자율주행을 활용한 소프트웨어 교육프로그램 개발

윤효순,정민규,김경백 (사)한국스마트미디어학회 2024 스마트미디어저널 Vol.13 No.2

디지털 전환 시대에서 소프트웨어와 인공지능 교육의 중요성이 강조됨에 따라 다양한 교육자료가 개발되어 보급되고 있다. 소프트웨어 교육의 목적을 달성할 수 있도록 학교 현장에 적합한 다양한 소프트웨어 교육프로그램들이 제공될 필요가 있다. 본 연구에서는 중등학교 소프트웨어 교육에 적용할 수 있는 자율주행을 활용한 소프트웨어 교육프로그램을 개발하여 중등학교 학생들을 대상으로 적용하였다. 개발한 소프트웨어 교육프로그램은 체험과 실습을 중심으로 다양한 센서들을 활용한 물체 탐지, 라인 트레이싱과 같은 다양한 동작 제어 프로그램들로 구성된 피지컬 컴퓨팅 프로그램이다. 개발한 소프트웨어 교육프로그램의 효과성을 측정하기 위한 설문 결과, 학생들의 소프트웨어와 인공지능에 대한 태도와 진로 지향도 그리고 소프트웨어 교육에 대한 만족도가 90% 이상이었고 제안한 교육프로그램에 대한 만족도가 95% 이상이었다. As the importance of software and artificial education is emphasized on the digital transformation era, various educational materials are being developed and distributed. To achieve the purpose of software education, various software education programs suitable for school settings need to be provided. In this paper, we developed a software education program using self-driving that can be applied to secondary school software education and applied it to secondary school students. The developed software education program is a physical computing program consisting of various motion control programs such as object detection, line tracing using various sensors, focusing on experience and practice. As a result of the survey, students' attitudes and career orientation toward software and artificial intelligence, and satisfaction with software education were over 90%, and satisfaction with the proposed program was over 95%.

블록 유형 분류에 의한 움직임 추정

윤효순,유재명,박미선,김미영,Nguyen Dinh Toan,이귀상 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.13 No.7

Although motion estimation plays an important role in digital video compression, complex search procedure is required to find an optimal motion vector. To reduce the search time, the search start point should be set up properly and efficient search pattern is needed. If the overall motion of the current block can be predicted, motion estimation can be performed efficiently. In this paper, block types are classified using candidate vectors and the motion activity of the block is predicted, which leads to the search start point close to the optimal motion vector. The proposed method proves to be about 1.5~7 times faster than existing methods with about 0.02~0.2(dB) improvement of picture quality in images with large movements. 움직임 추정은 비디오 영상 압축에서 중요한 역할을 하지만, 최적의 움직임 벡터를 찾기 위해서는 많은 탐색을 필요로 한다. 따라서 탐색시간을 줄이기 위하여 적절한 탐색 시작점 설정과 효율적인 탐색 패턴을 사용하여야 한다. 만일 움직임 추정을 수행하기 전에 현재 블록의 전체적인 움직임 정보를 예측할 수 있다면 예측된 움직임 정보를 이용하여 보다 효율적으로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 불필요한 움직임 추정을 생략하고 현재 블록의 움직임 추정을 위한 탐색 시작점 위치와 탐색 패턴을 보다 정확히 결정하기 위해, 후보 벡터들을 이용하여 현재 블록 유형을 분류하고 현재 블록의 움직임을 예측하는 방법을 제시한다. 제안된 기법은 움직임 벡터 추정 속도 면에서 기존의 방법과 비교하여 약 1.5~7배의 속도 향상을 가져왔으며, 움직임이 많은 영상에서의 화질에 있어서 약 0.02~0.2(dB)정도 성능 향상을 보였다.

