실시간 운영체제를 利用한 로봇 매니퓰레이터 시각 서보 시스템의 具現

임동철 성균관대학교 대학원 1999 국내석사

지반의 비선형성을 고려한 지반-구조물 상호작용계의 지진응답해석

임동철 漢陽大學校 大學院 2000 국내석사

원자력발전소, 지하철, 댐, 고층빌딩, 교량 등과 같은 대형 구조물의 지진하중에 대한 거동을 정확하게 예측하기 위해서는 지반-구조물 상호작용을 고려해야 한다. 수치해석상에서 지반-구조물 상호작용계가 일반적으로 구조동역학 문제와 구별되는 부분은 지반의 무한성, 흙의 비균질성으로 인한 반무한 구조계의 감쇠특성과 역학적 비선형성을 고려한다는 것이다. 본 논문에서는 시간영역해석에 복합법을 사용하여 지반-구조물 상호작용계에서 지반의 비선형성을 고려한 해석을 수행하였다. 복합법은 반무한영역의 지반에서 선형 지반-구조물 상호작용해석 프로그램을 범용유한요소 프로그램을 연계하여 사용하는 방법이다. 복합법의 유용성과 타당성을 검증하기 위해서 대만의 화련지역에서 계측된 가속도와 시간이력을 사용하여 지진해석을 수행하였다. 또한 복합법의 정확성을 검증하기 위하여 기존의 1차원 자유장해석방법인 SHAKE의 결과와 비교하였다. 그리고 복합법의 적용성을 보여주기위해 깊이 근입된 2차원 구조물의 지진해석을 지반의 비선형성을 고려한 경우와 고려하지 않은 경우로 적용하여 차이점을 분석하였다.

