신경망을 이용한 악보인식

이성기(Sungkee Lee),신재욱(Jaewook Shin) 한국정보과학회 1994 정보과학회논문지 Vol.21 No.7

컴퓨터에 의한 음악의 처리가 점차 중요한 비중을 차지하여 감에 따라 음악의 신속, 정확한 입력이 크게 요구되고 있다. 이를 위하여 악보의 자동 인식에 관한 연구가 1960년대 후반부터 시작되었으나, 악보의 복잡성과 다양성으로 인하여 아직까지 모든 형태의 악보를 인식할 수 있는 일반적인 악보 인식 시스템은 존재하고 있지 않으며, 기존의 악보 인식 방법들은 인식 속도가 느리고 인식률이 낮은 단점이 있다. 이런 문제점들을 해결하기 위해서 본 논문에서는 신경망을 이용한 악보의 자동 인식 방법을 제시한다. 신경망은 잡음에 강하고 병렬 처리가 가능한 장점이 있다. 제안된 악보 인식 시스템은 기호 분류 신경망, 음표 분류 신경망, 비음표 분류 신경망의 세 신경망으로 구성되며, 신경망에 의해서 얻어진 인식 결과는 악보에서의 제약 조건을 사용하여 검증하고 오인식은 교정한다. As the music processing plays an important role in computer science, fast and accurate inputting of the music scores is required. The automatic recognition of music scores has been studied since late 1960's. However, the general recognition system for all different types of music scores does not exist and traditional music recognition methods are slow and error-prone because the music scores are complex and of various types. To solve these problems. we propose in this paper the automatic recognition of music scores using neural networks. The characteristics of neural networks are robustness to noise and inherent parallelism. Our music score recognition system consists of three neural networks, Symbol-Classifying Neural Network, Note-Classifying Neural Network and Non-Note-Classifying Neural Network. After classifying all music symbols using neural networks, we verify and correct the results using various music score constraints. As our results show, our music score recognition system performs better than traditional music socre recognition systems.

MR 영상에서 대퇴골두 영역의 추출과 무혈성 괴사의 진단에 필요한 인자의 측정

이경수(Kyungsu Lee),이성기(Sungkee Lee) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.27 No.8

In this paper, we propose effecient methods to extract the femoral head region in MR images. The femoral head area in MRI is approximated using Hough transform and the anatomical features of the femoral heads. Then, modified region growing method is applied to extract the femoral head region. We measured the parameters for the diagnosis of the avascular necrosis of the femoral heads from the segmented femoral head region. The proposed methods are proved very effective to extract the femoral head of healthy volunteer and of the patient having heavy avascular necrosis. The measured parameters can be used very efficiently for the quantitative analysis and the diagnosis of the avascular necrosis of the femoral heads. 본 논문에서는 대퇴골두 무혈성 괴사의 자동 진단을 위한 효과적인 대퇴골두 영역의 추출 방법을 제안한다. 대퇴골두의 해부학적 특성과 Hough 변환을 이용하여 대퇴골두 영역을 설정하였고, 변형된 영역 확장법을 적용하여 대퇴골두 영역을 분할하였다. 그리고, 분할된 영역으로부터 대퇴골두 무혈성 괴사의 진단에 필요한 인자를 자동으로 측정하였다. 본 논문에서 제안한 영역 추출 방법은 정상적인 대퇴골두와 무혈성 괴사의 초기 단계의 대퇴골두 뿐만 아니라 괴사가 심한 대퇴골두에 대해서도 좋은 결과를 얻을수 있었고, 본 논문에서 제안한 방법으로 측정된 인자는 대퇴골두 무혈성 괴사의 정량적인 분석 및 진단을 가능하게 한다.

IoT 헬스케어 기기의 원격 업데이트 취약점 분석

전형석(Hyeongseok Jeon),이성기(Sungkee Lee) 한국정보기술학회 2021 한국정보기술학회논문지 Vol.19 No.1

Due to the growing interest in health care in everyday life and advances in the internet technology, IoT healthcare devices are widely used at home. However, despite the fact that IoT healthcare devices generate very sensitive health information, security measures are very low because of devices capacity limitation. During the remote update of the device software over network which is called over-the-air (OTA) programming, OTA update protocols and binary codes can be leaked by security attacks that leads to sensitive information leaks, or the devices are suffered from secondary attacks by malicious use of the leaked sensitive information. In this paper, we analyzed the vulnerabilities of OTA updates of IoT healthcare devices and demonstrated them by simulating the real-world security attacks. In the simulation, OTA update protocols and binary codes are captured by executing the sniffing attacks, the device operation information is obtained through reverse engineering, and demonstrated the disabling of the device by installing a dummy program.

