• 제목/요약/키워드: Bias Training

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A study of glass and carbon fibers in FRAC utilizing machine learning approach

  • Ankita Upadhya;M. S. Thakur;Nitisha Sharma;Fadi H. Almohammed;Parveen Sihag
    • Advances in materials Research
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    • 제13권1호
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    • pp.63-86
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    • 2024
  • Asphalt concrete (AC), is a mixture of bitumen and aggregates, which is very sensitive in the design of flexible pavement. In this study, the Marshall stability of the glass and carbon fiber bituminous concrete was predicted by using Artificial Neural Network (ANN), Support Vector Machine (SVM), Random Forest (RF), and M5P Tree machine learning algorithms. To predict the Marshall stability, nine inputs parameters i.e., Bitumen, Glass and Carbon fibers mixed in 100:0, 75:25, 50:50, 25:75, 0:100 percentage (designated as 100GF:0CF, 75GF:25CF, 50GF:50 CF, 25GF:75CF, 0GF:100CF), Bitumen grade (VG), Fiber length (FL), and Fiber diameter (FD) were utilized from the experimental and literary data. Seven statistical indices i.e., coefficient of correlation (CC), mean absolute error (MAE), root mean squared error (RMSE), relative absolute error (RAE), root relative squared error (RRSE), Scattering index (SI), and BIAS were applied to assess the effectiveness of the developed models. According to the performance evaluation results, Artificial neural network (ANN) was outperforming among other models with CC values as 0.9147 and 0.8648, MAE values as 1.3757 and 1.978, RMSE values as 1.843 and 2.6951, RAE values as 39.88 and 49.31, RRSE values as 40.62 and 50.50, SI values as 0.1379 and 0.2027 and BIAS value as -0.1 290 and -0.2357 in training and testing stage respectively. The Taylor diagram (testing stage) also confirmed that the ANN-based model outperforms the other models. Results of sensitivity analysis showed that the fiber length is the most influential in all nine input parameters whereas the fiber combination of 25GF:75CF was the most effective among all the fiber mixes in Marshall stability.

다층퍼셉트론 기법을 이용한 ECMWF 예측자료의 강수예측 정확도 향상 (Improvement of precipitation forecasting skill of ECMWF data using multi-layer perceptron technique)

  • 이승수;김가영;윤순조;안현욱
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제52권7호
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    • pp.475-482
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    • 2019
  • 2주에서 2개월까지 선행기간을 가지는 계절내-계절(Subseasonal-to-Seasonal, S2S) 예측결과는 산업전반에 걸쳐 다양한 분야에 활용이 가능할 것으로 기대되고 있으나, 일기예보나 중장기 예보대비 낮은 예측성으로 인하여 현재까지 활용성이 매우 낮은 실정이다. 본 연구에서는 기계학습 기법중 비선형회귀 분야에서 좋은 결과를 보여주는 다층퍼셉트론 기법을 이용하여 S2S 예측자료의 후처리를 통한 국내 영역에서의 강수예측성 향상에 관한 연구를 수행하였다. 후처리 모형의 학습을 위한 입력자료로는 ECMWF의 S2S 과거예측(Hindcast) 정보를 이용하였으며 양분예보기법에 기반하여 학습된 다층퍼셉트론 모델을 이용한 후처리 결과와의 비교 분석이 수행되었다. 비교분석 결과 편차도(Bias score)는 평균 59.7% 감소하였고, 정확도(Accuracy)는 124.3% 증가하였으며, 임계성공지수(Critical Success Index)는 88.5% 향상된 것으로 분석되었다. 탐지확률(Probability of detection)의 경우 원자료 대비 평균 9.5% 감소하였으나 이는 ECMWF의 예측모델이 강수의 발생일을 과도하게 예측하였기 때문인 것으로 분석되었다. 본 연구 수행 결과 비록 ECMWF의 S2S 예측자료의 예측성이 낮더라도 후처리를 통해 예측성을 향상 시킬 수 있음을 확인하였으며, 본 연구 결과는 향후 수자원과 농업 분야에서 S2S 자료의 활용성을 높이는데 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

