• 지구물리와물리탐사
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• 제23권3호
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• pp.131-140
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• 2020

머신러닝을 이용한 분류 모델 훈련에서 학습자료의 양과 질은 학습한 모델의 성능을 좌우하므로 학습자료 생성이 매우 중요한 역할을 한다. 그러나 자료 생성에 높은 비용이 들어 이상적인 학습자료 생성이 어려울 때에는 클래스 간 자료 불균형 문제가 발생한다. 만약 학습자료로 사용될 탐사자료가 클래스 간 불균형하게 얻어지면, 클래스 별로 균형있는 학습이 이루어지기 힘들다. 따라서 데이터가 상대적으로 적은 클래스는 재현율이 현저히 떨어지게 된다. 그 뿐만 아니라 정확도와 정밀도 등의 평가지표들에 대한 신뢰도가 떨어지게 된다. 따라서 이 연구에서는 두 단계에 걸쳐 자료 불균형 문제를 해소하고자 하였다. 첫 번째로 기존의 정확도와 정밀도를 개선하여 자료 불균형을 고려할 수 있는 새로운 평가지표로 가중정확도와 가중정밀도를 고안하였다. 다음으로 클래스 간의 가중정밀도와 재현율의 균형을 맞추어 주도록 오버샘플링을 수행하였다. 개발한 알고리듬을 물리검층 자료를 이용한 암상 및 공극유체 규명 문제에 적용함으로써 검증하였다. 그 결과 다수 클래스와 소수 클래스들 간의 불균형이 상당 부분 완화되었고, 클래스 간의 경계를 보다 명확하게 확인할 수 있었다.

• 지능정보연구
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• 제15권3호
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• pp.1-15
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• 2009

데이터 불균형 문제는 분류 및 예측 문제에서 하나의 범주에 속하는 표본의 수가 다른 범주들에 속하는 표본 수에 비하여 현저하게 적을 경우 나타난다. 데이터 불균형이 심화됨에 따라 범주 사이의 분류 경계영역이 왜곡되고 결과적으로 분류자의 학습성과가 저하되는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 데이터 불균형 문제를 해결하기 위하여 Geometric Mean-based Boosting (GM-Boost) 알고리즘을 제안하고자 한다. GM-Boost 알고리즘은 기하평균 개념에 기초하고 있어 다수 범주와 소수 범주를 동시에 고려한 학습이 가능하고 오분류된 표본에 집중하여 학습을 강화할 수 있는 장점이 있다. 기업부실 예측문제를 활용하여 GM-Boost 알고리즘의 성과를 검증한 결과 기존의Under-Sampling, Over-Sampling 및 AdaBoost 알고리즘에 비하여 우수한 분류 정확성을 보여주었고 데이터 불균형 정도에 관계없이 견고한 학습성과를 나타냈다.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.477-489
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• 2021

본 연구는 프로티언 경력지향성이 지속학습활동을 통해 주관적 경력성공에 영향을 미치는 매개과정에 대해서 조직문화 불균형성이 조절변인으로서의 역할을 하는지를 확인하기 위해 실시되었다. 이를 위해 대기업 경력 5년 이상의 사무직 근로자 276명을 대상으로 설문조사를 실시하였으며, SPSS 25와 Process Macro v3.5를 활용하여 자료를 분석하였다. 분석 결과 프로티언 경력지향성이 주관적 경력성공에 영향을 미치는 관계를 지속학습활동이 매개하는 것은 확인되었지만, 조직문화 불균형성의 조절효과 및 조절된 매개효과는 통계적으로 유의하지 않았다. 그러나 프로티언 경력지향성의 하위변인인 '자기주도성'이 지속학습활동을 통해 주관적 경력성공 및 그 하위변인 '고용가능성', '경력만족'에 영향을 미치는 매개과정에 대한 조직문화 불균형성의 조절 효과는 통계적으로 유의하게 나타났다. 마지막으로 본 연구의 시사점에 제한점, 후속연구 제언을 논의하였다.

