• Title/Summary/Keyword: 부분최소제곱회귀법

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Performance Comparison of Data Mining Approaches for Prediction Models of Near Infrared Spectroscopy Data (근적외선 분광 데이터 예측 모형을 위한 데이터 마이닝 기법의 성능비교)

  • Baek, Seung Hyun
    • Journal of the Korea Safety Management & Science
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    • v.15 no.4
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    • pp.311-315
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    • 2013
  • 본 논문에서는 주성분 회귀법과 부분최소자승 회귀법을 비교하여 보여준다. 이 비교의 목적은 선형형태를 보유한 근적외선 분광 데이터의 분석에 사용할 수 있는 적합한 예측 방법을 찾기 위해서이다. 두 가지 데이터 마이닝 방법론인 주성분 회귀법과 부분최소자승 회귀법이 비교되어 질 것이다. 본 논문에서는 부분최소자승 회귀법은 주성분 회귀법과 비교했을 때 약간 나은 예측능력을 가진 결과를 보여준다. 주성분 회귀법에서 50개의 주성분이 모델을 생성하기 위해서 사용지만 부분최소자승 회귀법에서는 12개의 잠재요소가 사용되었다. 평균제곱오차가 예측능력을 측정하는 도구로 사용되었다. 본 논문의 근적외선 분광데이터 분석에 따르면 부분최소자승회귀법이 선형경향을 가진 데이터의 예측에 가장 적합한 모델로 판명되었다.

Analysis of internet addiction in Korean adolescents using sparse partial least-squares regression (희소 부분 최소 제곱법을 이용한 우리나라 청소년 인터넷 중독 자료 분석)

  • Han, Jeongseop;Park, Soobin;Lee, onghwan
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.31 no.2
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    • pp.253-263
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    • 2018
  • Internet addiction in adolescents is an important social issue. In this study, sparse partial least-squares regression (SPLS) was applied to internet addiction data in Korean adolescent samples. The internet addiction score and various clinical and psychopathological features were collected and analyzed from self-reported questionnaires. We considered three PLS methods and compared the performance in terms of prediction and sparsity. We found that the SPLS method with the hierarchical likelihood penalty was the best; in addition, two aggression features, AQ and BSAS, are important to discriminate and explain latent features of the SPLS model.

Analysis of Carbonization Behavior of Hydrochar Produced by Hydrothermal Carbonization of Lignin and Development of a Prediction Model for Carbonization Degree Using Near-Infrared Spectroscopy (열수 탄화 공정을 거친 리그닌 하이드로차(hydrochar)의 탄화 거동 분석과 근적외선 분광법을 이용한 예측 모델 개발)

  • HWANG, Un Taek;BAE, Junsoo;LEE, Taekyeong;HWANG, Sung-Yun;KIM, Jong-Chan;PARK, Jinseok;CHOI, In-Gyu;KWAK, Hyo Won;HWANG, Sung-Wook;YEO, Hwanmyeong
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • v.49 no.3
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    • pp.213-225
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    • 2021
  • In this paper, we investigated the carbonization characteristics of lignin hydrochar prepared by hydrothermal carbonization and established a model for predicting the carbonization degree using near-infrared spectroscopy and partial least squares regression. The carbon content of the hydrothermally carbonized lignin at the temperature of 200 ℃ was higher by approximately 3 wt% than that of the untreated sample, and the carbon content tended to gradually increase as the heating time increased. Hydrothermal carbonization made lignin more carbon-intensive and more homogeneous by eliminating the microparticles. The discriminant and predictive models using near-infrared spectroscopy and partial least squares regression approppriately determined whether hydrothermal carbonization has been applied and predicted the carbon content of hydrothermal carbonized lignin with high accuracy. In this study, we confirmed that we can quickly and nondestructively predict the carbonization characteristics of lignin hydrochar manufactured by hydrothermal carbonization using a partial least squares regression model combined with near-infrared spectroscopy.

A Robust Design of Response Surface Methods (반응표면방법론에서의 강건한 실험계획)

  • 임용빈;오만숙
    • The Korean Journal of Applied Statistics
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    • v.15 no.2
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    • pp.395-403
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    • 2002
  • In the third phase of the response surface methods, the first-order model is assumed and the curvature of the response surface is checked with a fractional factorial design augmented by centre runs. We further assume that a true model is a quadratic polynomial. To choose an optimal design, Box and Draper(1959) suggested the use of an average mean squared error (AMSE), an average of MSE of y(x) over the region of interest R. The AMSE can be partitioned into the average prediction variance (APV) and average squared bias (ASB). Since AMSE is a function of design moments, region moments and a standardized vector of parameters, it is not possible to select the design that minimizes AMSE. As a practical alternative, Box and Draper(1959) proposed minimum bias design which minimize ASB and showed that factorial design points are shrunk toward the origin for a minimum bias design. In this paper we propose a robust AMSE design which maximizes the minimum efficiency of the design with respect to a standardized vector of parameters.