A Comparative Study on Data Augmentation Using Generative Models for Robust Solar Irradiance Prediction

  • Jinyeong Oh;Jimin Lee;Daesungjin Kim;Bo-Young Kim;Jihoon Moon
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권11호
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    • pp.29-42
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    • 2023
  • 본 논문은 서울, 부산, 인천과 같은 대한민국의 주요 도시들을 대상으로 일사량 예측 정확도를 향상하기 위한 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 먼저 GAN, CTGAN, Copula GAN, WGANGP, TVAE 등 다섯 가지 생성 모델을 이용하여 기존 학습 데이터와 유사한 독립 변수들을 생성한다. 다음으로 모델 학습에서의 데이터 편향성을 개선하고자, 생성한 독립 변수들에서 각각 랜덤 포레스트와 심층 신경망을 통해 종속 변숫값을 도출하여 학습 데이터 셋을 구축하고, 이를 기존 학습데이터 셋과 결합하여 예측 모델을 구성한다. 실험 결과, 증강된 데이터 셋으로 학습한 모델들은 기존 데이터 셋으로 학습한 모델들보다 향상된 성능을 나타내었다. 특히 CTGAN은 복잡한 다변량 데이터 관계를 효과적으로 다루는 메커니즘으로 인해 우수한 결과를 도출하였으며, 생성된 데이터는 일사량의 다양한 변화와 실제 변동성과 효과적으로 반영하였다. 제안한 방법론은 고품질의 생성 데이터로 학습 데이터를 증강함으로써, 데이터 부족 현상 문제를 다룰 수 있을 뿐만 아니라 지속 가능한 발전을 위한 태양광 발전 시스템 운영에도 이바지할 수 있을 것으로 기대한다.

A method using artificial neural networks to morphologically assess mouse blastocyst quality

  • Matos, Felipe Delestro;Rocha, Jose Celso;Nogueira, Marcelo Fabio Gouveia
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제56권4호
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    • pp.15.1-15.10
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    • 2014
  • Background: Morphologically classifying embryos is important for numerous laboratory techniques, which range from basic methods to methods for assisted reproduction. However, the standard method currently used for classification is subjective and depends on an embryologist's prior training. Thus, our work was aimed at developing software to classify morphological quality for blastocysts based on digital images. Methods: The developed methodology is suitable for the assistance of the embryologist on the task of analyzing blastocysts. The software uses artificial neural network techniques as a machine learning technique. These networks analyze both visual variables extracted from an image and biological features for an embryo. Results: After the training process the final accuracy of the system using this method was 95%. To aid the end-users in operating this system, we developed a graphical user interface that can be used to produce a quality assessment based on a previously trained artificial neural network. Conclusions: This process has a high potential for applicability because it can be adapted to additional species with greater economic appeal (human beings and cattle). Based on an objective assessment (without personal bias from the embryologist) and with high reproducibility between samples or different clinics and laboratories, this method will facilitate such classification in the future as an alternative practice for assessing embryo morphologies.

정신의학, 이대로 좋은가?-신경과학 시대에서 정신의학의 영역 확대 방안 (Psychiatry, Is It Now Okay? - Enlarging the Boundary of Psychiatry in the Neuroscience Era)

  • 박종한;김남수
    • 생물정신의학
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    • 제8권1호
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    • pp.53-61
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    • 2001
  • 현재 국내 신경정신의학계가 당면하고 있는 학문과 진료 영역의 문제점들과 그 원인들을 살펴보고 정신과 의사들의 학문적인 성숙과 진료 영역의 확대를 위한 해결 방안을 모색해 보았다. 진료 영역이 축소된 이유로 의료계 내부에서는 최근에 이루어진 신경과학의 눈부신 발전, 신경정신과에서 신경과와 정신과로의 분리, 의료 제도의 변화, 정신과 의사들의 안이한 대처, 정신의학 교육의 왜곡 등을 생각할 수 있다. 의료계 외부의 조건들로는 정신의학과 정신과에 대한 사회적 편견, 의료에 대한 외부의 규제를 들 수 있다. 정신의학의 영역을 확대하기 위해서는 의과대학생 교육, 전공의 수련 과정, 전문의 연수 교육, 정신의학 교과서의 편찬 등을 통한 정신의학 교육의 개편 강화, 신경정신의학의 정체성 재확립, 그리고 신경과학과 신경학 교육의 강화 등을 적극적으로 추진해야 할 것이다. 아울러 정신과 의사들의 활동 분야를 확대하고 행동과학을 임상 진료 과목으로 개발하며 정신의학과 유관한 제 3 의 전문 진료 과목을 창출하고 정신과 의사의 기본적인 술기에 일차 진료 의사의 역할을 추가하는 방안들도 고려해 볼 필요가 있다.