• 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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• 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제68차 하계학술대회논문집 31권2호
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• pp.533-534
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• 2023

본 논문에서는 불균형하게 분포된(Non-IID) 데이터를 소유하고 있는 데이터 소유자(클라이언트)들을 가정하고, 데이터 소유자들 간 원본 데이터의 직접적인 이동 없이도 딥러닝 학습이 가능하도록 연합학습을 적용하였다. 실험 환경 구성을 위하여 MNIST 손글씨 데이터 세트를 하나의 숫자만 다량 보유하도록 분할하고 각 클라이언트에게 배포하였다. 연합학습을 적용하여 손글씨 분류 모델을 학습하였을 때 정확도는 85.5%, 중앙집중식 학습모델의 정확도는 90.2%로 연합학습 모델이 중앙집중식 모델 대비 약 95% 수준의 성능을 보여 연합학습 시 성능 하락이 크지 않으며 특수한 상황에서 중앙집중식 학습을 대체할 수 있음을 보였다.

• 정보처리학회논문지B
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• 제14B권4호
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• pp.287-294
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• 2007

실세계의 문제에서 많은 기계학습의 알고리즘들은 데이터의 클래스 불균형 문제에 어려움을 겪는다. 이러한 클래스 불균형 문제를 해결하기 위하여 데이터의 비율을 변경하거나 좀 더 나은 샘플링 전략으로 극복하려는 연구들이 제안되었다. 그러나 데이터의 비율을 변경하는 연구에서는 전체 데이터 분포의 특성을 고려하지 못하고, 샘플링 전략을 제안하는 연구에서는 여러 가지 제한 조건을 고려해야만 한다. 본 논문에서는 위의 두가지 방법의 장점을 모두 포함하는 개선된 집중 샘플링 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 클래스 불균형 문제를 해결하기 위해 학습에 유용한 데이터들을 샘플링하는데 스코어링에 기반한 데이터 분할 방법을 이용한다. 즉, 입력 데이터들에 대해 SOM(Self Organizing Map)의 학습 결과로 얻은 BMU(Best Matching Unit)와의 거리를 계산하고, 이 거리론 스코어라 한다. 측정된 스코어는 오름차순으로 정렬되며, 이 과정에서 입력 데이터의 분포가 재 표현되고, 재 표현된 분포는 전체 데이터의 특성을 대표하게 된다. 그 결과로 얻은 데이터들 중에서 유용하지 못한 데이터들에 대해 제거하는 과정을 수행하여 새로운 학습 데이터 셋을 얻는다. 새로운 학습 데이터 생성 과정에서는 재 표현된 분포의 결과를 두 구간(upper, lower)으로 분할하는데, 두 추간 사이의 데이터들은 유용하지 못한 패턴들로 간주되어 학습에 이용되지 않는다. 본 논문에서 제안한 방법은 클래스 불균형의 비율 감수 훈련 데이터의 크기 감소, 과적합의 방지 등 몇 가지 장점을 보인다. 제안한 방법으로 샘플링된 데이터에 kNN 을 적용하여, 분류 실험한 결과 심한 불균형이 있는 ecoli 데이터의 분류 성능이 최대 2.27배 향상되었다.

• 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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• 제20권10호
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• pp.549-554
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• 2014

필기체 낱글자 인식을 위해서 사용되는 데이터는 일반적으로 다수의 사용자들로부터 수집된 자연언어 문장들을 이용하기 때문에 해당 언어의 언어적 특성에 따라서 낱글자의 종류별 개수 차이가 매우 큰 특징이 있다. 일반적인 기계학습 문제에서 학습데이터의 불균형 문제는 성능을 저하시키는 중요한 요인으로 작용하지만, 필기체 인식에서는 데이터 자체의 높은 분산과 비슷한 모양의 낱글자 등이 성능 저하의 주요인이라 생각하기 때문에 이를 크게 고려하지 않고 있다. 본 논문에서는 이러한 데이터의 불균형 문제를 고려하여 필기체 인식기의 성능을 향상시킬 수 있는 과표본화 기반의 앙상블 학습 기법을 제안한다. 제안한 방법은 데이터의 불균형 문제를 고려하지 않은 방법보다 전체적으로 향상된 성능을 보일 뿐만 아니라 데이터의 개수가 부족한 낱글자들의 분류성능에 있어서도 향상된 결과를 보여준다.

