사람의 얼굴 표정을 실제 환경에서 인식하는 데에는 여러 가지 난이한 점이 존재한다. 그래서 학습에 사용된 데이터베이스와 실험 데이터가 여러 가지 조건이 비슷할 때에만 그 성능이 높게 나온다. 이러한 문제점을 해결하려면 수많은 얼굴 표정 데이터가 필요하다. 본 논문에서는 능동준지도 학습을 통해 다양한 조건의 얼굴 표정 데이터를 쉽게 모으고 보다 빠르게 성능을 확보할 수 있는 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 딥러닝 네트워크와 능동 학습 (Active Learning)을 통해 초기 모델을 학습하고, 이후로는 준지도 학습(Semi-Supervised Learning)을 통해 라벨이 없는 추가 데이터를 확보하며, 성능이 확보될 때까지 이러한 과정을 반복한다. 위와 같은 능동준지도 학습(Active Semi-Supervised Learning)을 통해서 보다 적은 노동력으로 다양한 환경에 적합한 데이터를 확보하여 성능을 확보할 수 있다.
Support vector machine (SVM) active learning plays a key role in the interactive content-based image retrieval (CBIR) community. However, the regular SVM active learning is challenged by what we call "the small example problem" and "the asymmetric distribution problem." This paper attempts to integrate the merits of semi-supervised learning, ensemble learning, and active learning into the interactive CBIR. Concretely, unlabeled images are exploited to facilitate boosting by helping augment the diversity among base SVM classifiers, and then the learned ensemble model is used to identify the most informative images for active learning. In particular, a bias-weighting mechanism is developed to guide the ensemble model to pay more attention on positive images than negative images. Experiments on 5000 Corel images show that the proposed method yields better retrieval performance by an amount of 0.16 in mean average precision compared to regular SVM active learning, which is more effective than some existing improved variants of SVM active learning.
A mid-story isolation system was proposed for seismic response reduction of high-rise buildings and presented good control performance. Control performance of a mid-story isolation system was enhanced by introducing semi-active control devices into isolation systems. Seismic response reduction capacity of a semi-active mid-story isolation system mainly depends on effect of control algorithm. AI(Artificial Intelligence)-based control algorithm was developed for control of a semi-active mid-story isolation system in this study. For this research, an practical structure of Shiodome Sumitomo building in Japan which has a mid-story isolation system was used as an example structure. An MR (magnetorheological) damper was used to make a semi-active mid-story isolation system in example model. In numerical simulation, seismic response prediction model was generated by one of supervised learning model, i.e. an RNN (Recurrent Neural Network). Deep Q-network (DQN) out of reinforcement learning algorithms was employed to develop control algorithm The numerical simulation results presented that the DQN algorithm can effectively control a semi-active mid-story isolation system resulting in successful reduction of seismic responses.
With miniaturization of semiconductor, the manufacturing process become more complex, and undetected small changes in the state of the equipment have unexpectedly changed the process results. Fault detection classification (FDC) system that conducts more active data analysis is feasible to achieve more precise manufacturing process control with advanced machine learning method. However, applying machine learning, especially in supervised learning criteria, requires an arduous data labeling process for the construction of machine learning data. In this paper, we propose a semi-supervised learning to minimize the data labeling work for the data preprocessing. We employed equipment status variable identification (SVID) data and optical emission spectroscopy data (OES) in silicon etch with SF6/O2/Ar gas mixture, and the result shows as high as 95.2% of labeling accuracy with the suggested semi-supervised learning algorithm.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제14권12호
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pp.4776-4794
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2020
We propose a rapid adaptive learning framework for streaming object detection, called EER-ASSL. The method combines the expected error reduction (EER) dependent rollback learning and the active semi-supervised learning (ASSL) for a rapid adaptive CNN detector. Most CNN object detectors are built on the assumption of static data distribution. However, images are often noisy and biased, and the data distribution is imbalanced in a real world environment. The proposed method consists of collaborative sampling and EER-ASSL. The EER-ASSL utilizes the active learning (AL) and rollback based semi-supervised learning (SSL). The AL allows us to select more informative and representative samples measuring uncertainty and diversity. The SSL divides the selected streaming image samples into the bins and each bin repeatedly transfers the discriminative knowledge of the EER and CNN models to the next bin until convergence and incorporation with the EER rollback learning algorithm is achieved. The EER models provide a rapid short-term myopic adaptation and the CNN models an incremental long-term performance improvement. EER-ASSL can overcome noisy and biased labels in varying data distribution. Extensive experiments shows that EER-ASSL obtained 70.9 mAP compared to state-of-the-art technology such as Faster RCNN, SSD300, and YOLOv2.
