• 제목/요약/키워드: Attention LSTM

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Self-Attention을 적용한 문장 임베딩으로부터 이미지 생성 연구 (A Study on Image Generation from Sentence Embedding Applying Self-Attention)

  • 유경호;노주현;홍택은;김형주;김판구
    • 스마트미디어저널
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    • 제10권1호
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    • pp.63-69
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    • 2021
  • 사람이 어떤 문장을 보고 그 문장에 대해 이해하는 것은 문장 안에서 주요한 단어를 이미지로 연상시켜 그 문장에 대해 이해한다. 이러한 연상과정을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 것을 text-to-image라고 한다. 기존 딥 러닝 기반 text-to-image 모델은 Convolutional Neural Network(CNN)-Long Short Term Memory(LSTM), bi-directional LSTM을 사용하여 텍스트의 특징을 추출하고, GAN에 입력으로 하여 이미지를 생성한다. 기존 text-to-image 모델은 텍스트 특징 추출에서 기본적인 임베딩을 사용하였으며, 여러 모듈을 사용하여 이미지를 생성하므로 학습 시간이 오래 걸린다. 따라서 본 연구에서는 자연어 처리분야에서 성능 향상을 보인 어텐션 메커니즘(Attention Mechanism)을 문장 임베딩에 사용하여 특징을 추출하고, 추출된 특징을 GAN에 입력하여 이미지를 생성하는 방법을 제안한다. 실험 결과 기존 연구에서 사용되는 모델보다 inception score가 높았으며 육안으로 판단하였을 때 입력된 문장에서 특징을 잘 표현하는 이미지를 생성하였다. 또한, 긴 문장이 입력되었을 때에도 문장을 잘 표현하는 이미지를 생성하였다.

생성 AI기반 뉴스 감성 분석과 부동산 가격 예측: LSTM과 VAR모델의 적용 (Sentiment Analysis of News Based on Generative AI and Real Estate Price Prediction: Application of LSTM and VAR Models)

  • 김수아;권미주;김현희
    • 정보처리학회 논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.209-216
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    • 2024
  • 부동산 시장은 다양한 요인에 의해 가격이 결정되며 거시경제 변수뿐 만 아니라 뉴스 기사, SNS 등 다양한 텍스트 데이터의 영향을 받는다. 특히 뉴스 기사는 국민들이 느끼는 경제 심리를 반영하고 있으므로 부동산 매매 가격 예측에 있어 중요한 요인이다. 본 연구에서는 뉴스 기사를 감성 분석하여 그 결과를 뉴스 감성 지수로 점수화 한 후 부동산 가격 예측 모델에 적용하였다. 먼저 기사 본문을 요약 후 요약된 내용을 바탕으로 생성 AI를 활용하여 긍정, 부정, 중립으로 분류한 다음 총 점수를 산출하였고 이를 부동산 가격 예측 모델에 적용하였다. 부동산 가격 예측 모델로는 Multi-head attention LSTM 모델과 Vector Auto Regression 모델을 사용하였다. 제안하는 뉴스 감성 지수를 적용하지 않은 LSTM 예측 모델은 1개월, 2개월, 3개월 예측에서 각각 0.60, 0.872, 1.117의 Root Mean Square Error (RMSE)을 보였으며, 뉴스 감성 지수를 적용한 LSTM 예측 모델은 각각 0.40, 0.724, 1.03의 RMSE값을 나타낸다. 또한 뉴스 감성 지수를 적용하지 않은 Vector Auto Regression 예측 모델은 1개월, 2개월, 3개월 예측에서 각각 1.6484, 0.6254, 0.9220, 뉴스 감성 지수를 적용한 Vector Auto Regression 예측 모델은 각각 1.1315, 0.3413, 1.6227의 RMSE 값을 나타낸다. 앞선 아파트 매매가격지수 예측 모델을 통해 사회/경제적 동향을 반영한 부동산 시장 가격 변동을 예측할 수 있을 것으로 보인다.

도심 자율주행을 위한 어텐션-장단기 기억 신경망 기반 차선 변경 가능성 판단 알고리즘 개발 (Attention-LSTM based Lane Change Possibility Decision Algorithm for Urban Autonomous Driving)

  • 이희성;이경수
    • 자동차안전학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.65-70
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    • 2022
  • Lane change in urban environments is a challenge for both human-driving and automated driving due to their complexity and non-linearity. With the recent development of deep-learning, the use of the RNN network, which uses time series data, has become the mainstream in this field. Many researches using RNN show high accuracy in highway environments, but still do not for urban environments where the surrounding situation is complex and rapidly changing. Therefore, this paper proposes a lane change possibility decision network by adopting Attention layer, which is an SOTA in the field of seq2seq. By weighting each time step within a given time horizon, the context of the road situation is more human-like. A total 7D vectors of x, y distances and longitudinal relative speed of side front and rear vehicles, and longitudinal speed of ego vehicle were used as input. A total 5,614 expert data of 4,098 yield cases and 1,516 non-yield cases were used for training, and the performance of this network was tested through 1,817 data. Our network achieves 99.641% of test accuracy, which is about 4% higher than a network using only LSTM in an urban environment. Furthermore, it shows robust behavior to false-positive or true-negative objects.

