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치매 환자를 위한 딥러닝 기반 이상 행동 탐지 시스템 (Deep Learning-based Abnormal Behavior Detection System for Dementia Patients)

  • 김국진;이승진;김성중;김재근;신동일;신동규
    • 인터넷정보학회논문지
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    • 제21권3호
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    • pp.133-144
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    • 2020
  • 고령화로 인해 증가하는 노인 비율만큼이나 치매를 앓는 노인 수 또한 빠르게 늘고 있는데 이는 사회적, 경제적 부담을 발생시킨다. 특히, 간병인의 근무 시간 손실 및 간호 부담으로 인한 의료 비용 증가와 같은 간접비용을 포함하는 치매 관리 비용은 수년에 걸쳐 기하급수적으로 증가하고 있다. 이러한 비용을 줄이기 위해 치매 환자를 돌보기 위한 관리 시스템 도입이 시급하다. 따라서 본 연구는 항상 치매 환자를 돌볼 수 없는 환경이나 독거노인을 관리하기 위한 센서 기반 이상 행동 탐지 시스템을 제안한다. 기존 연구들은 단지 행동을 인지하거나 정상 행동 여부를 평가하는 정도였고 센서로부터 받은 데이터가 아닌 이미지를 처리하여 행동을 인지한 연구도 있었다. 본 연구에서는 실데이터 수집에 한계가 있음을 인지하여 비지도 학습 모델인 오토인코더와 지도 학습 모델인 장·단기 기억 모형을 동시에 사용했다. 비지도 학습 모델인 오토인코더는 정상 행동 데이터를 학습하여 정상적인 행동에 대한 패턴을 학습시켰고 장·단기 기억 모형은 센서로 인지 가능한 행동을 학습시켜 분류를 좀 더 세분화했다. 테스트 결과 각각의 모델은 약 96%, 98% 이상의 정확도를 도출하였고 오토인코더의 이상치가 3% 이상을 갖는 경우 장·단기 기억 모형을 통과하도록 설계했다. 이 시스템을 통해 혼자 사는 노인이나 치매 환자를 효율적으로 관리할 수 있으며 돌보기 위한 비용 또한 절감할 수 있을 것으로 전망된다.

SVM을 이용한 SNMP MIB에서의 트래픽 폭주 공격 탐지 (Traffic Flooding Attack Detection on SNMP MIB Using SVM)

  • 유재학;박준상;이한성;김명섭;박대희
    • 정보처리학회논문지C
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    • 제15C권5호
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    • pp.351-358
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    • 2008
  • DoS/DDoS로 대표되는 트래픽 폭주 공격은 대상 시스템뿐만 아니라 네트워크 대역폭 및 프로세서 처리능력, 시스템 자원 등을 고갈시킴으로써 네트워크에 심각한 장애를 유발하기 때문에, 신속한 트래픽 폭주 공격의 탐지는 안정적인 서비스의 제공 및 시스템의 운영에 필수요건이다. 전통적인 패킷 수집을 통한 DoS/DDoS의 탐지방법은 공격에 대한 상세한 분석은 가능하나 설치의 확장성 부족, 고가의 고성능 분석시스템의 요구, 신속한 탐지를 보장하지 못하는 문제점을 갖고 있다. 본 논문에서는 MIB 정보 갱신 시점 단위로 수집된 SNMP MIB 객체 정보를 바탕으로 Support Vector Data Description(SVDD)을 이용하여 보다 빠르고 정확한 침입탐지와 쉬운 확장성, 저비용탐지 및 정확한 공격유형별 분류를 가능케 하는 새로운 시스템을 설계 및 구현하였다. 실험을 통하여 만족스러운 침입 탐지율과 안전한 False Negative Rate(FNR), 공격유형별 분류율 수치 등을 확인함으로써 제안된 시스템의 성능을 검증하였다.