본 논문에서는 준감독 학습 알고리즘(Semi-Supervised Learning Algorithm)의 학습데이터에 필요한 소수의 레이블 데이터를 능동적으로 선택하기 위한 무감독경쟁학습 알고리즘인 VCNN(Vector Centroid Neural Network)을 제안한다. 준감독 학습 알고리즘에서 레이블 데이터의 선택은 학습 결과 큰 영향을 미치고, 레이블 데이터를 선택하는데 있어 많은 비용과 전문적인 지식이 필요하다. 본 논문에서 능동적이고 효율적인 레이블 데이터 선택을 검증하기 위하여 UCI database 와 caltech dataset 을 이용하여 실험한 결과, 기존의 레이블 데이터 선택 방법과 비교하여 안정된 분류 결과와 최소의 오차율을 나타냈다.
클래스라벨에 대한 정보를 가진 데이터가 매우 적을 때 클래스라벨 정보가 없는 데이터로부터의 정보를 학습에 활용하는 반감독학습(semi-supervised learning) 방법들 중에서 데이터 샘플들 간의 유사도를 나타내는 그래프를 이용하는 방법이 잘 알려져 있다. 본 논문에서는 그래프 기반 반감독 학습에서 배치 모드 능동적 학습을 위한 방법을 제안하고 실제 데이터를 이용한 실험결과를 통해 제안된 방법의 성능을 입증한다.
최근 많은 이미지 데이터 셋들은 일반적인 특성을 추출하기 위한 다양한 데이터 클래스와 특징을 가지고 있다. 하지만 이러한 다양한 데이터 클래스와 특징으로 인해 해당 데이터 셋으로 훈련된 물체 검출 딥러닝 모델은 데이터 특성이 다른 환경에서 좋은 성능을 내지 못하는 단점을 보인다. 이 논문에서는 하위 카테고리 기반 물체 검출 방법과 오픈셋 물체 검출 방법을 이용하여 이를 극복하고, 강인한 물체 검출 딥러닝 모델을 훈련하기 위해 능동 준지도 학습 (Active Semi-Supervised Learning)을 이용한 다중 분기 트리 구조를 제안한다. 우리는 이 구조를 이용함으로써 데이터 특성이 다른 환경에서 적응할 수 있는 모델을 가질 수 있고, 나아가 이 모델을 이용하여 이전의 모델보다 높은 성능을 확보 할 수 있다.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제13권2호
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pp.751-770
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2019
Action recognition is an essential task in computer vision due to the variety of prospective applications, such as security surveillance, machine learning, and human-computer interaction. The availability of more video data than ever before and the lofty performance of deep convolutional neural networks also make it essential for action recognition in video. Unfortunately, limited crafted video features and the scarcity of benchmark datasets make it challenging to address the multi-person action recognition task in video data. In this work, we propose a deep convolutional neural network-based Effective Hybrid Learning (EHL) framework for two-person interaction classification in video data. Our approach exploits a pre-trained network model (the VGG16 from the University of Oxford Visual Geometry Group) and extends the Faster R-CNN (region-based convolutional neural network a state-of-the-art detector for image classification). We broaden a semi-supervised learning method combined with an active learning method to improve overall performance. Numerous types of two-person interactions exist in the real world, which makes this a challenging task. In our experiment, we consider a limited number of actions, such as hugging, fighting, linking arms, talking, and kidnapping in two environment such simple and complex. We show that our trained model with an active semi-supervised learning architecture gradually improves the performance. In a simple environment using an Intelligent Technology Laboratory (ITLab) dataset from Inha University, performance increased to 95.6% accuracy, and in a complex environment, performance reached 81% accuracy. Our method reduces data-labeling time, compared to supervised learning methods, for the ITLab dataset. We also conduct extensive experiment on Human Action Recognition benchmarks such as UT-Interaction dataset, HMDB51 dataset and obtain better performance than state-of-the-art approaches.
광학 위성영상은 레이더 영상에 비해 시각적으로 친숙한 영상을 제공한다. 하지만해빙종류에 대한 구분은 분광학적으로 쉽지 않아 기존 기계학습에서 주로 사용하는 분광정보를 이용한 분류기법을 이용했을 경우 광학영상에서 해빙종류의 구분은 매우 어렵다. 본 연구에서는 분광정보 기반의 분류모델이 아닌 딥러닝 기반 분류기법인 semantic segmentation을 이용하여 계층적, 공간적 패턴을 학습하여 해빙종류 분류를 수행하였다. 또한 주기적으로 획득되는 광학위성자료에 비해 감독분류에서 매우 중요한 양질의 레이블 자료는 수집하는데 있어 높은 시간 및 노동 비용이 소모된다. 본 연구에서는 부족한 레이블 자료로 인해 어려운 다중영상에 대한 감독분류 문제를 준지도학습과 능동학습의 결합을 통해 해결을 시도 하였다. 이를 통해 레이블 되지 않은 새로운 영상자료로부터 추가적인 레이블을 스스로 학습하여 분류모델을 강화할 수 있었으며, 이는 향후 광학영상 기반의 운영 가능한 해빙종류 산출물 개발에도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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