축률을 나타내는 것을 확인할 수 있다. 따라서 본 논문에서 제안하는 압축 방법은 간단하게 기존의 JPEG 압축 방식에 추가되어 고화질의 영상을 효율적으로 압축하는데 사용될 수 있다.

빅데이터 처리시간 감소와 저장 효율성이 향상을 위한 맵리듀스 기반 빅데이터 처리 기법 구현

이협건,김영운,김기영 한국융합학회 2018 한국융합학회논문지 Vol.9 No.10

맵리듀스는 하둡의 필수 핵심 기술로 하둡 분산 파일 시스템을 기반으로 빅데이터를 처리하는 가장 보편화되어 사용되고 있다. 그러나 기존 맵리듀스 기반 빅데이터 처리 기법은 하둡 분산 파일 시스템에 정해진 블록의 크기대로 파일 나눠 저장되는 특징으로 인해 인프라 자원의 낭비가 극심하다. 이에 본 논문에서는 효율적인 맵리듀스 기반 빅데이터 처리 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 처리할 데이터를 사전에 맵리듀스에서 처리하기 적합한 데이터 형태로 변환 및 압축하여 빅데이터 인프라 환경의 저장 효율성을 증가시킨다. 또한 제안하는 기법은 저장 효율성을 중점으로 구현했을 때 발생할 수 있는 데이터 처리 시간의 지연 문제를 해결한다. MapReduce, the Hadoop's essential core technology, is most commonly used to process big data based on the Hadoop distributed file system. However, the existing MapReduce-based big data processing techniques have a feature of dividing and storing files in blocks predefined in the Hadoop distributed file system, thus wasting huge infrastructure resources. Therefore, in this paper, we propose an efficient MapReduce-based big data processing scheme. The proposed method enhances the storage efficiency of a big data infrastructure environment by converting and compressing the data to be processed into a data format in advance suitable for processing by MapReduce. In addition, the proposed method solves the problem of the data processing time delay arising from when implementing with focus on the storage efficiency.

재순환케이싱처리 높이변화가 터보차저 압축기의 성능에 미치는 영향

Nguyen Van Hap,Zhou Tianjun,이근식(Geun Sik Lee) 대한기계학회 2015 大韓機械學會論文集B Vol.39 No.8

자동차용 터보차저 원심압축기의 재순환케이싱처리(RCT)부의 높이변화가 압축기의 성능에 미치는 영향이 조사되었다. 연구대상 RCT 부의 높이는 1.2mm, 1.5mm, 1.8mm 의 세가지이며, 회전수 범위는 90,000 - 150,000 rpm, 유량 범위는 0.015 kg/s - 0.08 kg/s 이다. 전압력비와 등엔트로피 효율 비교 결과, 본 수치계산은 실제압축기의 성능 제원과 최대오차 0.7%의 범위 내에서 잘 일치하였다. 해석결과, RCT 부 높이 1.2mm, 1.8mm, 1.5mm 순서로 균일 압력분포, 높은 압력비, 넓은 작동범위를 얻었다. 이들 세가지 경우 모두, 회전수가 증가할수록 이들의 압력비는 높아지나 운전범위는 좁아지는 전형적인 압축기 맵의 특성을 보여주었다. In this study, we investigate the performance variations of an automotive turbocharger compressor with respect to the height variation of the recirculating casing treatment (RCT). We use three RCT heights, namely 1.2 mm, 1.5 mm, and 1.8 mm. We vary the compressor speed from 90,000 to 150,000 rpm, and the flow rate from 0.015 kg/s to 0.08 kg/s. The calculation results of the total pressure ratio and isentropic efficiency showed good agreement with the performance data provided by the manufacturer within a 0.7 percent error. The results showed that the RCT heights of 1.2 mm, 1.8 mm, and 1.5 mm, in that order, exhibited a more uniform pressure distribution, higher pressure ratio, and wider operational range. As the number of revolutions per minute increased, we obtained typical characteristics of a compressor map having a narrower operational range in the region of higher pressure ratio.