영상 폐색영역 검출 및 해결을 위한 딥러닝 알고리즘 적용 가능성 연구 (A Study on the Applicability of Deep Learning Algorithm for Detection and Resolving of Occlusion Area)

  • 배경호;박홍기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제20권11호
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    • pp.305-313
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    • 2019
  • 최근 드론을 이용한 공간정보 구축이 활성화되면서 공간정보 산업발전에 많은 기여를 하고 있다. 하지만 드론 공간정보는 카메라의 중심투영에 의한 발생하는 폐색영역 뿐 아니라 가로수, 보행자, 현수막과 같은 적치물에 의한 폐색 영역이 필연적으로 발생한다. 이러한 폐색영역을 효율적으로 해결하기 위한 다양한 방안이 연구되고 있다. 본 연구에서는 폐색영역 해결을 위해 원초적인 재촬영이 아닌 딥러닝 알고리즘을 적용하기 위한 다양한 알고리즘별 조사 및 비교 연구를 수행하였다. 그 결과, 객체 검출 알고리즘인 HOG부터 기계학습 방법인 SVM, 딥러닝 방식인 DNN, CNN, RNN까지 다양한 모델들이 개발 및 적용되고 있으며, 이 중 영상의 분류, 검출에 가장 보편적이고 효율적인 알고리즘은 CNN 기법임을 확인하였다. 향후 AI 기반의 자동 객체 탐지와 분류는 공간정보 분야에서 각광받는 최신 과학기술이다. 이를 위해 다양한 알고리즘에 대한 검토와 적용은 중요하다. 따라서, 본 연구에서 제시하는 알고리즘별 적용 가능성은 자동으로 드론 영상의 폐색영역을 탐지하고 해결할 수 있어 공간정보 구축의 시간, 비용, 인력에 대한 효율성 향상에 기여할 것으로 판단된다.

주식 시장 예측을 위한 π-퍼지 논리와 SVM의 최적 결합 (An Optimized Combination of π-fuzzy Logic and Support Vector Machine for Stock Market Prediction)

  • 다오두안훙;안현철
    • 지능정보연구
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    • 제20권4호
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    • pp.43-58
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    • 2014
  • 최근 정보기술의 발전으로 복잡하고 방대한 양의 주가 데이터에 대한 실시간 분석이 가능해지면서 인공지능 기법을 활용해 주식 시장의 등락을 예측하고, 이를 기반으로 매매 거래를 수행하는 트레이딩 시스템에 대한 세간의 관심이 높아지고 있다. 본 연구는 이러한 트레이딩 시스템의 시장 예측 알고리즘으로 활용될 수 있는 새로운 주식 시장 등락 예측 모형을 제시한다. 본 연구의 제안 모형은 ${\pi}$-퍼지 논리를 이용해 모든 입력변수의 차원을 low, medium, high로 퍼지변환한 입력값을 대상으로 Support Vector Machine(SVM)을 적용하여 익일 시장의 등락을 예측하도록 설계되었다. 그런데 이 경우 입력변수의 수가 3배로 늘어나기 때문에, 적절한 입력변수의 선택이 요구된다. 이에 본 연구에서는 유전자 알고리즘을 활용하여 입력변수 선택 집합을 최적화하도록 하였으며, 동시에 ${\pi}$-퍼지 논리 및 SVM에 적용되는 조절 파라미터들의 값도 함께 최적화 하도록 하였다. 모형의 성능을 검증하기 위해, 본 연구에서는 지난 2004년부터 2013년까지의 10년치 국내 주식시장 데이터를 기반으로 한 KOSPI 200 지수의 등락 예측에 제안모형을 적용해 보았다. 이 때, 비교모형으로 로지스틱 회귀모형, 다중판별분석, 의사결정나무, 인공신경망, SVM, 퍼지SVM 등도 함께 적용시켜 성과를 정밀하게 검증해 보고자 하였다. 그 결과, 제안모형이 예측 정확도는 물론 투자수익률(Return on Investment) 측면에서도 다른 모든 비교모형들에 비해 월등히 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

비지도학습 오토 엔코더를 활용한 네트워크 이상 검출 기술 (Network Anomaly Detection Technologies Using Unsupervised Learning AutoEncoders)