클러스터링 방법을 이용한 칼라 영상 분할

김효선(Hyoseon Kim),이성기(Sungkee Lee) 한국정보과학회 1994 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.21 No.1

영상분할(image segmentation)은 주어진 영상을 서로 비슷한 성질을 지니는 지역들로 나누는 과정을 말한다. 본 연구에서는 칼라영상에서 얻을 수 있는 빨강(red), 초록(green), 파랑(blue) 성분을 이용하여 얻어진 2차원 누적분포도(histogram)를 분석하여 칼라영상 내에 존재하는 적절한 클러스터의 갯수와 각 클러스터들의 초기 중심값을 구한 후, K-means 방법을 이용하여 영상을 분할하였다. 클러스터링(clustering) 방법을 이용하여 영상을 분할할 경우, 영상 내에 존재하는 클러스터(cluster)의 갯수를 적절히 결정하는 것이 중요한 문제가 된다. 또한, K-means 방법이나 Isodata 방법인 경우에는 그 결과가 초기에 선택된 클러스터의 중심값에 커다란 영향을 받는다. 본 연구에서는 2차원 누적분포도에 스케일-스페이스 필터링(scale-space filtering)을 적용하여 이러한 문제를 해결하였다.

EBT 의료 영상에서 폐 영역 추출 및 폐엽 분할

김영희(Younghee Kim),이성기(Sungkee Lee) 한국정보과학회 2004 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.31 No.3

본 논문에서는 폐 질환 진단에 필요한 EBT(Electron Beam Tomography) 흉부 영상에서 폐영역을 추출하고, 추출된 폐 영역에서 폐엽의 경계(pulmonary fissure)를 찾아 폐엽(lobe) 단위로 분할하는 방법을 제안하였다. EBT 흉부 영상을 분석하여 히스토그램을 기반으로 하는 임계치 방법과, 수학적 형태학을 적용하여 폐 영역을 추출하였고 본 논문에서 제안한 adaptive filter scale을 사용한 에지 연산자와 폐엽 경계(pulmonary fissure)에 대한 해부학적 지식을 바탕으로 폐 영역을 폐엽 단위로 분할하였다. 본 논문에서 제안한 방법을 총 102개의 영상에 대해 실험한 결과는 폐 영역 추출에서 95% 이상의 정확도를 보여주었고 페엽 경계선 추출에서 5 픽셀 이하의 거리오차를 나타내었다. In this paper, we present methods that extract lung regions from chest EBT(electron beam tomography) images then segment the extracted lung region into lung lobes. We use histogram based thresholding and mathematical morphology for extracting lung regions. For detecting pulmonary fissures, we use edge detector and knowledge-based search method. We suggest this edge detector, which uses adaptive filter scale, to work very well for real edge and insensitive for edge by noise. Our experiments showed about 95% accuracy or higher in extracting lung regions and about 5 pixel distance error in detecting pulmonary fissures.

EBT 영상에서 심장 영역의 추출

김현수(Hyunsoo Kim),이성기(Sungkee Lee) 한국정보과학회 2000 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.27 No.6

의료영상에서 심장 영역을 추출하는 것은 심장의 질환 진단 및 삼차원 가시화를 위하여 매우 중요하다. 본 논문에서는 EBT (electron beam tomography) 의료 영상에서 심장 영역을 자동으로 추출하는 방법을 제시한다. EBT 영상에서 심장 영역을 추출하는 과정은 대비를 이용한 이진화, 해부학적 지식과 수학적 형태학을 이용하여 대략적인 심장 영역을 추출하고, active contour model (snake)을 사용하여 정확한 심장영역을 추출하였다. 특히 대비를 이용한 이진화 방법은 EBT 영상과 같이 복잡한 영상에서 좋은 결과를 보인다. 자동으로 추출한 심장 영역의 결과를 의학 전문가의 추출 결과와 비교하여 분석하였다. It is very important to extract the heart region in the medical images. In this paper, we present the automatic heart region extraction in the EBT (electron beam tomography) images. We use contrast thresholding, anatomic knowledge, and mathematical morphology to extract the heart region. Using these results, we applied the active contour models (snakes) to search the exact region. We analyzed the experimental results by comparing the results with the results made by medical experts.