정부출연연구소의 연구성과 사업화에 관한 연구

임동철 상명대학교 디지털미디어대학원 2005 국내석사

판소리系 小說의 形成과 展開樣相 硏究

임동철 淸州大學校 1990 국내박사

지속가능한 철도 역세권 도시재생 방안 연구 : 일본 철도 역세권 도시재생을 중심으로

임동철 중앙대학교 건설대학원 2017 국내석사

Industrialization and urbanization has made the railway station and its surrounding areas function as regional centers, where communication between one city and another occurs. Revitalization of these railway station areas can distribute roles currently played by urban centers and foster overall regional development, which is crucial as the engine for further urban growth. Thus, railway stations do not just simply exist as nodes of railway traffic but also can serve many different functions within a city. Furthermore, development of these areas can increase commercial, business, and residential roles of a city, making it more attractive for potential visitors, and can solve problems caused by urbanization, such as the block severance phenomenon. The revitalization of railway station areas can be viewed as modernization of urban spaces and creation of new hubs, instead of simply development of areas immediately surrounding a railway station. As the city is developed around the railways, the railway station, which is developed for combined use in conjunction with nearby areas, is transformed from a mere center of transportation to a center of trade. There are many examples of such successful development cases centered on railways, such as in Tokyo and Osaka. In this study, we have reviewed the examples of urban revitalization centered on railway station areas in Japan and proposed a sustainable approach to do the same in Korea. We analyzed the relevant laws and regulations in Japan regarding urban revitalization and studied cases, where (1) large commercial centers were developed inside the railway station, (2) areas surrounding the railway station have been redeveloped, and (3) both railway station and the nearby areas were developed in conjunction with each other, to find out ways to make urban revitalization in Korea more viable and sustainable. In the analysis of railway station area development in Japan, several pertinent points can be drawn for sustainable urban revitalization. First, revitalization of the railway station area needs the full support and involvement of the government, the country, and the railways operator, and all three parties involved need to be clear and consistent about their roles. The transportation methods have to be organized in a way to allow transfers across multiple systems, and there needs to be a development plan that organically links the railway station to regional cultural areas to maximize revitalization. In addition, establishment of third-sector organizations or recruitment of private capital needs to be considered, to increase public interest and overall efficiency. Second, laws and regulations have to be adjusted to enable various types of business. The amendment of “Law on the Development and Use of Railway Station Areas” and easing of relevant regulations, such as the regulation on floor area ratio, will encourage complex and three-dimensional