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임신 및 출산 여성의 요실금 및 대변실금 예방을 위한 케겔운동의 효과: 체계적 문헌 고찰 (Effect of Kegel Exercise to Prevent Urinary and Fecal Incontinence in Antenatal and Postnatal Women: Systematic Review)

  • 박성희;강창범;장선영;김보연
    • 대한간호학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.420-430
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    • 2013
  • Purpose: The aim of this study was to review the literature to determine whether intensive pelvic floor muscle training during pregnancy and after delivery could prevent urinary and fecal incontinence. Methods: Randomized controlled trials (RCT) of low-risk obstetric populations who had done Kegel exercise during pregnancy and after delivery met the inclusion criteria. Articles published between 1966 and 2012 from periodicals indexed in Ovid Medline, Embase, Scopus, KoreaMed, NDSL and other databases were selected, using the following keywords: 'Kegel, pelvic floor exercise'. The Cochrane's Risk of Bias was applied to assess the internal validity of the RCT. Fourteen selected studies were analyzed by meta-analysis using RevMan 5.1. Results: Fourteen RCTs with high methodological quality, involving 6,454 women were included. They indicated that Kegel exercise significantly reduced the development of urinary and fecal incontinence from pregnancy to postpartum. Also, there was low clinical heterogeneity. Conclusion: There is some evidence that for antenatal and postnatal women, Kegel exercise can prevent urinary and fecal incontinence. Therefore, a priority task is to develop standardized Kegel exercise programs for Korean pregnant and postpartum women and make efficient use of these programs.

다중센서 고해상도 위성영상의 딥러닝 기반 영상매칭을 위한 학습자료 구성에 관한 연구 (A Study on Training Dataset Configuration for Deep Learning Based Image Matching of Multi-sensor VHR Satellite Images)

  • 강원빈;정민영;김용일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_1호
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    • pp.1505-1514
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    • 2022
  • 영상정합은 다시기 및 다중센서 고해상도 위성영상을 효과적으로 활용하기 위해 필수적으로 선행되는 중요한 과정이다. 널리 각광받고 있는 딥러닝 기법은 위성영상에서 복잡하고 세밀한 특징을 추출하여 영상 간 빠르고 정확한 유사도 판별에 사용될 수 있음에도 불구하고, 학습자료의 양과 질이 결과에 영향을 미치는 딥러닝 모델의 한계와 고해상도 위성영상 기반 학습자료 구축의 어려움에 따라 고해상도 위성영상의 정합에는 제한적으로 적용되어 왔다. 이에 본 연구는 영상정합에서 가장 많은 시간을 소요하는 정합쌍 추출 과정에서 딥러닝 기반 기법의 적용성을 확인하기 위하여, 편향성이 존재하는 고해상도 위성영상 데이터베이스로부터 딥러닝 영상매칭 학습자료를 구축하고 학습자료의 구성이 정합쌍 추출 정확도에 미치는 영향을 분석하였다. 학습자료는 12장의 다시기 및 다중센서 고해상도 위성영상에 대하여 격자 기반의 Scale Invariant Feature Transform(SIFT) 알고리즘을 이용하여 추출한 영상쌍에 참과 거짓의 레이블(label)을 할당한 정합쌍과 오정합쌍의 집합으로 구축되도록 하였다. 구축된 학습자료로부터 정합쌍 추출을 위해 제안된 Siamese convolutional neural network (SCNN) 모델은 동일한 두 개의 합성곱 신경망 구조에 한 쌍을 이루는 두 영상을 하나씩 통과시킴으로써 학습을 진행하고 추출된 특징의 비교를 통해 유사도를 판별한다. 본 연구를 통해 고해상도 위성영상 데이터 베이스로부터 취득된 자료를 딥러닝 학습자료로 활용 가능하며 이종센서 영상을 적절히 조합하여 영상매칭 과정의 효율을 높일 수 있음을 확인하였다. 다중센서 고해상도 위성영상을 활용한 딥러닝 기반 영상매칭 기법은 안정적인 성능을 바탕으로 기존 수작업 기반의 특징 추출 방법을 대체하고, 나아가 통합적인 딥러닝 기반 영상정합 프레임워크로 발전될 것으로 기대한다.