시간적 상관성을 이용한 적응적 블록 정합 알고리즘

윤효순,이귀상,Yoon, Hyo-Sun,Lee, Guee-Sang 한국정보처리학회 2002 정보처리학회논문지B Vol.9 No.2

움직임 추정과 움직임 보상기법은 연속한 비디오 프레임간의 시간적 중복성을 이용하여 동영상내에 존재하는 중복된 데이터를 제거하기 때문에 비디오 영상 압축에서 중요한 역할을 하지만 많은 계산량으로 인하여 실시간 응용 및 고해상도 응용에 많은 어려움을 가지고 있다. 만일 움직임 추정을 하기 전에 블록의 움직임을 예측할 수 있다면 이를 바탕으로 탐색영역에서 초기 탐색점 위치와 탐색 패턴을 결정할 수 있을 것이다. 본 논문에서는 움직임의 높은 시간적 상관성을 이용하여 초기 탐색점 위치와 탐색 패턴을 결정함으로써 적응적으로 움직임을 추정하는 새로운 기법을 제안한다. 실험을 통하여 제안된 알고리즘을 다이아몬드 탐색 기법과 비교하였을 경우, 제안된 알고리즘은 움직임 보상 예측된 화질에 있어서 약 0.1∼0.5(dB)정도 성능을 향상시켰으며 움직임 벡터 추정의 속도에 있어서 약 50% 이상 높은 성능 향상을 보였다. Since motion estimation and motion compensation methods remove the redundant data to employ the temporal redundancy in images, it plays an important role in digital video compression. Because of its high computational complexity, however, it is difficult to apply to high-resolution applications in real time environments. If we have information about the motion of an image block before the motion estimation, the location of a better starting point for the search of an exact motion vector can be determined to expedite the searching process. In this paper, we present an adaptive motion estimation approach bated on temporal correlations of consecutive image frames that defines the search pattern and determines the location of the initial search point adaptively. Through experiments, compared with DS(Diamond Search) algorithm, the proposed algorithm is about 0.1∼0.5(dB) better than DS in terms of PSNR(Peak Signal to Noise Ratio) and improves as high as 50% compared with DS in terms of average number of search point per motion vector estimation.

정 화소 움직임 벡터와 반 화소 움직임 벡터의 상관성을 이용한 빠른 반 화소 움직임 추정 기법

윤효순,이귀상,Yoon HyoSun,Lee GueeSang 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지B Vol.12 No.2

동영상 데이터를 실시간으로 전송하기 위해서는 데이터의 압축이 필수적인데, 이때 움직임 추정 기법을 사용하여 동영상내에 존재하는 중복된 데이터를 제거함으로써 데이터를 압축한다. 일반적으로, 움직임 추정 기법은 정 화소 움직임 벡터 추정과 반 화소 움직임 벡터 추정으로 이루어져 있는데, 블록 정합 기법을 사용하는 정 화소 움직임 벡터 추정을 위하여 많은 기법들이 제안되어 정 화소 움직임 추정에 소요되는 계산량을 줄였지만, 반 화소 보간과 블록 정합 기법을 사용하는 반 화소 움직임 벡터 추정을 위해서 그렇지 않다. 본 논문에서는 많은 계산량을 필요로 하는 반 화소 움직임 추정을 위한 기법을 제안하였는데, 제안된 기법은 정 화소와 반 화소 사이에 존재하는 움직임 벡터들의 상관성을 이용하였다. 실험을 통하여, 제안된 기법과 일반적으로 반 화소 움직임 추정에 사용되는 기법을 비교하였을 경우, 제안된 기법은 움직임 보상 예측된 화질면에 있어서 약 $0.07\~0.69(dB)$정도 저하되었지만, 탄 화소 움직임 벡터 추정의 속도면에 있어서 약 $2.5\~80$배 이상 높은 성능 향상을 보였다. Motion Estimation (ME) has been developed to remove redundant data contained in a sequence of image. And ME is an important part of video encoding systems, since it can significantly affect the qualify of an encoded sequences. Generally, ME consists of two stages, the integer pixel motion estimation and the half pixel motion estimation. Many methods have been developed to reduce the computational complexity at the integer pixel motion estimation. However, the studies are needed at the half pixel motion estimation to reduce the complexity. In this paper, a method based on the correlations between integer pixel motion vectors and half pixel motion vectors is proposed for the half pixel motion estimation. The proposed method has less computational complexity than the full half pixel search method (FHSM) that needs the bilinear interpolation of half pixels and examines nine half pixel points to the find the half pixel motion vector. Experimental results show that the speedup improvement of the proposed method over FHSM can be up to $2.5\~80$ times faster and the image quality degradation is about to $0.07\~0.69(dB)$.