  • 강구홍
    • 정보보호학회논문지
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    • 제30권4호
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    • pp.617-629
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    • 2020
  • 인터넷 컴퓨팅 환경의 변화, 새로운 서비스 출현, 그리고 지능화되어 가는 해커들의 다양한 공격으로 인한 규칙 기반 침입탐지시스템의 한계점을 극복하기 위해 기계학습 및 딥러닝 기술을 활용한 네트워크 이상 검출(NAD: Network Anomaly Detection)에 대한 관심이 집중되고 있다. NAD를 위한 대부분의 기존 기계학습 및 딥러닝 기술은 '정상'과 '공격'으로 레이블링된 훈련용 데이터 셋을 학습하는 지도학습 방법을 사용한다. 본 논문에서는 공격의 징후가 없는 일상의 네트워크에서 수집할 수 있는 레이블링이 필요 없는 데이터 셋을 이용하는 비지도학습 오토 엔코더(AE: AutoEncoder)를 활용한 NAD 적용 가능성을 제시한다. AE 성능을 검증하기 위해 NSL-KDD 훈련 및 시험 데이터 셋을 사용해 정확도, 정밀도, 재현율, f1-점수, 그리고 ROC AUC (Receiver Operating Characteristic Area Under Curve) 값을 보인다. 특히 이들 성능지표를 대상으로 AE의 층수, 규제 강도, 그리고 디노이징 효과 등을 분석하여 레퍼런스 모델을 제시하였다. AE의 훈련 데이터 셋에 대한 재생오류 82-th 백분위수를 기준 값으로 KDDTest+와 KDDTest-21 시험 데이터 셋에 대해 90.4%와 89% f1-점수를 각각 보였다.

머신러닝 기반의 자동화된 소스 싱크 분류 및 하이브리드 분석을 통한 개인정보 유출 탐지 방법 (Machine Learning Based Automated Source, Sink Categorization for Hybrid Approach of Privacy Leak Detection)

  • 심현석;정수환
    • 정보보호학회논문지
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    • 제30권4호
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    • pp.657-667
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    • 2020
  • 안드로이드 프레임워크는 단 한번의 권한 허용을 통해 앱이 사용자의 정보를 자유롭게 이용할 수 있으며, 유출되는 데이터가 개인정보임을 식별하기 어렵다는 문제가 있다. 따라서 본 논문에서는 어플리케이션을 통해 유출되는 데이터를 분석하여, 해당 데이터가 실제로 개인정보에 해당하는 것인지를 파악하는 기준을 제시한다. 이를 위해 우리는 제어 흐름 그래프를 기반으로 소스와 싱크를 추출하며, 소스에서 싱크까지의 흐름이 존재하는 경우 사용자의 개인정보를 유출하는지 확인한다. 이 과정에서 우리는 구글에서 제공하는 위험한 권한 정보를 기준으로 개인정보와 직결되는 소스와 싱크를 선별하며, 동적분석 툴을 통해 각 API에 대한 정보를 후킹한다. 후킹되는 데이터를 통해 사용자는 해당 어플리케이션이 실제로 개인정보를 유출한다면 어떤 개인정보를 유출하는지 여부를 파악할 수 있다. 우리는 툴을 최신 버전의 API에 적용하기 위해 머신러닝을 통해 최신 버전의 안드로이드의 소스와 싱크를 분류하였으며, 이를 통해 86%의 정확도로 최신 배포 버전인 9.0 안드로이드의 API를 분류하였다. 또한 툴은 2,802개의 APK를 통해 평가되었으며, 개인정보를 유출하는 850개의 APK를 탐지하였다.

메커니즘 관점에서 본 조직변신과 포스코의 혁신패턴 연구 (Mechanism-based View of Innovative Capability Building in POSCO)