development plans. Third, although laws, such as “Law on Railway Construction”, “Law on Method of Railway Construction”, “Law on Urban Area Railways”, provide some basis for revitalization of railway station areas, neither the specific methods and procedures necessary nor the relationship between urban redevelopment and the railway station are clearly defined. This leads to problems for an interested entity to draft development plans that entails both railways and their surrounding areas. Therefore, changes needs to be made so that a single entity can plan and execute the entirety of such projects, from the initial plans involving establishment of necessary infrastructure to management and support post-construction. Fourth, it is necessary for all revitalization plans to proceed organically with the master development plan of the city itself, so that any development plan can actively handle any changes in demands in the future. The Incheon Station area was approved as a minimal regulation development zone in July 2016, becoming the first area in the metropolitan Seoul where regulations on floor area ratio and building-to-land ratio were eased, allowing for complex development plans involving the entire railway station area to proceed. In the future, as many railway station areas need to be revitalized, it is necessary to continue research on more efficient and systematic methods for revitalization of the railway station areas. 산업화, 도시화를 통한 도시의 발달에서 도시와 도시간 소통이 시작되는 철도역과 역세권은 지역의 중심 역할과 기능을 수행하는 곳으로 역세권 도시재생은 도시의 기능 분산과 지역 개발의 촉진요소로서 도시의 변화와 발전에 중요한 부분이며, 단순한 교통의 결절점이 아닌 도시 안에서 다양한 역할을 담당하며 도시의 새로운 활력소로 작용하며, 지역의 개발을 유도하여 상업, 업무, 주거 등의 복합적인 도시기능 집적으로 집객 효과를 통해 도시의 활성화를 유도하고 블록 단절 현상 등 도시화에 따른 문제를 해결할 수 있다. 일본의 역세권 도시재생은 단순한 철도역 주변의 개발이 아닌 도시 공간의 근대화와 허브 공간 창출이라는 의미로 해석된다. 도시의 발전이 철도를 중심으로 이루어지면서 주변지역과 연계하여 복합용도로 개발되는 역사는 지역의 교통은 물론 중심 상권의 역할을 하고 있다. 동경, 오사카 등에서 철도 역사를 중심으로 수많은 성공적인 개발 사례가 존재한다. 이에 본 연구에서는 철도 선진국인 일본의 철도 역세권 도시재생 사례를 살펴보고 지속가능한 철도 역세권 도시재생의 방안을 제안하는 것을 목적으로 하였다. 일본의 역세권 도시재생 관련 법, 제도의 현황조사와 대형 상업시설을 갖춘 개발 사례, 역 주변이 도시재생된 사례, 역사 개발과 역 주변 도시재생이 혼합된 사례 분석을 통해 시사점을 도출하여 국내 철도 역세권 도시재생이 보다 활성화되고 지속가능하기 위한 방향을 찾아보고자 하였다. 일본의 철도 역세권 사례 분석에서 지속가능한 철도 역세권 도시재생의 방안으로는 첫째, 역세권 도시재생은 정부, 국가, 철도운영기관의 3자가 역할이 명백하고 지속적이어야 하며, 교통수송수단을 입체적으로 환승할 수 있도록 교통 결절점으로 적극 활용하도록 정비하고, 지역 활성화를 위한 문화공간과 상호 유기적으로 연계하는 개발 정책이 필요하다. 또한 공공성과 효율성 확보를 위한 제3섹터 설립이나 민간자본의 적극적인 유치 방안도 고려되어야 할 것이다. 둘째, 법, 제도의 정비를 통해 다양한 사업 방법이 가능하도록 하는 장치가 필요할 것이다. 「역세권 개발 및 이용에 관한 법률」의 재정비, 용적률 등 법적규제 완화를 통하여 역세권 도시재생 구역에 대해 복합적 입체적인 개발 촉진을 유도해야 할 것이다. 셋째, 역세권 도시재생과 관련된 「철도건설법」, 「철도공사법」, 「도시철도법」에서는 역세권 도시재생의 근거는 있으나 구체적인 방법과 절차, 역사와 관계 등이 규정되지 않아 철도부지와 주변지역을 체계적으로 연계한 계획 수립이나 사업추진이 어렵고 한계점을 가지고 있어 일원화된 주체가 주도적으로 일관성 있게 사업을 계획 및 실행할 수 있도록 개발 계획 수립 시부터 기반 시설 조성에도 참여하고 개발 사업 진행 과정 및 사후에도 지속적으로 관리 및 지원이 필요할 것이다. 넷째, 종합적인 시각에서 도시의 마스터플랜과 유기적으로 연계한 역세권 도시재생 사업을 진행함으로 인해 장래 변화 및 요구의 변화에 능동적으로 대처할 수 있도록 해야 할 것이다. 2016년 7월 입지규제최소구역으로 승인된 인천역 일원은 수도권 최초로 용적률, 건폐율이 완화되어 역세권 복합개발을 추진하기 위하여 사업을 추진 중에 있다. 향후에도 다양하고 많은 역세권 도시재생의 과제를 안고 있는 상황에서 보다 효율적이고 체계적인 방안을 토대로 지속적인 철도 역세권 도시재생을 위한 연구수행이 필요할 것이다.

