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실시간 기상 빅데이터를 활용한 홍수 재난안전 시스템 설계 및 구현
김연우(Yeonwoo Kim),김병훈(Byounghoon Kim),고건식(Geonsik Ko),최민웅(Minwoong Choi),송희섭(Heesub Song),김기훈(Gihoon Kim),유승훈(Seunghun Yoo),임종태(Jongtae Lim),복경수(Kyungsoo Bok),유재수(Jaesoo Yoo) 한국콘텐츠학회 2017 한국콘텐츠학회논문지 Vol.17 No.1
최근 빅데이터 분석 기술을 통해 새로운 정보를 도출하기 위한 분석 기법들과 이를 활용한 다양한 서비스들이 개발되고 있다. 그 중에서도 재난안전은 생활에 밀접한 서비스로 가장 중요하게 연구되고 있다. 본 논문에서는 실시간 기상 빅데이터 분석을 이용한 홍수 재난안전 시스템을 설계하고 구현한다. 제안하는 시스템은 실시간으로 수집되는 방대한 양의 정보를 검색하고 처리한다. 더불어 실시간 정보와 과거에 수집된 정보들을 결합하여 위험요인을 분석하고, 예측 정보를 사용자에게 제공한다. 또한, 제안하는 시스템은 사용자 메시지 및 뉴스와 같은 실시간 정보와 태풍 · 홍수 등으로 인한 하천 범람 등과 같은 재난 위험요인을 분석한 위험 예측 정보를 제공한다. 따라서 사용자는 제안하는 시스템을 통해 향후 발생 가능성이 있는 재난안전 사고 위험에 대비할 수 있다. Recently, analysis techniques to extract new meanings using big data analysis and various services using them have been developed. A disaster safety service among such services has been paid attention as the most important service. In this paper, we design and implement a flood disaster safety system using real time weather big data. The proposed system retrieves and processes vast amounts of information being collected in real time. In addition, it analyzes risk factors by aggregating the collected real time and past data and then provides users with prediction information. The proposed system also provides users with the risk prediction information by processing real time data such as user messages and news, and by analyzing disaster risk factors such a typhoon and a flood. As a result, users can prepare for potential disaster safety risks through the proposed system.
Yeonwoo Kim(김연우),Sungmin Hwang(황성민),Byung-Gook Park(박병국) 대한전자공학회 2020 대한전자공학회 학술대회 Vol.2020 No.11
In this paper, we propose a neuron circuit with a virtually grounded integrator as a solution for nonlinearity problem in synaptic current summation. To evaluate the performance of the proposed circuit, a hardware-based MNIST pattern recognition simulation was conducted based on the measurement data of fabricated Ni / SiNx / n+-Si RRAM. Simulation results suggest that the proposed circuit enhanced the performance of input-weight product summation.
PC-Crash의 EES-CNN 유효성 검증에 대한 연구
김연우(Yeonwoo Kim),백세룡(Seryong Baek),김천호(Cheonho Kim),윤준규(Junkyu Yoon),임종한(Jonghan Lim) 한국자동차공학회 2021 한국자동차공학회 부문종합 학술대회 Vol.2021 No.6
머신러닝은 사람이 하기 어려운 작업을 대신 학습을 통해 수행하는 것을 뜻한다. 작업 방법은 학습 모델(값이 정확한 정답)과 비학습 모델(구해야 하는 값)들을 비교하고, 강화 학습을 통해 결과를 얻어 내는 것이다. PC-Crash의 EES-CNN 기능은 DSD사에서 3년 전부터 진행하고 있는 프로젝트이다. CNN-EES의 data는 EES값이 5~85km/h인 4,000개의 이미지로 기초 데이터의 바탕으로 예상한다. 본 연구의 필요한 차량 사진들은 NHTSA의 Database를 활용했다. 국내 판매량이 가장 높은 현대자동차, 기아의 차량 위주로 전방 충돌, 측면 충돌의 사진을 다운받고, NHTSA에서 제공한 사고 당시의 delta-V 값과 EES-CNN에서 예측한 속도를 비교 정리하였다. 제공한 delta-V data와 EES-CNN data와 비교 했을 때 정확히 일치하는 data는 없었지만 5km/h이하 차이가 나는 차량은 45건 중 5건으로 약 11%가 나왔고, 10km/h이하는 40%가 나왔다. 차종별로 분석했을 땐 SUV의 5km/h 이하는 25%, 10km/h 이하는 50%로 차의 크기가 클수록 손상 부위의 면적이 상대적으로 커지기 때문에 파손 인식 정확도가 더 높을 것이라고 판단된다. 실제 data와 비교했을 때 정확성은 떨어지지만 data가 없고, PC-Crash같은 프로그램으로 교통사고재연 할 때 실제 사고와 비슷한 시나리오의 구성을 위한 초기 data로 사용하거나 지속적인 업데이트를 통해 신뢰성이 높아지길 기대해본다.