  • Kim, So-Hyung
    • 유통과학연구
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    • 제11권6호
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    • pp.59-65
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    • 2013
  • Purpose - Studies of mechanism as a competitive strategy, a relatively new field in the study of strategic management research, has recently drawn the attention of the business management scholars. The literature has so far proposed the subjective-based view, environment-based view, and the resource-based view in its analyses of firm management. Hence, it is highly likely for the firm management to be reasonably thought of as a combination of and interaction among the three key elements of subject, environment, and resources this is the mechanism-based view (MBV). It is reasonable to consider firm management to be the combination of and interaction among the three key elements of subject, environment, and resources. The overall dynamic process that integrates these three elements and creates functional harmony is identified as the mechanism, the principle of firm management. Much of the extant literatures on MBV has mainly focused on case studies, a qualitative approach prone to subjectivity of the researcher, although the intuition from the study may lead to meaningful insights into a firm-specific mechanism. This study's focus is also on case analysis, but it still attempts a quantitative approach in order to reach a scientific and systematic understanding of the MBV. Research design, data, and methodology - I used both a qualitative and quantitative approach to a single model, given the complexity of the innovation processes. I conducted in-depth interviews with POSCO employees-20 from general management, two from human resources, eight from information technology, five from finance and accounting, and five from production and logistics management. Once the innovative events were selected, the interview results were double-checked by the interviewees themselves to ensure the accuracy of the answers recorded. Based on the interview, I then conducted statistical validation using the survey results as well. Results - This study analyzes the building process of innovation and the effect of the mechanism pattern on innovation by examining the case of POSCO, which has survived over the past 21 years. I apply a new analytical tool to study mechanism innovation types, perform a new classification, and describe the interrelationships among the mechanism factors. This process allows me to see how the "Subject"factor interacts with the other factors. I found that, in the innovation process of the adoption stage, Subject had a mediating effect but that the mediating effect of resource and performance was smaller than the effect of Subject on performance alone. During the implementation stage, the mediating effect of Subject increased. Conclusion - Therefore, I have confirmed that the subject utilizes resources reasonably and efficiently. I have also advanced mechanism studies: whereas the field's research methods have been largely confined to single case studies, I have used both qualitative and quantitative methods to examine the relationships among mechanisms.

유통업체의 부실예측모형 개선에 관한 연구 (Performance Evaluation and Forecasting Model for Retail Institutions)

  • 김정욱
    • 유통과학연구
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    • 제12권11호
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    • pp.77-83
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    • 2014
  • Purpose - The National Agricultural Cooperative Federation of Korea and National Fisheries Cooperative Federation of Korea have prosecuted both financial and retail businesses. As cooperatives are public institutions and receive government support, their sound management is required by the Financial Supervisory Service in Korea. This is mainly managed by CAEL, which is changed by CAMEL. However, NFFC's business section, managing the finance and retail businesses, is unified and evaluated; the CAEL model has an insufficient classification to evaluate the retail industry. First, there is discrimination power as regards CAEL. Although the retail business sector union can receive a higher rating on a CAEL model, defaults have often been reported. Therefore, a default prediction model is needed to support a CAEL model. As we have the default prediction model using a subdivision of indexes and statistical methods, it can be useful to have a prevention function through the estimation of the retail sector's default probability. Second, separating the difference between the finance and retail business sectors is necessary. Their businesses have different characteristics. Based on various management indexes that have been systematically managed by the National Fisheries Cooperative Federation of Korea, our model predicts retail default, and is better than the CAEL model in its failure prediction because it has various discriminative financial ratios reflecting the retail industry situation. Research design, data, and methodology - The model to predict retail default was presented using logistic analysis. To develop the predictive model, we use the retail financial statements of the NFCF. We consider 93 unions each year from 2006 to 2012 to select confident management indexes. We also adapted the statistical power analysis that is a t-test, logit analysis, AR (accuracy ratio), and AUROC (Area Under Receiver Operating Characteristic) analysis. Finally, through the multivariate logistic model, we show that it is excellent in its discrimination power and higher in its hit ratio for default prediction. We also evaluate its usefulness. Results - The statistical power analysis using the AR (AUROC) method on the short term model shows that the logistic model has excellent discrimination power, with 84.6%. Further, it is higher in its hit ratio for failure (prediction) of total model, at 94%, indicating that it is temporally stable and useful for evaluating the management status of retail institutions. Conclusions - This model is useful for evaluating the management status of retail union institutions. First, subdividing CAEL evaluation is required. The existing CAEL evaluation is underdeveloped, and discrimination power falls. Second, efforts to develop a varied and rational management index are continuously required. An index reflecting retail industry characteristics needs to be developed. However, extending this study will need the following. First, it will require a complementary default model reflecting size differences. Second, in the case of small and medium retail, it will need non-financial information. Therefore, it will be a hybrid default model reflecting financial and non-financial information.