제조기업의 안전관리시스템 및 안전문화가 안전의식과 안전행동에 미치는 영향 연구

임동철 한경국립대학교 2024 국내박사

株式投資行態와 IR의 活用에 관한 比較硏究 : 短期投資者와 長期投資者

임동철 서울産業大學校 産業大學院 2006 국내석사

본 연구는 개인주식투자자가 주식투자행동에 영향을 미치는 다양한 요인들에 대하여 실제로 어떻게 인식하고 행동하는지를 실증적 방법으로 분석하고 장기투자자와 단기투자자들을 구분하여 이들의 주식투자행태의 특징에 대해 비교하여 보았다. 투자자들을 구분해 보면 본인들이 장기투자자라고 다수가 생각하는 것과는 달리 단기투자성향을 지닌 투자자가 거의 같거나 다소 많았다. 투자자들은 일반적으로 주식투자경력이 오래될수록 장기투자를 선호하는 것으로 나타났으며, 뚜렷한 투자목적을 가지고 주식투자위험을 장기간에 걸쳐 분산하고 있음을 알 수 있었다. 또한, 수익성 측면에서도 투자자들은 수익을 얻은 경우가 손실을 본 경우보다 많았으며, 전반적으로 장기투자성향을 가진 투자자가 높은 성과를 보인 것으로 나타났다. 투자행태에 있어서 단기투자자는 고위험·고수익의 집중투자를 선호하고 직감적으로 투자를 하는 행태를 보였으며, 심지어는 다른 투자대안과 비교하지 않고 높은 수익성만을 위하여 높은 위험을 감수하는 중독형태의 투자행태를 보이고 있는 반면, 장기투자자는 수익의 안정성을 위해 충분한 정보를 수집하고 신중한 분석을 통하여 자기목적에 맞는 포트폴리오를 구성하여 투자하는 행태를 나타냈다. 포트폴리오에서는 단기투자자 및 장기투자자 모두 기업의 내재가치가 적게 반영된 안정주식인 저평가주의 선택비율이 가장 높았으며, 그 다음으로 장세의 흐름을 주도하는 주도주를 선택하였다. 한편 장기투자자와 단기투자자 모두 폭락주를 가장 낮게 선택한 것으로 보아 단기투자에 대한 불확실성 보다는 장기투자에 대한 안정적 투자주식을 선호하는 것으로 나타났다. 다만, 단기투자자가 상대적으로 급등주나 폭락주, 테마주 등의 선택비율이 높은 것으로 나타났다. 정보의 활용측면에서는 장기투자자가 단기투자자보다 정보의 활용도가 높은 것으로 나타났으며, 장기투자자는 기술력, 연구개발 등 자산가치 관련 정보를 중시하는 반면 단기투자자는 실시간 주가, 과거주가 등 주가관련 정보를 중시하는 것으로 나타났다. 한편 장기투자자와 단기투자자 모두 기업성과에 대한 IR은 잘 이루어지고 있지만 기업의 위험성에 대한 IR은 미흡하다고 생각하는 것으로 나타났으며, 또한 기업의 IR을 통한 정보 활용시 부정적인 정보까지 알기를 원하고 있으며, 이미 법정 공시된 정보만 제공하는 것 같아 공시되지 않은 정보까지도 제공받기를 원하는 것으로 나타났다. 그러나 장기투자자와 단기투자자 모두 기업의 IR을 통한 정보의 활용을 통해 투자수익을 얻는 경우는 매우 낮은 것으로 나타났다. 주식투자 정보의 신뢰도와 이용도 측면에서 애널리스트보고서가 장기투자자와 단기투자자 모두 가장 높은 것으로 나타났으며 특이하게도 투자를 잘하는 지인의 추천이 증권회사 직원의 추천, 기업웹사이트 등 보다 신뢰도나 이용도가 높은 것으로 나타났다. 위의 분석결과를 통하여 다음과 같은 시사점을 도출할 수 있다. 우리 나라 증권시장은 단기투자에 의한 높은 주가변동성이 안정적 발전을 저해하고 있다는 지적이 있다. 여러 가지 요인이 있겠지만 증권시장의 한 구성원인 개인투자자들의 단기투자성향에 그 원인이 있다 하겠다. 투자자 본인들 다수가 장기투자자라고 생각함에도 불구하고 반수 이상이 단기투자성향을 지닌 것으로 나타나 단기투자자와 장기투자자의 특성을 비교 분석하여 올바른 투자지침 등 그 대책을 마련하는 것이 공통의 과제로 대두되고 있다. 단기투자자는 기업의 공시자료 및 IR을 통해서 정보를 활용하는 투자보다는 단기의 수익성만을 고려한채 상당한 위험을 감수하고 직감 또는 루머 등에 의존하는 투자행태를 보이고 있는 반면, 장기투자자는 수익의 안정성을 위해 기업의 공시자료 및 IR에 의한 정보를 충분히 수집하고 신중한 분석을 통하여 자기 목적에 맞는 포트폴리오를 구성하여 투자하는 행태를 나타냈다. 그런데, 단기투자자는 투자 손실의 위험에 좀 더 많이 노출되어 있어 단기투자의 역동성 등 그 장점이 퇴색되고 있다고 할 것이다. 이에 합리적 투자의사 결정을 위해서 정확한 기업정보를 투자자에게 신속하게 전달 될 수 있도록 여러 가지 정보 제공수단이 활용되고 있으며 대표적인 경우가 기업의 IR활동이라 할 수 있다. 그러나 실제 기업정보의 신뢰도나 이용도 측면에서 나타났듯이 IR활동이 개인투자자에게는 별 관심을 주지 못하고 있어 개인투자가에게 있어서는 정보제공수단으로써의 충분한 역할을 하지 못하고 있는 것으로 분석되며, 애널리스트·펀드매니저·기관투자자들에게 있어서는 상당한 역할을 하고 있다고 볼 수 있다. 아직까지 국내에서는 IR에 대한 투자자 및 기업들의 인식부족, 학문적 연구 미비 등으로 저변이 널리 확대되지 못하고 있는 실정이다. 이러한 국내 상황하에서 개인투자자들의 IR에 대한 인식변화가 우선적으로 중요하다. 아울러 투자자의 정보선택을 통한 합리적 투자를 유도할 수 있도록 기업과 투자자간의 상시 네트웍이 유지되어야 한다. IR활동시 기업이 공개하기를 꺼리는 부정적 정보라도 투자자들이 공개하기를 원하고 앞으로 외부에 알려질 정보라면 이를 감추거나 일시 만회하기 위한 임시방편으로 대응하기 보다는 미리 자발적으로 공개하는 것이 기업에 대한 부정적인 충격을 완화하면서 기업에 대한 신뢰감 형성에 도움이 될 것으로 분석된다. 기업은 IR에 대한 학문적 지식의 축척과 실무적 관리방안에 보다 노력을 기울여야 할 것이며, 이는 기업측, 투자자측, 그리고 증권시장측면에서 국내의 투자수준을 한단계 높이는 계기가 될 것으로 판단된다. 이를 위해 보다 많은 투자와 IR에 대한 이론적, 실무적 고찰을 통한 연구가 보다 활발히 진행되어야 할 것으로 생각된다. The main purpose of this study to empirically investigate various factors that affect individual investors' decision making. In particular, we compare the attitude and behaviors of long-term investors with those of short-term investors. Slightly more than half of investors who grouped themselves as long-term investors were, in reality, found to be short-term oriented. The study found that a typical investor had a tendency of preferring long-term investment as he gets more investment experiences, and had a clear investment goal, and diversified investment risk in the longrun aspect. Number of long-term investors who realized profits outnumbered investors who realized loss in the same group. The implication from the finding was that investors with longrun aspect harvested superior performances. From the study on investment behaviors, short-term investors behaved instinctively, and preferred less diversified investments which have high risk and high return profile. Some of the investors in the short-term group, what is worse, showed 'addicted behaviors'-take high risk just for high return-without comparison with other investment alternatives. On the other hand, long-term investors behaved reasonably in order to achieve stable profits. They composed their own portfolios which achieve their investment objectives through the collection and discrete analysis of sufficient information. The study on portfolios revealed that both long-term and short-term investors primarily selected lower-valued securities which is priced lower than their intrinsic value. The second choice was leading securities which maintain