A Study on the Performance Characteristics of Portable Analyzer for Determination of Sugar Content in Citrus Unshiu using Near Infrared Spectroscopy (근적외선 분광기술을 이용한 휴대용 감귤 당도 선과기 성능특성에 관한 연구)

  • Yoon, Sung-Un;Ma, Sang-Dong;Kim, Myung-Yun;Kim, Jae-Yeol
    • Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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    • v.15 no.5
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    • pp.1-6
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    • 2006
  • The purpose of this study is to develop to portable near infrared analyzer measuring the sugar content of the fruits on a tree before harvesting ones. The portable near infrared system consists of a tungsten lamp, a coaxial optical fiber bundle and a multi-channel detector, which has 256 pixels and a concave transmission grating. Reflectance NIR spectra of orange were recorded by using a coaxial optical fiber bundle. The spectra were collected over the spectral range $400{\sim}1100nm$. Partial least squares regression(PLSR) was applied for a calibration and validation for determination of sugar contents. The multiple correlation coefficient was 0.99 and standard errors of calibration(SEC) was 0.069 brix. The calibration model predicted the sugar content for validation set with standard errors of prediction(SEP) of 0.092 brix. The sugar content in fruits was successfully quantified using the portable near infrared analyzer.

Forensic Classification of Latent Fingerprints Applying Laser-induced Plasma Spectroscopy Combined with Chemometric Methods (케모메트릭 방법과 결합된 레이저 유도 플라즈마 분광법을 적용한 유류 지문의 법의학적 분류 연구)

  • Yang, Jun-Ho;Yoh, Jai-Ick
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.31 no.3
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    • pp.125-133
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    • 2020
  • An innovative method for separating overlapping latent fingerprints, using laser-induced plasma spectroscopy (LIPS) combined with multivariate analysis, is reported in the current study. LIPS provides the capabilities of real-time analysis and high-speed scanning, as well as data regarding the chemical components of overlapping fingerprints. These spectra provide valuable chemical information for the forensic classification and reconstruction of overlapping latent fingerprints, by applying appropriate multivariate analysis. This study utilizes principal-component analysis (PCA) and partial-least-squares (PLS) techniques for the basis classification of four types of fingerprints from the LIPS spectra. The proposed method is successfully demonstrated through a classification example of four distinct latent fingerprints, using discrimination such as soft independent modeling of class analogy (SIMCA) and partial-least-squares discriminant analysis (PLS-DA). This demonstration develops an accuracy of more than 85% and is proven to be sufficiently robust. In addition, by laser-scanning analysis at a spatial interval of 125 ㎛, the overlapping fingerprints were separated as two-dimensional forms.

Estimated Soft Information based Most Probable Classification Scheme for Sorting Metal Scraps with Laser-induced Breakdown Spectroscopy (레이저유도 플라즈마 분광법을 이용한 폐금속 분류를 위한 추정 연성정보 기반의 최빈 분류 기술)

  • Kim, Eden;Jang, Hyemin;Shin, Sungho;Jeong, Sungho;Hwang, Euiseok
    • Resources Recycling
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    • v.27 no.1
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    • pp.84-91
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    • 2018
  • In this study, a novel soft information based most probable classification scheme is proposed for sorting recyclable metal alloys with laser induced breakdown spectroscopy (LIBS). Regression analysis with LIBS captured spectrums for estimating concentrations of common elements can be efficient for classifying unknown arbitrary metal alloys, even when that particular alloy is not included for training. Therefore, partial least square regression (PLSR) is employed in the proposed scheme, where spectrums of the certified reference materials (CRMs) are used for training. With the PLSR model, the concentrations of the test spectrum are estimated independently and are compared to those of CRMs for finding out the most probable class. Then, joint soft information can be obtained by assuming multi-variate normal (MVN) distribution, which enables to account the probability measure or a prior information and improves classification performance. For evaluating the proposed schemes, MVN soft information is evaluated based on PLSR of LIBS captured spectrums of 9 metal CRMs, and tested for classifying unknown metal alloys. Furthermore, the likelihood is evaluated with the radar chart to effectively visualize and search the most probable class among the candidates. By the leave-one-out cross validation tests, the proposed scheme is not only showing improved classification accuracies but also helpful for adaptive post-processing to correct the mis-classifications.