H.264/AVC에서 효율적인 정화소.부화소 움직임 추정

윤효순,김희숙,정미경,김미영,조영주,김기홍,이귀상,Yoon, Hyo-Sun,Kim, Hye-Suk,Jung, Mi-Gyoung,Kim, Mi-Young,Cho, Young-Joo,Kim, Gi-Hong,Lee, Guee-Sang 한국정보처리학회 2009 정보처리학회논문지B Vol.16 No.2

움직임 추정은 동영상 압축에서 영상 화질과 인코더 속도에 대하여 중요한 역할을 하지만, 많은 수행 시간을 요구한다. H.264/AVC에서 움직임 추정에 소요되는 수행 시간을 줄이면서 화질을 유지하기 위하여 본 논문에서는 정화소와 부화소 움직임 추정 기법을 제안하였다. 본 논문에서는 정화소 움직임 추정을 위하여 계층적인 탐색 기법을 사용하였고, 정확한 움직임 추정을 위하여 블록 크기에 따라 부화소 움직임 추정 패턴을 적응적으로 결정하였다. 제안한 정화소 움직임 추정 탐색 기법은 대칭적 십자가-엑스 탐색 패턴, 다중 사각형 탐색 패턴, 다이아몬드 탐색 패턴들로 이루어져 있다. 이 탐색 패턴들은 블록 움직임이 수직으로 크거나 블록 움직임이 크면서 규칙적인 영상에서 국부적 최소화 문제를 해결하고 움직임 추정에 소요되는 시간을 줄이기 위하여 탐색 영역 내에 탐색 점들을 규칙적, 대칭적으로 배치하였다. 제안한 부화소 움직임 추정 탐색 기법은 부화소 움직임 추정을 위하여 기존의 전역 부화소 탐색 패턴, 중앙 편향적 부화소 탐색 패턴과 제안한 부화소 움직임 탐색패턴들을 사용한다. 그리고 블록의 크기에 따라 3가지의 부화소 탐색 패턴들 중 한 패턴이 부화소 움직임 추정을 위해 적응적으로 결정된다. 블록의 크기에 따라 적응적으로 부화소 탐색 패턴이 결정되므로 보다 정확하게 부화소 움직임 추정을 수행할 수 있다. 제안한 기법을 전역 탐색 기법과 비교하였을 때 약 5.2배의 속도 향상을 가져왔으며, 영상 화질에 있어서 약 0.01 (dB)정도 성능 저하를 보였다. 반면에, 비대칭 다중육각형 탐색 기법과 비교하였을 때 움직임 추정 속도와 화질에 있어서 각각 약 1.2배와 약 0.02 (dB)정도 향상을 보였다. Motion estimation (ME) plays an important role in digital video compression. But it limits the performance of image quality and encoding speed and is computational demanding part of the encoder. To reduce computational time and maintain the image quality, integer pel and fractional pel ME methods are proposed in this paper. The proposed method for integer pel ME uses a hierarchical search strategy. This strategy method consists of symmetrical cross-X pattern, multi square grid pattern, diamond patterns. These search patterns places search points symmetrically and evenly that can cover the overall search area not to fall into the local minimum and to reduce the computational time. The proposed method for fractional pel uses full search pattern, center biased fractional pel search pattern and the proposed search pattern. According to block sizes, the proposed method for fractional pel decides the search pattern adaptively. Experiment results show that the speedup improvement of the proposed method over Unsymmetrical cross Multi Hexagon grid Search (UMHexagonS) and Full Search (FS) can be up to around $1.2{\sim}5.2$ times faster. Compared to image quality of FS, the proposed method shows an average PSNR drop of 0.01 dB while showing an average PSNR gain of 0.02 dB in comparison to that of UMHexagonS.

블록 유형 분류에 의한 움직임 추정

윤효순,유재명,박미선,김미영,이귀상,Yoon Hyo-Sun,Yoo Jae-Myeong,Park Mi-Seon,Kim Mi-Young,Toan Nguyen Dinh,Lee Guee-Sang 한국정보처리학회 2006 정보처리학회논문지B Vol.13 No.6