stock market trend. Both types of investors tended to be avoiding 'plunged securities', and this implied they prefer longrun stability of investment rather than uncertainty from short time investment. However, relatively higher portion of short-term investors selected volatile securities-recently skyrocketed or plunged ones-and stocks related to a current fad, so called 'theme securities'. The study also discovered that long-term investors utilize more information than short-term investors do as expected. Investors with longer investment time horizon put more concerns on value-related information such as technology, research and development(R&D) while their counterparts focused on stock price-related information such as current price and past price movement. Understanding of IR was similar in both groups. The investors agreed that IR on firms' achievements were satisfactory but risk-related information presented on IR were not sufficient. Both groups contended that firms should provide information which could negatively affect the stock price in their IR events because currently provided information were not different from legally obligated disclosure. But, in reality, it seemed almost impossible to earn additional profits possibility through the utilization of information which were presented on IR events. Study on credibility and accessibility of information revealed that investors in both groups prefer analyst report most. It seemed, however, eccentric since investors, in reality, used recommendations of acquaintances more often than recommendations of brokers or information on firms' web-sites. According to the empirical results, we can derive the following suggestions. Stock price volatility arising from short-term investment behavior is indicated as an obstacle to stable growth of Korean stock market. Among many possible candidates, short-term-oriented behavior of individual market participants is the most appropriate explanation of the phenomenon. Since many investors invest with short investment period while they have illusion of long-term investment, it is important to provide appropriate counter-measures such as investment guidance based on the comparative analysis of short and long-term investors. For the purpose of realizing profits in short time period, short-term investors took abundant investment risk by heavily depending upon instinct and rumors without utilizing information acquired through disclosures and IR events. However, long-term investors maintain reasonable portfolio through thorough analysis of disclosures and IR information for the stability of earnings. Due to exposure to more investment risk, the dynamic attribute strengths of short-term investment can be lost. In this vein, several information delivery methods are employed to provide accurate information for reasonable investment decision making, and most popular tool among these methods is IR activity. However, as shown in the study on credibility and accessibility of information, IR activities in Korea are not stimulating individual investors' interest. Therefore, it can be concluded that IR events are not fully fulfilling the role of information delivery. On the other hand, IR activities are shown to be accomplishing the role in the society of analysts, fund managers and institutional investors. Under these situation, transition of individual investors' perception should be emphasized. Also, in order to induce reasonable investment behavior through information search and selection process, all-time network between firms and investors should be maintained. It is evident that investors want all the information related to the firm of interest including negative ones that firms are reluctant to disclose. And if the negative information are supposed to be disclosed in the near future, the concealment of them as a temporary expedient is not advisable. Rather, it is recommended to voluntarily disclose these information in advance in order to alleviate the negative shocks and to build credibility among investors and prospects. Firms should put more emphasis on theoretical knowledge building and practical management scheme of IR activity. The emphasis would fertilize domestic investment community including stock market and market participants by serving as a stepping-stone. In order to harvest the leap, both analytical and empirical studies based on IR and investors' utilization framework are necessary in the future.