유제품 산업의 품질검사를 위한 빅데이터 플랫폼 개발: 머신러닝 접근법 (Building an Analytical Platform of Big Data for Quality Inspection in the Dairy Industry: A Machine Learning Approach)

  • 황현석;이상일;김성현;이상원
    • 지능정보연구
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    • 제24권1호
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    • pp.125-140
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    • 2018
  • 품질검사는 중간상품이나 최종상품을 품질관리 표준을 만족하는 양품과 불량품으로 분리하는 일을 수행한다. 대량생산체계에서 품질을 수작업으로 검사하는 것은 일관성과 효율성을 저하시키므로 대량으로 생산되는 상품의 품질을 검사하는 것은 다수의 공정에서 기계에 의한 자동 확인과 분류를 포함하게 된다. 생산공정에서 발생하는 데이터를 활용하여 공정을 개선하고 최적화하려는 선행 연구들이 많았음에도 불구하고, 실시간에 많은 데이터를 처리하는데 있어서의 기술적인 한계로 인해 실제 구현에서의 제약이 많이 있었다. 최근 빅데이터에 관한 연구에서는 데이터 처리기술을 개선하였고, 실시간에 데이터를 수집, 처리, 분석하는 과정을 가능하게 하게 하고 있다. 본 논문에서는 품질검사를 위한 빅데이터 적용의 단계와 세부사항을 제안하고, 유제품 산업에 적용 사례를 제시하려고 한다. 먼저 선행 연구들을 조사하고, 제조 부문에 적용할 수 있는 빅데이터 분석절차를 제안하며 제안된 방법의 실현가능성을 평가하기 위해서, 유제품 산업 분야의 품질검사과정 중 하나에 회선신경망(Convolutional Neural Network) 기술 및 랜덤포레스트(Random Forest) 기술을 적용하였다. 품질검사를 위해 제품의 뚜껑 및 빨대의 사진을 수집, 처리, 분석하여, 결함 여부를 판단하고, 과거 품질 검사결과와 비교하였다. 제안된 방법은 과거에 수행되었던 품질검사에 비해 분류 정확성 측면에서 의미 있는 개선을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해, 유제품 산업의 빅데이터 활용을 통한 품질검사 정확도 개선 가능성을 확인하였다.

토마토 역병균 항균 활성 데이터의 이분번 근사모델링 (Two Class Approximation of TLB (Tomato Late Blight) Activity Data)

  • 한호규;;조승주
    • 농약과학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.140-145
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    • 2005
  • 정량적 구조 활성관계 모델링은 물리적인 성질과 생물학적 활성이 관계 있다는 것을 전제로 한다. 그러나, 퍼센트 활성과 같은 데이터들은 모델링에 많이 활용되지 않았다. 이것의 중요한 이유중의 하나는 이러한 값들이 정량적이 아니고 정성적인 데에 있다. 본 연구에서는 분자모델링에 퍼센트활성 데이터를 활용하기 위하여 데이터 값들을 2개의 계층으로 분류하고 CoMFA(비교분자장)를 판별함수로 활용하였다. 즉, 베타-케토아세트아닐라이드 유도체들의 토마토 역병균에 대한 항균력 시험의 퍼센트 활성 데이터를, 한 계층은 활성이 있는 것, 다른 계층은 활성이 없는 것으로 나누었다. 특히, CoMFA를 활용함으로써 화학적인 이해에 중요한 3차원적인 정보를 얻을 수 있었다. 이 모델은 주어진 데이타를 98%의 정확도로 설명하였으며, LOO 검증을 해본 결과 예측력은 약 69% 정도였다 이 결과는 활성 데이터를 근사적으로 2개의 계급으로 나누고 CoMFA를 활용하는 방식이 구조활성관계를 이해하고 화합물 유도체를 합성하는데 활용될 수 있음을 보여준다.