움직임 추정은 비디오 영상 압축에서 중요한 역할을 하지만, 최적의 움직임 벡터를 찾기 위해서는 많은 탐색을 필요로 한다. 따라서 탐색시간을 줄이기 위하여 적절한 탐색 시작점 설정과 효율적인 탐색 패턴을 사용하여야 한다. 만일 움직임 추정을 수행하기 전에 현재 블록의 전체적인 움직임 정보를 예측할 수 있다면 예측된 움직임 정보를 이용하여 보다 효율적으로 움직임 추정을 수행할 수 있다. 본 논문에서는 불필요한 움직임 추정을 생략하고 현재 블록의 움직임 추정을 위한 탐색 시작점 위치와 탐색 패턴을 보다 정확히 결정하기 위해, 후보 벡터들을 이용하여 현재 블록 유형을 분류하고 현재 블록의 움직임을 예측하는 방법을 제시한다. 제안된 기법은 움직임 벡터 추정 속도 면에서 기존의 방법과 비교하여 약 1.5$\sim$7배의 속도 향상을 가져왔으며, 움직임이 많은 영상에서의 화질에 있어서 약 0.02$\sim$0.2(dB)정도 성능 향상을 보였다. Although motion estimation Plays an important role in digital video compression, complex search procedure is required to find an optimal motion vector. To reduce the search time, the search start point should be set up properly md efficient search pattern is needed. If the overall motion of the torrent block can be predicted, motion estimation can be performed efficiently. In this paper. block types are classified using candidate vectors and the motion activity of the block is predicted which leads to the search start point close to the optimal motion vector. The proposed method proves to be about 1.5$\sim$7 times faster than existing methods with about 0.02$\sim$0.2(dB) improvement of picture quality in images with large movements.

정 화소 움직임 벡터와 반 화소 움직임 벡터의 상관성을 이용한 빠른 반 화소 움직임 추정 기법

윤효순,이귀상 한국정보처리학회 2005 정보처리학회논문지. 소프트웨어 및 데이터 공학 Vol.12 No.2

Motion Estimation (ME) has been developed to remove redundant data contained in a sequence of image. And ME is an important part of video encoding systems, since it can significantly affect the quality of an encoded sequences. Generally, ME consists of two stages, the integer pixel motion estimation and the half pixel motion estimation. Many methods have been developed to reduce the computational complexity at the integer pixel motion estimation. However, the studies are needed at the half pixel motion estimation to reduce the complexity. In this paper, a method based on the correlations between integer pixel motion vectors and half pixel motion vectors is proposed for the half pixel motion estimation. The proposed method has less computational complexity than the full half pixel search method (FHSM) that needs the bilinear interpolation of half pixels and examines nine half pixel points to the find the half pixel motion vector. Experimental results show that the speedup improvement of the proposed method over FHSM can be up to 2.5~80 times faster and the image quality degradation is about to 0.07~0.69 (dB). 동영상 데이터를 실시간으로 전송하기 위해서는 데이터의 압축이 필수적인데, 이때 움직임 추정 기법을 사용하여 동영상내에 존재하는 중복된 데이터를 제거함으로써 데이터를 압축한다. 일반적으로, 움직임 추정 기법은 정 화소 움직임 벡터 추정과 반 화소 움직임 벡터 추정으로 이루어져 있는데, 블록 정합 기법을 사용하는 정 화소 움직임 벡터 추정을 위하여 많은 기법들이 제안되어 정 화소 움직임 추정에 소요되는 계산량을 줄였지만, 반 화소 보간과 블록 정합 기법을 사용하는 반 화소 움직임 벡터 추정을 위해서 그렇지 않다. 본 논문에서는 많은 계산량을 필요로 하는 반 화소 움직임 추정을 위한 기법을 제안하였는데, 제안된 기법은 정 화소와 반 화소 사이에 존재하는 움직임 벡터들의 상관성을 이용하였다. 실험을 통하여, 제안된 기법과 일반적으로 반 화소 움직임 추정에 사용되는 기법을 비교하였을 경우, 제안된 기법은 움직임 보상 예측된 화질면에 있어서 약 0.07~0.69 (dB)정도 저하되었지만, 반 화소 움직임 벡터 추정의 속도면에 있어서 약 2.5~80배 이상 높은 성능 향상을 보였다.

夏目漱石의『三四郞』硏究

尹孝順 釜山大學校 1983 人文論叢 Vol.24 No.1

[추억의 생일카드] 곰인형 이야기 / [유머세계일주] 멋장이 음악가들 편

윤효순,편집부(편집자) 샘터사 1990 월간 샘터 Vol.21 No.5

다시점 비디오 부호화를 위한 움직임 벡터들의 상관성을 이용한 움직임 추정 기법

윤효순(Hyo-Sun Yoon),김미영(Mi-Young Kim) 한국멀티미디어학회 2018 멀티미디어학회논문지 Vol.21 No.10