지역 산업수요와 지역이동 : 전문고 졸업생의 첫 일자리를 중심으로 (Geographical Mobility of Vocational High School Graduates)

  • 김경년
    • 노동경제논집
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    • 제33권2호
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    • pp.53-89
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    • 2010
  • 취업 산업수요의 지역 범위 설정은 전문계고 교육과정 설계를 위한 선결요건이다. 시 도 교육청의 권한 구역을 기준으로 취업자의 약 38%가 지역 이동하여 첫 번째 직업을 가졌으며 상당수가 상업 계열을 졸업한 여성으로 제조업/전기 전자 직종에 취업하였다. 지역이동은 자격증과 같은 개인의 인적자본과 정(正)의 관계가 있었다. 지역이동의 임금효과는 기술수준이 높은 직업에 취업함으로써 얻은 간접효과보다는 지역이동의 직접효과였다. 성향점수 매칭 및 Rosenbaum(2002)의 민감도 분석을 활용한 결과는 지역이동의 유의미한 임금효과를 보였다.

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AWS 지점별 기상데이타를 이용한 진화적 회귀분석 기반의 단기 풍속 예보 보정 기법 (Evolutionary Nonlinear Regression Based Compensation Technique for Short-range Prediction of Wind Speed using Automatic Weather Station)

  • 현병용;이용희;서기성
    • 전기학회논문지
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    • 제64권1호
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    • pp.107-112
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    • 2015
  • This paper introduces an evolutionary nonlinear regression based compensation technique for the short-range prediction of wind speed using AWS(Automatic Weather Station) data. Development of an efficient MOS(Model Output Statistics) is necessary to correct systematic errors of the model, but a linear regression based MOS is hard to manage an irregular nature of weather prediction. In order to solve the problem, a nonlinear and symbolic regression method using GP(Genetic Programming) is suggested for a development of MOS wind forecast guidance. Also FCM(Fuzzy C-Means) clustering is adopted to mitigate bias of wind speed data. The purpose of this study is to evaluate the accuracy of the estimation by a GP based nonlinear MOS for 3 days prediction of wind speed in South Korean regions. This method is then compared to the UM model and has shown superior results. Data for 2007-2009, 2011 is used for training, and 2012 is used for testing.

KNN-Based Automatic Cropping for Improved Threat Object Recognition in X-Ray Security Images

  • Dumagpi, Joanna Kazzandra;Jung, Woo-Young;Jeong, Yong-Jin
    • 전기전자학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.1134-1139
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    • 2019
  • One of the most important applications of computer vision algorithms is the detection of threat objects in x-ray security images. However, in the practical setting, this task is complicated by two properties inherent to the dataset, namely, the problem of class imbalance and visual complexity. In our previous work, we resolved the class imbalance problem by using a GAN-based anomaly detection to balance out the bias induced by training a classification model on a non-practical dataset. In this paper, we propose a new method to alleviate the visual complexity problem by using a KNN-based automatic cropping algorithm to remove distracting and irrelevant information from the x-ray images. We use the cropped images as inputs to our current model. Empirical results show substantial improvement to our model, e.g. about 3% in the practical dataset, thus further outperforming previous approaches, which is very critical for security-based applications.