• 정보과학회 논문지
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• 제44권12호
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• pp.1275-1281
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• 2017

욕설문장을 지도학습 접근법으로 분류하기 위해서 욕설인지 아닌지 판별된 학습 문장이 필요하다. 문자수준의 컨볼루션 신경망이 각 문자에 대해 강건성을 가지기 때문에 욕설분류에 적합하지만, 학습에 많은 데이터가 필요하다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이를 해결하기 위해 임의로 생성한 욕설/비욕설 문장 쌍을 컨볼루션 신경망을 기반으로 하는 분류기에 학습시켜 컨볼루션 신경망의 필터가 욕설의 특징을 분류하도록 조정한 후, 실제 훈련문장을 학습시킬 때 필터를 재사용하는 전이학습방법을 제안한다. 이로써 데이터 부족과 클래스 불균형으로 인한 영향이 감소하여 분류 성능이 향상될 것이다. 실험 및 평가는 총 3가지 데이터에 대해 수행되었으며, 문자수준 컨볼루션 신경망을 활용한 분류기는 모든 데이터에서 전이학습을 적용했을 때 더 높은 F1 점수를 획득하였다.

• 한국정보과학회 언어공학연구회:학술대회논문집(한글 및 한국어 정보처리)
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• 한국정보과학회언어공학연구회 2018년도 제30회 한글 및 한국어 정보처리 학술대회
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• pp.532-536
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• 2018

심층인공신경망을 이용한 대화 모델링 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 대화에서 발화의 감정과 화행을 분류하기 위해 멀티태스크(multitask) 학습을 이용한 End-to-End 시스템을 제안한다. 우리는 감정과 화행을 동시에 분류하는 시스템을 개발하기 위해 멀티태스크 학습을 수행한다. 또한 불균형 범주 분류를 위해 계단식분류(cascaded classification) 구조를 사용하였다. 일상대화 데이터셋을 사용하여 실험을 수행하였고 macro average precision으로 성능을 측정하여 감정 분류 60.43%, 화행 분류 74.29%를 각각 달성하였다. 이는 baseline 모델 대비 각각 29.00%, 1.54% 향상된 성능이다. 본 논문에서는 제안하는 구조를 이용하여, 발화의 감정 및 화행 분류가 End-to-End 방식으로 모델링 가능함을 보였다. 그리고, 두 분류 문제를 하나의 구조로 적절히 학습하기 위한 방법과 분류 문제에서의 범주 불균형 문제를 해결하기 위한 분류 방법을 제시하였다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2022년도 추계학술대회
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• pp.145-148
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• 2022

준지도학습 기반의 동영상 이상행동감지는 구하기 어려운 프레임 단위 레이블이 필요하지 않아 더 많은 동영상을 학습에 활용 가능한 장점이 있어 관련 연구가 활발히 진행되고 있다. 최근 제안된 기법들은 주로 UCF-Crime 이라는 실제 CCTV 동영상 데이터셋을 활용하고 있는데, 본 데이터셋은 학습 영상과 테스트 영상에서 이상행동 클래스 별 분포도가 균등하지 않다. 본 연구에서는 해당 불균형으로 인해 학습 모델이 특정 행동 클래스에 과적합될 수 있음을 보이며, 이러한 불균형을 해결하기 위해 Class-Balanced Multiple Instance Learning Loss 를 제안한다. 이를 통해 기존에 특정 클래스에 편중되었던 모델이 이상행동 종류에 좀 더 균등한 성능을 낼 수 있음을 보여준다. 특히 단순히 클래스별 정확도가 제로섬(zero sum)으로 증감하는 것이 아니라 전체적인 이상행동 판별 정확도 또한 향상됨을 실험 결과를 통해 확인할 수 있다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.550-552
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• 2022

최근 사물인터넷(IoT) 기기가 활성화됨에 따라 웨어러블 장치 환경에서 장기간 모니터링 및 수집이 가능해짐에 따라 생체 신호 처리 및 ECG 분석 연구가 활성화되고 있다. 그러나, ECG 데이터는 부정맥 비트의 불규칙적인 발생으로 인한 클래스 불균형 문제와 근육의 떨림 및 신호의 미약등과 같은 잡음으로 인해 낮은 신호 품질이 발생할 수 있으며 훈련용 공개데이터 세트가 작다는 특징을 갖는다. 이 논문에서는 ECG 1D 신호를 2D 스펙트로그램 이미지로 변환하여 잡음의 영향을 최소화하고 전이학습과 메타학습의 장점을 결합하여 클래스 불균형 문제와 소수의 데이터에서도 빠른 학습이 가능하다는 특징을 갖는다. 따라서, 이 논문에서는 ECG 스펙트럼 이미지를 사용하여 2D-CNN 메타-전이 학습 기반 부정맥 분류 기법을 제안한다.