Physical Aquifer Model(PAM)을 이용한 불균질 대수층 내 계면활성제 이송에 관한 연구

임동철 고려대학교 대학원 2009 국내석사

A typical groundwater contaminant, petroleum hydro-carbons have low solubility and high affinity to solid phase. In addition, the petroleum hydro-carbons form free-products in the result of variation of groundwater level in aquifer, or it is adsorbed on the soil particle with high concentration. Therefore, the contaminants are working as a source of long-term groundwater contamination because the contaminant is dissolved to groundwater with slow desorption from soil. Surfactant is the most commonly used to remove the contaminants in aquifer. The mechanism to remove contaminants with surfactant is injecting water, contains surfactant into the aquifer to enhance solubility of contaminants absorbed in soil or remained as residual LNAPL in groundwater. Then the contaminant is dissolved into surfactant, and it is extracted for consequent on-site treatment. However, surfactant flushing process is difficult to apply to low permeable aquifer. Surfactant causes decline of permeability in contaminated site due to decrease of porosity. Furthermore, the process reduces the mobility of contaminant because of interaction between soil and surfactant. Surfactant flushing process requires lab-scale experiment for assessing feasibility application in the contaminated site because the process is more affected by hydro-geological factors than characteristics of contaminant. But, it is difficult to estimate the feasibility by conventional batch experiments. Therefore, PAM(Physical Aquifer Model) was adapted to perform experiments which can demonstrate various and complicated geochemical heterogeneous aquifer conditions. Using the PAM, push-pull tests were performed to figure out the characteristics of flow and petroleum flushing. PPTTs showed that concentration of bromide in permeable layers(W2_1,W2_3) were more than 95% of injected concentrations whereas concentration in low permeability layer(W2_2) was about 40% after injecting same volume of test solute. The results may be caused by not only different hydraulic conductivity, but also vertical mobility caused by higher hydraulic conductivity of sand pack around well than aquifer. Consequently, we expected that solute in low permeability layer will have vertical mobility no matter what solute is injected into the aquifer. Also, PPTTs results showed that the recovery rates of bromide, toluene, DO, and surfactant were 58%, 47%, 47%, and 17%, respectively. The results from above experiments showed high absorption characteristics of the surfactant on the soil particle. In addition, the recovery rates of toluene from PPSFT(Ⅰ), PPSFT(Ⅱ), and PPASFT were 15%, 107%, 38% respectively. As a result, the toluene recovery rate was proportional to the amount of injected surfactant, but the excessive injection of surfactant caused decrease of toluene recovery rate because toluene was immobilized on the surfactant absorbed on soil particle. It is considered that further study about hydro-geological characteristic of aquifer and surfactant for effective remediation in contaminated site with petroleum is required.

複合組織鋼의 摩擦 熔接部 및 熱影響部의 疲勞破壞特性에 관한 硏究

임동철 東亞大學校 大學院 1987 국내석사

The weight reduction and reliability, stability of various steel materials has been used in industrial machinery have become a great of importance under the influence of development in industry. For this reason, a study on affection of microscopic structure come up to fatigue strength and mechanical properties of dual phase steel have been performed by the reporter at great interest. But there are few paper for the characteristics of welded dual phase steel. It is necessary to study the change of phase and the characteristics of fatigue strength of welded zone and heat affected zone of welded dual phase steel. In this study, dual phase steel be welded by friction welding machine of brake type, and each of tensile specimens and fatigue specimens were conducted by universal testing machine and rotary bending fatigue test machine. This paper described an experimental study of friction-welded dual phase steel on change of phase, tensile strength, hardness test, fatigue strength and fracture behaviours. Dual phase steel were fabricated by SS 41 steel. Main results obtained from this study are as follows; 1. Microstructure of welded zone is changed to ferrite and pearlite from ferrite and martensite by welding heat. micro-vickers hardness of welded zone is higher than that of base metal zone and heat affected zone. 2. Micro-vickers hardness of heat affected zone is lower than that of welded zone and microstructure of heat affected zone is changed to fine martensite and ferrite by heating cycle of welding. 3. Fatigue limits of heat affected zone is a little higher than that of welded zone and base metal zone. There are no difference of fatigue limit of base metal zone and welded zone. Fatigue strength of welded zone is similar to that of base metal zone. 4. At high ΔK region (ΔK>19MPa·√(m)), fatigue-crack propagation velocity of heat affected zone is slower than that of welded zone and base metal zone, and the difference of fatigue-crack propagation velocity is smaller than that of high ΔK region. 5. The crack occure to the notch in heat affected zone first, but the final fracture surface is the surface of welded zone. 6. It is obvious that heat affected zone of friction-welded dual phase steel superior to welded zone and base metal zone in fatigue strength and resistance of fatigue crack propagation. The above mentioned facts are contrary to theory that heat affected zone of general metals is weaker than welded zone and base metal zone.