DR-LSTM: Dimension reduction based deep learning approach to predict stock price

  • Ah-ram Lee;Jae Youn Ahn;Ji Eun Choi;Kyongwon Kim
    • Communications for Statistical Applications and Methods
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    • 제31권2호
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    • pp.213-234
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    • 2024
  • In recent decades, increasing research attention has been directed toward predicting the price of stocks in financial markets using deep learning methods. For instance, recurrent neural network (RNN) is known to be competitive for datasets with time-series data. Long short term memory (LSTM) further improves RNN by providing an alternative approach to the gradient loss problem. LSTM has its own advantage in predictive accuracy by retaining memory for a longer time. In this paper, we combine both supervised and unsupervised dimension reduction methods with LSTM to enhance the forecasting performance and refer to this as a dimension reduction based LSTM (DR-LSTM) approach. For a supervised dimension reduction method, we use methods such as sliced inverse regression (SIR), sparse SIR, and kernel SIR. Furthermore, principal component analysis (PCA), sparse PCA, and kernel PCA are used as unsupervised dimension reduction methods. Using datasets of real stock market index (S&P 500, STOXX Europe 600, and KOSPI), we present a comparative study on predictive accuracy between six DR-LSTM methods and time series modeling.

Error Correction for Korean Speech Recognition using a LSTM-based Sequence-to-Sequence Model

  • Jin, Hye-won;Lee, A-Hyeon;Chae, Ye-Jin;Park, Su-Hyun;Kang, Yu-Jin;Lee, Soowon
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제26권10호
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    • pp.1-7
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    • 2021
  • 현재 대부분의 음성인식 오류 교정에 관한 연구는 영어를 기준으로 연구되어 한국어 음성인식에 대한 연구는 미비한 실정이다. 하지만 영어 음성인식에 비해 한국어 음성인식은 한국어의 언어적인 특성으로 인해 된소리, 연음 등의 발음이 있어, 비교적 많은 오류를 보이므로 한국어 음성인식에 대한 연구가 필요하다. 또한, 기존의 한국어 음성인식 연구는 주로 편집 거리 알고리즘과 음절 복원 규칙을 사용하기 때문에, 된소리와 연음의 오류 유형을 교정하기 어렵다. 본 연구에서는 된소리, 연음 등 발음으로 인한 한국어 음성인식 오류를 교정하기 위하여 LSTM을 기반으로 한 인공 신경망 모델 Sequence-to-Sequence와 Bahdanau Attention을 결합하는 문맥 기반 음성인식 후처리 모델을 제안한다. 실험 결과, 해당 모델을 사용함으로써 음성인식 성능은 된소리의 경우 64%에서 77%, 연음의 경우 74%에서 90%, 평균 69%에서 84%로 인식률이 향상되었다. 이를 바탕으로 음성인식을 기반으로 한 실제 응용 프로그램에도 본 연구에서 제안한 모델을 적용할 수 있다고 사료된다.

MAGRU: Multi-layer Attention with GRU for Logistics Warehousing Demand Prediction

  • Ran Tian;Bo Wang;Chu Wang
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권3호
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    • pp.528-550
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    • 2024
  • Warehousing demand prediction is an essential part of the supply chain, providing a fundamental basis for product manufacturing, replenishment, warehouse planning, etc. Existing forecasting methods cannot produce accurate forecasts since warehouse demand is affected by external factors such as holidays and seasons. Some aspects, such as consumer psychology and producer reputation, are challenging to quantify. The data can fluctuate widely or do not show obvious trend cycles. We introduce a new model for warehouse demand prediction called MAGRU, which stands for Multi-layer Attention with GRU. In the model, firstly, we perform the embedding operation on the input sequence to quantify the external influences; after that, we implement an encoder using GRU and the attention mechanism. The hidden state of GRU captures essential time series. In the decoder, we use attention again to select the key hidden states among all-time slices as the data to be fed into the GRU network. Experimental results show that this model has higher accuracy than RNN, LSTM, GRU, Prophet, XGboost, and DARNN. Using mean absolute error (MAE) and symmetric mean absolute percentage error(SMAPE) to evaluate the experimental results, MAGRU's MAE, RMSE, and SMAPE decreased by 7.65%, 10.03%, and 8.87% over GRU-LSTM, the current best model for solving this type of problem.