속도의 초기값 추정을 사용한 Navier - Stokes 방정식 풀이 기법

김영희(Younghee Kim),이성기(Sungkee Lee) 한국정보과학회 2005 정보과학회논문지 : 시스템 및 이론 Vol.32 No.9·10

본 논문은 물리적인 힘을 기반으로 유체의 흐름을 실시간으로 시뮬레이션하기 위하여 유체의 흐름을 지배하는 Navier-Stokes 방정식에 대한 빠르고 정확한 풀이 기법을 제안한다. 본 논문에서는 Navier-Stokes 방정식에 있는 비선형 항의 속도에 대한 초기값을 Stokes 방정식의 해로써 추정한다. 주어진 비선형 미분방정식의 해에 근사하게 초기값을 추정함으로써 정확하고 안정적인 풀이 기법을 만들 수 있었다. 또한 유한차분법(finite difference method)의 암시적(implicit) 방법 중에서 방대한 계산량을 피할 수 있는 ADI(Alternating Direction Implicit) 방법을 사용함으로써 큰 시간 간격(time-step)에 대해서 시스템이 안정적이며 계산속도 또한 빠르다. 실험 결과들은 특히 연기, 구름과 같이 큰 레이놀드 수(Reynolds number)를 가지는 유체에 대해서 탁월한 성능을 보여주었다. We propose a fast and accurate fluid solver of the Navier-Stokes equations for the physics-based fluid simulations. Our method utilizes the solution of the Stokes equation as an initial guess for the velocity of the nonlinear term in the Navier-Stokes equations. By guessing the initial velocity close to the exact solution of the given nonlinear differential equations, we can develop remarkably accurate and stable fluid solver. Our solver is based on the implicit scheme of finite difference methods, that makes it work well for large time steps. Since we employ the ADI method, our solver is also fast and has a uniform computation time. The experimental results show that our solver is excellent for fluids with high Reynolds numbers such as smoke and clouds.

IoT 헬스케어 기기에서의 중간자 공격 방어를 위한 디지털 서명 알고리즘 분석과 구현

전형석(Hyeongseok Jeon),이성기(Sungkee Lee) 한국정보기술학회 2021 한국정보기술학회논문지 Vol.19 No.9

MITM(Man-In-The-Middle) attacks can directly or indirectly harm users health by leaking and modulating user information, vital sign data from IoT healthcare devices, and causing them to malfunction. In this paper, we analyzed and applied digital signature algorithms to defend against MIMT attacks on IoT healthcare devices having low system resources, and we also defined the light-weight digital certificate. After implementing and testing three digital signature algorithms that offer a 128-bit of security level on four MCU boards which are used in IoT healthcare devices, we found that the ECDSA using secp256k1 elliptic curve was excellent in terms of execution and speed. To verify that ECDSA and the light-weight certificate can defend against MITM attacks on IoT healthcare devices, we simulated a IoT Healthcare device in a remote update situation and a MITM attack. As a result, we prove that the MITM attacker was unable to intervene in the network connection between the simulated IoT Healthcare device and the update server which are ECDSA and the light-weight certificate applied.

인쇄된 악보의 인식

신재욱(Jaewook Shin),이성기(Sungkee Lee) 한국정보과학회 1993 한국정보과학회 학술발표논문집 Vol.20 No.2

음악의 연구에 컴퓨터의 역할이 점차 중요한 비중을 차지해감에 따라 악보의 자동 입력이 크게 요구되고 있다. 본 논문에서는 악보의 자동 입력의 한 방법으로 신경망을 이용한 악보 영상의 인식 방법을 제시한다. 악보 구성 기호들을 각각 분리한 후 악보 기호 분류 신경망을 사용하여 음표와 비음표로 분류하고, 각각의 기호들에 대해 음표 분류 신경망과 비음표 분류 신경망을 각각 적응하였다. 인식 결과를 악보상의 위치적 제약 조건을 사용하여 검증하고 오인식인 경우는 교정하였다.

코드화된 건강기록의 항목별 민감도에 따른 프라이버시 보호 방법

도형호 ( Hyoungho Do ),이성기 ( Sungkee Lee ) 한국정보처리학회 2012 한국정보처리학회 학술대회논문집 Vol.19 No.2

개인건강기록에서 프라이버시를 보호하기 위한 방안으로 환자의 식별정보를 제거하는 익명화와 식별 정보를 가상의 식별자로 변경하였다가 권한을 가진 사용자가 열람할 수 있게 복원하는 가명화, 그리고 건강기록을 암호화하여 정보를 보호하는 방법들이 연구되어 왔다. 본 논문에서는 용어표현을 위해 국제표준코드를 사용하는 건강기록에서 항목별 정보의 민감도에 따라서 암호화 수준을 달리하여 정보전체를 암호화하는 것 보다 효율적이고 강력한 보안수준을 유지할 수 있는 방법을 제시한다.