공간분할 및 주성분분석 벡터양자화와 다중 생체인식에의 응용

임동철 아주대학교 대학원 2005 국내박사

This thesis is a study on a vector quantizer-based Biometrics that uses voice and face information. The author proposed a classified space vector quantizer which decreased computational complexity of training and recognizing procedure for speaker recognition. And proposed a principal component analysis vector quantizer which increased the discrimination among the faces in eigenspace for face recognition. And proposed a information fusion method which utilized the vector quantizer for multi-modal biometrics fusing face and voice. It was hard to make fast and precise recognition system by a discrimination limit of biometric information. For solving the problem, this thesis was devoted to study of three main method. Firstly, author researched the algorithm for reducing computational complexity of vector quantizer utilized for speaker recognition. For reducing the computational complexity, a constrained vector quantizer which was used as classifier or recognizer was proposed. We named this constrained vector quantizer the space classified vector quantizer. The proposed vector quantizer divides space of data into classified space codebook. And then the produced code vector is the centroid of a classified space. Therefore the proposed vector quantizer is not necessary to compute for iterative learning and decreases the computation complexity for recognition procedure. Secondly, for improving the discriminative ability on the variation of faces, a principal component analysis vector quantizer was proposed. The proposed novel algorithm is the extension of eigenface using vector quantization. This vector quantization make a cluster which represents the distribution of feature vectors in eigenspace, so that the proposed method accepts the variation of faces and make the improvement of recognition rate. Thirdly, the uni-modal biometric methods have the limitation on the stability of system and the ability of recognition. For solving the problem, we proposed multi-modal biometric systems using face and speech, which are based on vector quantizer. The proposed systems are made by the feature vector level information fusion and the decision level information fusion. The feature vector level information fusion has more discriminative ability by the unified feature vector obtained from face and voice than the uni-modal system of face or speech. Also, decision level information fusion recognizes the result of AND, OR decision obtained on the both vector quantizer of face and speech. Therefore, this system has an advantage, which mutually supplement a defect caused by noise of image and sound. The main results of the thesis are as follows. firstly, we made the experiments on speaker recognition using the classified space vector quantizer and the