BCI에서 EEG 기반 효율적인 감정 분류를 위한 LSTM 하이퍼파라미터 최적화 (LSTM Hyperparameter Optimization for an EEG-Based Efficient Emotion Classification in BCI)

  • ;;임창균
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1171-1180
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    • 2019
  • 감정은 인간의 상호 작용에서 중요한 역할을 하는 심리 생리학적 과정이다. 감성 컴퓨팅은 감정을 이해하고 조절할 수 있는 인간 인지 인공 지능의 개발하는데 중점을 둔다. 우울증, 자폐증, 주의력 결핍 과잉 행동 장애 및 게임 중독과 같은 정신 질환이 감정과 관련되어 있기 때문에 이러한 분야의 연구가 중요하다. 감정 인식에 대한 노력에도 불구하고, 비정상적인 EEG 신호로부터의 감정 검출은 여전히 높은 수준의 추상화를 요구하기에 정교한 학습 알고리즘이 필요하다. 이 논문에서는 EEG 기반으로 효율적인 감정 분류를 위해 LSTM을 위한 최적의 하이퍼파라미터를 파악하고자 다양한 실험을 수행하여 이를 분석한 결과를 제시하였다.

LSTM 모델을 이용한 농산물 가격 예측에 관한 연구 (Prediction of Agricultural Prices Using LSTM)

  • 유동완;박종범
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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    • pp.710-712
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    • 2022
  • 농산물은 일상 소비의 필수품으로서 도소매 시장의 많은 부분을 차지하며, 농산물의 소비와 가격은 농산물의 수급, 소비자 지출, 농업 가계소득에 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 LSTM을 이용해 농산물 거래, 기상관측, 관세청 품목별 수출입 실적, 신선식품 지수 데이터를 사용해 단위가격 예측에 관한 연구를 수행하였다. 농산물의 수급관리와 도소매 시장에서의 적정한 가격을 연구하기 위해 채소가격 안정제 대상 품목 중 소비자물가지수 가중치가 높은 마늘, 배추, 양파를 대상으로 단위가격을 예측한다.

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Multi-layered attentional peephole convolutional LSTM for abstractive text summarization

  • Rahman, Md. Motiur;Siddiqui, Fazlul Hasan
    • ETRI Journal
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    • 제43권2호
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    • pp.288-298
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    • 2021
  • Abstractive text summarization is a process of making a summary of a given text by paraphrasing the facts of the text while keeping the meaning intact. The manmade summary generation process is laborious and time-consuming. We present here a summary generation model that is based on multilayered attentional peephole convolutional long short-term memory (MAPCoL; LSTM) in order to extract abstractive summaries of large text in an automated manner. We added the concept of attention in a peephole convolutional LSTM to improve the overall quality of a summary by giving weights to important parts of the source text during training. We evaluated the performance with regard to semantic coherence of our MAPCoL model over a popular dataset named CNN/Daily Mail, and found that MAPCoL outperformed other traditional LSTM-based models. We found improvements in the performance of MAPCoL in different internal settings when compared to state-of-the-art models of abstractive text summarization.

인공지능을 이용한 국악 멜로디 생성기에 관한 연구 (Korean Traditional Music Melody Generator using Artificial Intelligence)

  • 배준
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제25권7호
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    • pp.869-876
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    • 2021
  • 음악 분야에서는 최근 머신러닝을 이용한 다양한 인공지능 작곡 방법이 시도되고 있다. 하지만 이 연구는 대부분 서양음악을 중심으로 이루어져왔고 국악에 관한 연구는 거의 이루어지지 않았다. 특히 연구를 위한 데이터 세트조차 만들어지지 않은 상태여서 연구에 어려움이 많았다. 이에 해당 논문에서는 국악의 데이터 세트를 만들고 그 데이터 세트를 기반으로 하여 세 가지 알고리즘을 이용하여 국악 멜로디를 생성하고 그 결과물을 비교하여 보기로 한다. 언어와 음악의 유사성에 기반한 LSTM, Music Transformer 그리고 Self Attention 3가지 모델들이 선택되었다. 각 3가지 모델을 이용하여 국악 멜로디 생성기를 모델링하고 학습시켜 국악 멜로디를 생성해 내었다. 사용자 평가 결과 Self Attention 방식이 LSTM 방식과 Music transformer 방식에 비해 높은 선호도를 보였다. 데이터 표현 및 훈련데이터는 인공지능 작곡에 있어 매우 중요하다. 이를 위한 기초적인 국악 데이터 세트를 만들고 다양한 알고리즘으로 인공지능 작곡을 시도하였고 이것이 향후 국악 인공지능 작곡의 연구에 도움이 될 수 있을 것으로 기대한다.