지윤서,김연우,이레나,Ji, Yunseo,Kim, YeonWoo,Lee, Rena 한국의학물리학회 2015 의학물리 Vol.26 No.3
의료용 x선 촬영 장치에 있어서 환자에게 피폭되는 선량이 가장 중요한 관심사 중의 하나이다. 본 연구팀에서는 전 세계 최초로 입안에 삽입이 가능한 초소형 x-선 영상 장치가 개발되었는데 이러한 영상장치를 임상에서 사용하기 위해서는 피폭 선량의 평가가 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 신개념 치과용 영상장치의 선량을 평가하기 위하여 1) 돼지 턱뼈 팬텀을 직접 제작하여 영상의 질을 평가 하였고, 2) 실제 임상에서 사용가능한 촬영 조건을 결정하였으며, 3) 결정된 촬영 조건에서의 선량을 평가 하였다. 한국 식약처에서 제시하는 치근단 촬영에 대한 환자 선량 권고량(DRLs) 기준에 근거하여 새 개발 장비의 입사표면선량(ESD)와 면적선량(DAP) 측정 방법을 고안하고 각각의 선량 값을 측정하였다. 관전압이 45~55 kV, 관전류가 300 mA 까지 사용 가능한 xoft 사의 초소형 x선 튜브를 사용하였다. 사용된 검출기는 active area가 $72{\times}72mm$ 이고 픽셀 사이즈는 $48{\mu}m$ 이다. 제작된 돼지턱뼈 팬텀은 1 frame/sec의 조건하에 영상을 획득 하였으며, 촬영 조건 최적화를 위하여 관전류를 $20{\sim}80{\mu}A$로 변화시키면서 50 frame씩 영상을 획득하였다. 또한, 상용화 치과용 영상시스템(모델명: CS 2100, 제조사: Carestream Dental LLC 및 모델명: EXARO, 제조사: HIOSSEN)을 이용하여 돼지턱뼈 팬텀의 비교영상 평가를 시행하였다. CS 2100는 60 kV, 7 mA (노출시간:0.125 s)로 하였으며, EXARO는 60 kV, 2 mA로 설정하였다. 선량 평가는 광자극 형광 선량계를 이용하여 입사표면선량을 측정하였으며, 팬텀은 PMMA 재질의 제작된 원통형 팬텀을 이용하였다. 선량계는 팬텀 표면상의 조사야 내부에 2개 및 소스와의 5 cm 거리상에 1개를 위치하여 측정하였다. 빔 조사 조건은 51, 101, 141, $196{\mu}As$로 설정하였다. 면적선량은 소스와 검출기간의 거리가 5 cm 위치에 배치하여 측정하였으며, 이 때 촬영조건은, 관전류 41, 99, 144, 207, $276{\mu}As$의 조건하에서 측정하였다. 임상에서 적용 가능한 관전압과 관전류는 X-선 세기 8000~9000인 지점에서의 관전류 값인 0.051 mAs 이다. 상용화 장비와 영상비교를 한 결과, 개발 장비의 조사야가 훨씬 작음에도 불구하고 치아 및 치아 주위 조직의 영상이 더 우수함을 확인하였다. 또한, 영상 최적화 조사조건인 $51{\mu}As$에서 입사표면선량(ESD)은 식약처 및 IAEA의 권고치보다 훨씬 낮은 1.369 mGy 이다. 조사야 내부의 선량 분포는 표준편차 5~10% 내외로 균일성이 우수 하였다. 측정된 면적선량(DAP)은 $82.4mGy*cm^2$으로 상용화 장비보다 조사야가 훨씬 작음에도 불구하고 식약처의 권고치보다 낮은 값을 보였다. 이러한 연구를 통해서 새 개발 장비의 영상의 우수성과 기존 장비 대비 방사선량에 대한 저감 효과를 확인 할 수 있었으며 치과 장비 개발에 있어서 X선 특성 연구에 대한 기술과 노하우를 축적할 수 있었다. Radiation exposure from medical diagnostic imaging procedures to patients is one of the most significant interests in diagnostic x-ray system. A miniature x-ray intraoral tube was developed for the first time in the world which can be inserted into the mouth for imaging. Dose evaluation should be carried out in order to utilize such an imaging device for clinical use. In this study, dose evaluation of the new x-ray unit was performed by 1) using a custom made in vivo Pig phantom, 2) determining exposure condition for the clinical use, and 3) measuring patient dose of the new system. On the basis of DRLs (Diagnostic Reference Level) recommended by KDFA (Korea Food & Drug Administration), the ESD (Entrance Skin Dose) and DAP (Dose Area Product) measurements for the new x-ray imaging device were designed and measured. The maximum voltage and current of the x-ray tubes used in this study were 55 kVp, and 300 mA. The active area of the detector was $72{\times}72mm$ with pixel size of $48{\mu}m$. To obtain the operating condition of the new system, pig jaw phantom images showing major tooth-associated tissues, such as clown, pulp cavity were acquired at 1 frame/sec. Changing the beam currents 20 to $80{\mu}A$, x-ray images of 50 frames were obtained for one beam current with optimum x-ray exposure setting. Pig jaw phantom images were acquired from two commercial x-ray imaging units and compared to the new x-ray device: CS 2100, Carestream Dental LLC and EXARO, HIOSSEN, Inc. Their exposure conditions were 60 kV, 7 mA, and 60 kV, 2 mA, respectively. Comparing the new x-ray device and conventional x-ray imaging units, images of the new x-ray device around teeth and their neighboring tissues turn out to be better in spite of its small x-ray field size. ESD of the new x-ray device was measured 1.369 mGy on the beam condition for the best image quality, 0.051 mAs, which is much less than DRLs recommended by IAEA (International Atomic Energy Agency) and KDFA, both. Its dose distribution in the x-ray field size was observed to be uniform with standard deviation of 5~10 %. DAP of the new x-ray device was $82.4mGy*cm^2$ less than DRL established by KDFA even though its x-ray field size was small. This study shows that the new x-ray imaging device offers better in image quality and lower radiation dose compared to the conventional intraoral units. In additions, methods and know-how for studies in x-ray features could be accumulated from this work.