Development of hyperspectral image-based detection module for internal defect inspection of 3D-IC semiconductor module (3D-IC 반도체 모듈의 내부결함 검사를 위한 초분광 영상기반 검출모듈 개발)

  • Hong, Suk-Ju;Lee, Ah-Yeong;Kim, Ghiseok
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.146-146
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    • 2017
  • 현대의 스마트폰 및 태블릿pc등을 가능하게 만든 집적 기술 중의 하나는 3차원 집적 회로(3D-IC)와 같은 패키징 기술이다. 이러한 첨단 3차원 집적 기술은 메모리집적을 통한 대용량 메모리 모듈 개발뿐만 아니라, 메모리와 프로세서의 집적, high-end FPGA, Back side imaging (BSI) 센서 모듈, MEMS 센서와 ASIC 집적, High Bright (HB) LED 모듈 등에 적용되고 있다. 3D-IC의 3차원 모듈 제작 시에는 기존에 발생하지 않았던 여러 가지 파괴 모드들이 발생하고 있는데 Thermal/Photonic Emission 장비 등 기존의 2차원 결함분리 (Fault Isolation) 기술로는 첨단의 3차원 적층 제품들에서 발생하는 불량을 비파괴적으로 혹은 3차원적으로 분리하는 것이 불가능하므로, 비파괴 3차원 결함 분리 기술은 향후 선행 제품 적기 개발에 매우 필수적인 기술이다. 본 연구는 3D-IC 반도체의 비파괴적 내부결함 검사를 위하여 가시광선-근적외선 대역(351nm~1770nm)의 InGaAs (Indium Galium Arsenide) 계열 영상검출기 (imaging detector)를 사용하여 분광 시스템 광학 설계를 통한 초분광 영상 기반 검출 모듈을 제작하였다. 제작된 초분광 영상 기반 검출 모듈을 이용하여 구리 회로 위에 실리콘 웨이퍼가 3단 적층 된 반도체 더미 샘플의 초분광 영상을 촬영하였으며, 촬영된 초분광 영상에 대하여 Chemometrics model 기반의 분석기술을 적용하여 실리콘 웨이퍼 내부의 집적 구조에 대한 검사가 가능함을 확인하였다.

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A study on hyperspectral image processing for geographical origin discrimination of domestic and chinese rice (국내산과 중국산 쌀의 원산지 판별을 위한 초분광 영상 처리에 관한 연구)

  • Mo, Changyeun;Lim, Jongguk;Kim, Giyoung;Kwon, Sung Won;Lim, Dong Kyu;Min, Hyun Jung;Kwon, Kyungdo
    • Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
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    • 2017.04a
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    • pp.147-147
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    • 2017
  • 우리나라에서는 수입 개방화 추세에 따라 공정한 유통질서 확립하고 국내 생산자와 소비자를 보호하기 위하여 원산지 표시제가 시행되고 있다. 그러나 수입 농산물과 국산 농산물의 큰 가격차이로 인하여 원산지를 허위 표시하는 경우가 증가하고 있다. 특히 쌀 관세화 전환 의무에 따른 수입산 쌀 증가하고 있으며 단립종과 중립종 수입산 쌀은 국내산 쌀과 외관이 유사하여 육안식별이 어려워 국내산 쌀로 둔갑할 우려가 있다. 이에 신속하고 비파괴적으로 쌀의 원산지를 판별할 수 있는 기술 개발이 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 국내산 쌀과 중국산 쌀의 원산지를 신속하게 판별가능한 영상 처리기술을 개발하였다. 쌀은 국내에서 생산된 중립종 50점과 중국에서 생산된 단립종 및 중립종 51점이 수집되어 사용되었다. 쌀의 분광 영상은 초분광 가시광 및 근적외선 영상 시스템을 이용하여 측정하였다. 이 시스템은 할로겐-텅스텐 라인광, 시료 이송부, 초분광 영상 획득부로 구성되어 있다. 텅스텐-할로겐 라인광은 $15^{\circ}$ 각도로 대칭으로 시료에 조사되고 400 ~ 1000 nm 파장 영역의 반사광 영상 스펙트럼이 측정되었다. 초분광 영상 데이터는 광에 노출되지 않은 암실에서의 파장별 영상과 반사율이 99% 이상인 기준판의 파장별 영상을 이용하여 교정되었다. 부분최소제곱회귀법을 이용하여 쌀 원산지 판별모델 식을 개발하였고, 이 판별 모델식을 교정된 초분광 영상에 적용하여 영상처리 판별 모델을 개발하였다. 그 결과, 원산지 판별정확도가 97.4% 이상으로 나타났으며, 국내산과 중국산 쌀의 원산지 판별이 가능하였다.

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