압축된 문서에 대한 질의 처리를 지원하는 XML 압축 알고리즘의 설계 및 구현

이석재,유재수,조기형,강영준 한국콘텐츠학회 2004 한국콘텐츠학회논문지 Vol.4 No.1

With the spread of internet, the digitalization and the knowledge informatization are in progress rapidly. Specially, numerous users make the various works and use the services on the web. For the most part, these works make use of the XML. The XML shines the reusing of the documents because it is separated from contents and styles. Also, it can re-define the logic structure of the document for requirement of the developer. However, the XML document's size is much larger than common text document because it handles the document type and adds numerous tags for representing structure of the document. To utilize the limited storage devices of Palmtop, PDA and so on, it is necessary to compress and handle the documents efficiently. Recently, the compression techniques for efficiently handling and compressing the XML documents are under way to solve this problem. 인터넷의 급속한 확산에 따라 사회 전반의 디지털화와 지식정보화가 급속도로 진행되고 있다. 많은 사용자들은 웹 상에서 다양한 작업을 하고 서비스를 이용하고 있다. 이러한 작업들의 대부분은 XML을 이용한다. XML은 개발자가 필요시 문서의 논리 구조를 정의할 수 있으며, 내용과 스타일이 분리되어있어 문서의 재사용성이 뛰어나다. 하지만 XML은 문서의 내용을 단순히 텍스트 형태로 다루고 문서의 구조를 표현하기 위해 많은 태그들이 추가되기 때문에 문서의 크기가 커질 수 밖에 없다. 팜탑, PDA등 용량이 제한된 기기에서 XML 문서를 보다 잘 활용하기 위해서는 XML문서를 효율적으로 압축해서 사용할 필요가 있다. 이러한 이유로 최근 XML 문서를 효과적으로 압축하고 다루기 위한 XML 압축 기법에 대한 연구가 일부 이루어지고 있지만, 기존 연구들의 대부분은 압축된 XML 문서에 대한 질의 처리를 고려하지 않았다.

DARS 로봇에서의 영상 전송 시스템 개발

이동훈(Dong-Hoon Lee),김대욱(Dae-Wook Kim),심귀보(Kwee-Bo Sim) 한국지능시스템학회 2005 한국지능시스템학회 학술발표 논문집 Vol.15 No.1

본 논문에서는 다수의 로봇이 협동 제어 및 분산 제어를 목적으로 고안된 DARS 로봇의 마이크로 컨트롤러가 적은 메모리를 내장하여 영상 처리와 같은 많은 데이터를 처리하는 부분에서는 여러 제약이 생기는 문제점을 해결하기 위하여 DARS 로봇의 영상 처리 및 전송에 있어 데이터의 전송량을 줄이는 방법으로 영상 압축 방식을 사용하여 영상 압축 데이터의 전송을 구현 하였다. 또한 DARS 로봇이 이동하면서 특정 미션의 수행이 가능 하도록 배터리로 정전압을 공급하고, 물체를 감지하는데 있어 사각이 없이 360°전 방향을 감지하도록 적외선 센서부를 설계하였다. DARS 로봇의 이동이 용이 하도록 설계된 모터 구동부는 센서에 감지되는 물체의 거리에 따라 DARS 로봇이 속도를 정밀하게 가ㆍ감속 제어를 하고, 마이컴 제어부는 카메라로부터 입력되 영상 신호를 압축 알고리즘을 이용하여 압축하고, 압축된 데이터를 컴퓨터로 전송 한다. 컴퓨터에서는 입력된 영상을 Visual c++을 사용하여 화면 표시 및 DARS 로봇을 제어 할 수 있도록 구현 하였다.

다상분해신호에 대한 처리 지연 시간을 개선한 정규형 주파수 대역 압축 알고리즘과 FPGA 회로 설계

박영석 에스케이텔레콤 (주) 2012 Telecommunications Review Vol.22 No.2

In digital signal processing, the signal polyphase-decomposition method is very important in multirate system applications. The polyphase-decomposed signals lead to expand the frequency band by including higher frequencies causing from decimation for down sampling than original signal. This property brings about the significant limitations in the structure or the performance of digital polyphase signal processing systems. Many portion of these problems can be overcome by using perfect band compression and decompression method. Previous iterative perfect band compression and reconstruction algorithm for polyphase component signals has such drawbacks that it requires complex circuit structures and its processing time enlarges in proprotion to iteration times of algorithmm. In order to overcome the drawbacks, this paper proposes a improved iterative perfect band compression and reconstruction theory and algorithm for polyphase component signals, and describes its FPGA circuit design and implementation results using Matlab Simulink modeling approach. Then its effectiveness is showed through the design verification and the experimental results. 디지털 신호처리에 있어서 신호의 다상분해 기술은 멀티레이트 시스템 응용에 있어서 매우 중요하다. 다상분해신호는 원신호를 다운샘플링을 위해 데시메이션(decimation)하기 때문에 원신호에 비해 많은 고주파 성분을 포함하여주파수 대역이 확장되는 경향이 있다. 이러한 성질은 다상분해신호의 활용, 즉 디지털 신호처리 시스템의 구조나 성능에 상당한 제약을 초래한다. 이러한 문제는 완전대역압축-복원(perfect band compression and decompression) 방법을 사용함으로써 상당 부분 극복할 수 있다. 다상분해신호에 대한 기존의 완전 대역압축 및 복원의 반복적 알고리즘(iterative algorithm)은 회로의 구조가 복잡하고 반복 횟수에 비례하여 처리시간이 커지는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하는 개선된대역압축 및 복원 이론과 알고리즘을 제시하고, Matlab의 Simulink 모델링을 사용하여 FPGA 회로로 설계·구현하고 실험을 통하여 그 유효성을 확인한다.