conventional vector quantizer. The systems had constructed by the speaker-dependent system and the speaker-independent system. When the recognition rate is equal, the classified space vector quantizer reduced the training and recognition time to one tenth compared with that of the conventional vector quantizer. Secondly, we made the experiments on face recognition using the principal component analysis vector quantization method and eigenface method. The experimental results show 10% improvement on the recognition rate for all conditions. Thirdly, we made the experiments on the multi-modal recognition using vector quantizer. In experimental results, the feature vector level information fusion had improvement on the recognition rate for all cases. And the decision level information fusion had the more stability than uni-modal system. In conclusion, the prosed methods have the reduced computational complexity, the improvements on the recognition rate, the enhanced stability. Therefore, the proposed vector quantizer-based biometric systems are useful in the implementations and the applications. 본 논문은 음성과 얼굴정보를 이용한 벡터양자기 기반의 생체인식에 관한 연구이다. 화자인식에서 사용되는 벡터양자기의 학습과 인식의 계산량을 대폭 감소시킨 공간분할 벡터양자기를 제안하고 얼굴인식에서는 아이겐공간상에서 얼굴의 변별력을 증가시키는 주성분분석 벡터양자기를 제안하였다. 그리고 얼굴과 음성정보를 결합한 다중 생체인식 방법으로 벡터양자기를 이용한 정보융합방법을 제안하였다. 생체인식은 생체정보의 변별 한계로 인해 빠르고 정확한 인식을 하는 데 어려움이 있다. 이를 해결하기위해 본 논문은 세 가지의 주된 방법에 대해 연구하였다. 첫째, 화자인식에서 벡터양자기의 계산량을 감소시키는 방안을 연구하였다. 본 논문에서는 분류기 혹은 인식기로 사용되는 벡터 양자기에서 계산량을 감소시키기 위한 제약된 구조의 벡터양자기를 제안하였다. 그리고 이를 공간분할 벡터양자기라 명명하였다. 제안된 공간분할 벡터양자기는 신호가 존재하는 공간을 공간분할 코드북으로 적절히 분할한다. 그리고 분할된 공간에서의 신호원의 무게중심점인 최적 양자점을 코드북으로 생성한다. 이렇게 함으로써 학습시 반복 학습이 필요없게 되며 인식시에도 계산량의 감소를 가져온다. 둘째, 얼굴인식에서 새로운 얼굴 인식 방법으로 기존의 아이겐페이스 얼굴인식방법을 확장하여 얼굴의 변이를 수용하기위해 벡터 양자기를 적용한 주성분분석 벡터양자기 방법을 제안하였다.이 방법은 얼굴의 특징계수의 공간인 아이겐페이스 공간에서 각 얼굴의 특징 분포를 적절히 군집화함으로써 얼굴의 변이를 수용하고 인식률의 개선을 가져온다. 셋째, 단일 생체 인식 방법은 인식률과 안정성에서 한계를 가지게 된다. 이의 개선을 위해 본 논문에서는 얼굴과 음성의 결합을 통한 벡터 양자기 기반의 다중 생체 인식 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템의 정보 융합 방법은 특징벡터 수준 정보 융합과 결정 수준 정보 융합 방법으로 구성되었다. 특징벡터 수준 정보융합은 음성과 얼굴로부터 얻어진 정보를 하나의 특징벡터로 생성하여 인식함으로써 단일 생체정보의 변별력보다 높은 변별력을 가질 수 있다. 또한 결정수준 정보융합은 각각의 벡터양자기를 독자적 인식기로 사용하여 인식된 결과를 논리합과 곱으로 평가한다. 이렇게 함으로써 각각의 인식 시스템의 단점을 상보적 보완하는 효과를 얻을 수 있는 장점이 생긴다. 논문의 주된 실험 결과는 다음과 같다. 첫째, 화자 인식 방법으로 공간 분할 벡터 양자기를 이용하여 문맥 독립 화자 인식 시스템과 문맥 종속 화자 인식 시스템을 구성 실험하였다. 학습 데이터와 코드북의 크기가 적절한 경우 인식률은 같게 나타나고 학습과 인식시간은 약 1/10으로 감소되었다. 둘째, 주성분분석 벡터양자기를 이용한 얼굴인식 시스템을 구성하고 기존의 아이겐페이스와 비교 실험하였다. 실험결과 기존 방법에 비해 모든 실험조건에 대해 약 10%의 인식률 개선이 있었다. 셋째, 벡터양자기기반의 다중생체인식시스템을 구성하고 단일 생체인식시스템과 비교 실험하였다. 실험결과, 특징벡터 수준 정보융합은 단일 생체 인식 방법에 비해 모든 실험 조건에 대해 인식률의 개선이 있었다. 또한 결정 수준 정보 융합 방법에서는 전반적으로 단일 시스템보다 안정적 인식률을 나타냄을 확인하였다. 본 논문에서 제안된 공간분할 벡터양자기와 주성분분석 벡터양자기 그리고 벡터 양자기 기반의 다중 생체인식 시스템 설계 방법은 실제 응용에 있어 계산량 감소, 인식률 증가, 안정성에 개선을 가지는 도구로 다양하게 응용될 것으로 사료된다.