피로손상된 용접이음의 피로수명 향상을 위한 햄머피닝 처리법의 적용

김인태,박민호,정진환 한국구조물진단유지관리공학회 2013 한국구조물진단유지관리공학회 논문집 Vol.17 No.3

본 연구에서는 피로 손상된 용접이음의 피로수명 향상을 위한 방법으로 햄머피닝 처리법의 적용성을 검토하기 위하여 면외거셋 필렛 용접이음과 하중비전달형 리브 필렛 용접이음의 피로실험을 실시하였다. 본 실험에서는 면외거셋과 리브를 필렛 용접한 후 햄머피닝 처리를 하지 않은 용접그대로의 시험편, 용접후 햄머피닝 처리한 시험편, 그리고 용접그대로 시험편의 피로수명의 50% 시점에 햄머피닝 처리를 한 시험편의 피로실험을 실시하였다. 그리고 햄머피닝 처리에 의한 면외거셋과 리브 용접토우부의 형상 및 표면응력의 변화를 측정하였다. 그 결과, 햄머피닝처리에 의해 30~83MPa의 압축잔류응력이 도입 되었으며, 이로 인하여 강구조물의 제작시 용접후에 햄머피닝 처리를 실시하면 피로수명을 크게 향상 시킬 수 있을 뿐만 아니라, 이를 공용기간이 예상 피로수명의 50% 이하인 강구조물의 용접이음에 적용하여도 최소 1.3배 이상의 피로수명과 피로한계 향상효과를 기대할 수 있음을 제시하였다. In this study, fatigue tests were performed on longitudinal out-of-plane gusset fillet welded joints and transverse non-load-carrying cruciform rib fillet welded joints, and then applicability of hammer-peening treatment on improvement of fatigue life for fatigue damaged weld joints were investigated. Fatigue tests were carried out on three types of gusset and rib welded specimens: as-welded specimens, post-weld hammer peened specimens and hammer peened specimens at 50% of as-welded specimen's fatigue life. Before and after hammer peening treatment, the geometry of weld toes and surface stresses near weld toes were measured. As a result of hammer peening treatment, compressive residual stresses of 30-83MPa were introduced near weld toes of the gusset and rib welded joints, and 130% increase in fatigue life and fatigue limit of the welded joints could be realized by hammer peening treatment at 50% fatigue life of as-welded conditions.

Current Status of the Spent Filter Waste and Consideration of Its Treatment Method in KAERI

Young-Yong Ji,Dae-Seok Hong,Il-Sik Kang,Jong-Sik Shon 한국방사성폐기물학회 2007 방사성폐기물학회지 Vol.5 No.3

한국원자력연구원 방사성폐기물 저장시설에는 2006년 기준으로 약 1,000 여개(200L 환산)의 폐필터가 저장중이며, 그 발생량은 계속 증가하는 추세에 있다. 현재 저장시설의 저장 공간 확보뿐만 아니라 폐필터의 효율적인 관리를 위하여 비닐 백에 넣어 저장 및 관리되고 있는 폐필터들을 적절한 압축 처리 과정을 거쳐 최종적으로 규격화된 드럼에 포장하려는 계획을 가지고 있다. 이를 위해, 먼저 과거 발생이력을 조사함으로서 저장중인 폐필터들의 분류를 통한 그룹화를 수행하였다. 또한 드럼포장을 위해서는 사전에 핵종평가가 수행되어야 하며, 그 방법으로는 폐필터의 해체 없이 표면선량률을 측정하여 대표시료를 채취하며, 이 시료에 대하여 방사성폐기물 인도규정에서 요구하는 수준의 핵종분석을 수행할 것이다. 그리고 드럼포장을 위해, 방사성폐기물 처리시설에서 개발된 폐필터 처리장치를 이용하여 직육면체 형의 폐필터를 원주형 성형을 함으로서 드럼에 넣은 후, 최종적으로 수직 압축함으로써 폐필터를 처리하고자 한다. Spent filter wastes of about 1,000 units (200 L) have been stored in the waste storage facility of the Korea Atomic Energy Research Institute since its operation. At the moment, to secure space in a waste storage facility as well as to efficiently manage spent filter wastes, it is necessary to conduct a compaction treatment of these spent filters, and finally, to repack the compacted spent filters into a 200 liter drum. To do that, the spent filter wastes were first classified according to their generation facilities, their generation date and their surface dose rate by investigating the inventory of the spent filters. In order to repack a compacted spent filter in a 200 liter drum, it is first necessary to conduct a radionuclide assessment of a spent filter before compacting it. Therefore, after taking a representative sample from a spent filter without a dismantlement, the nuclide analysis for it will be conducted. And then, after putting a spent filter into a regular drum by conducting the columnar shaping of the hexahedral form of a spent filter, the compaction treatment of the shaped spent filter will be conducted by vertically compacting it.