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Conditional Generative Adversarial Network(CGAN) 기반 협업 필터링 추천 시스템 (Conditional Generative Adversarial Network based Collaborative Filtering Recommendation System)

  • 강소이;신경식
    • 지능정보연구
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    • 제27권3호
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    • pp.157-173
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    • 2021
  • 소비자의 욕구와 관심에 맞추어 개인화된 제품을 추천하는 추천 시스템은 비즈니스에 필수적인 기술로서의 그 중요성이 증가하고 있다. 추천 시스템의 대표적인 모형 중 협업 필터링은 우수한 성능으로 다양한 분야에서 활용되고 있다. 그러나 협업필터링은 사용자-아이템의 선호도 정보가 충분하지 않을 경우 성능이 저하되는 희소성의 문제가 있다. 또한 실제 평점 데이터의 경우 대부분 높은 점수에 데이터가 편향되어 있어 심한 불균형을 갖는다. 불균형 데이터에 협업 필터링을 적용할 경우 편향된 클래스에 과도하게 학습되어 추천 성능이 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 많은 선행연구들이 진행되어 왔지만 추가적인 외부 데이터 또는 기존의 전통적인 오버샘플링 기법에 의존한 추천을 시도하였기에 유용성이 떨어지고 추천 성능 측면에서 한계점이 있었다. 본 연구에서는 CGAN을 기반으로 협업 필터링 구현 시 발생하는 희소성 문제를 해결함과 동시에 실제 데이터에서 발생하는 데이터 불균형을 완화하여 추천의 성능을 높이는 것을 목표로 한다. CGAN을 이용하여 비어있는 사용자-아이템 매트릭스에 실제와 흡사한 가상의 데이터를 생성하여, 희소성을 가지고 있는 기존의 매트릭스로만 학습한 것과 비교했을 때 높은 정확도가 예상된다. 이 과정에서 Condition vector y를 이용하여 소수 클래스에 대한 분포를 파악하고 그 특징을 반영하여 데이터를 생성하였다. 이후 협업 필터링을 적용하고, 하이퍼파라미터 튜닝을 통해 추천 시스템의 성능을 최대화하는데 기여하였다. 비교 대상으로는 전통적인 오버샘플링 기법인 SMOTE, BorderlineSMOTE, SVM-SMOTE, ADASYN와 GAN을 사용하였다. 결과적으로 데이터 희소성을 가지고 있는 기존의 실제 데이터뿐만 아니라 기존 오버샘플링 기법들보다 제안 모형의 추천 성능이 우수함을 확인하였으며, RMSE, MAE 평가 척도에서 가장 높은 예측 정확도를 나타낸다는 사실을 증명하였다.

Descriptor 조합 및 동일 병명 이미지 수량 역비율 가중치를 적용한 유사도 기반 작물 질병 검색 기술 설계 및 구현 (Design and Implementation of a Similarity based Plant Disease Image Retrieval using Combined Descriptors and Inverse Proportion of Image Volumes)

  • 임혜진;정다운;유성준;구영현;박종한
    • 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.30-43
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    • 2018
  • 영상의 특징인 색상, 모양, 질감 등을 이용해 영상을 검색하는 연구들은 많이 진행되어 왔다. 또한 작물의 질병 영상과 관련된 연구들도 진행되고 있다. 농업 현장에서 재배되는 작물에 발생한 질병을 확인하는데 도움이 되기 위해 본 논문에서는 시설원예 작물의 질병 영상을 이용한 유사도 기반 작물 질병 검색 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템은 단일 Descriptor를 사용하지 않고, 조합 Descriptor를 통해 기존 대비 영상의 유사도 검색 성능을 높였고 유사도 검색 결과를 가독성 높게 사용자에게 제공하기 위해 가중치 기반 산출방법을 적용했다. 본 논문에서는 총 13개의 개별 Descriptor를 이용해 조합을 진행했다. 조합 Descriptor를 이용해 6개 작물의 질병에 대해 유사도 검색을 진행했고 작물별로 평균 accuracy가 높은 조합 Descriptor를 선정해 유사도 검색에 사용했다. 검색된 결과는 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법과 가중치를 기반으로 한 산출방법을 사용해 백분율로 나타냈다. 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법은 질의 영상과 유사도 검색에 사용되는 영상의 수가 많은 병명이 1순위로 출력되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 가중치를 기반으로 한 산출방법을 사용했다. 작물의 병명별 테스트 영상을 두 가지 산출방법에 적용해 검색 성능을 측정했다. 작물의 질병별로 두 가지 산출방법에 대해 검색 성능 값의 평균을 비교한 결과 고추, 사과 작물에서는 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법의 성능이 가중치를 기반으로 한 산출방법의 성능보다 평균 약 11.89%의 높은 성능 결과를 보였다. 국화, 딸기, 배, 포도 작물에서는 가중치를 기반으로 한 산출방법이 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법의 성능보다 평균 약 20.34%의 높은 성능 결과를 보였다. 또한 본 논문에서 제안하는 시스템의 UI/UX는 실제 사용자의 피드백을 통해 편리하게 구성했다. 시스템의 화면마다 상단에 제목과 설명을 출력했고 사용자가 질병의 정보를 보기 편리하게 화면을 구성했다. 검색된 질병의 정보는 위에서 제안한 산출방법을 토대로 유사한 질병의 영상과 병명을 출력한다. 시스템의 환경은 PC 환경 기반의 웹 브라우저와 모바일 디바이스 환경 기반의 웹 브라우저를 통해 사용할 수 있도록 구현했다.

스마트폰 다종 데이터를 활용한 딥러닝 기반의 사용자 동행 상태 인식 (A Deep Learning Based Approach to Recognizing Accompanying Status of Smartphone Users Using Multimodal Data)

  • 김길호;최상우;채문정;박희웅;이재홍;박종헌
    • 지능정보연구
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    • 제25권1호
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    • pp.163-177
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    • 2019
  • 스마트폰이 널리 보급되고 현대인들의 생활 속에 깊이 자리 잡으면서, 스마트폰에서 수집된 다종 데이터를 바탕으로 사용자 개인의 행동을 인식하고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 타인과의 상호작용 행동 인식에 대한 연구는 아직까지 상대적으로 미진하였다. 기존 상호작용 행동 인식 연구에서는 오디오, 블루투스, 와이파이 등의 데이터를 사용하였으나, 이들은 사용자 사생활 침해 가능성이 높으며 단시간 내에 충분한 양의 데이터를 수집하기 어렵다는 한계가 있다. 반면 가속도, 자기장, 자이로스코프 등의 물리 센서의 경우 사생활 침해 가능성이 낮으며 단시간 내에 충분한 양의 데이터를 수집할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 점에 주목하여, 스마트폰 상의 다종 물리 센서 데이터만을 활용, 딥러닝 모델에 기반을 둔 사용자의 동행 상태 인식 방법론을 제안한다. 사용자의 동행 여부 및 대화 여부를 분류하는 동행 상태 분류 모델은 컨볼루션 신경망과 장단기 기억 순환 신경망이 혼합된 구조를 지닌다. 먼저 스마트폰의 다종 물리 센서에서 수집한 데이터에 존재하는 타임 스태프의 차이를 상쇄하고, 정규화를 수행하여 시간에 따른 시퀀스 데이터 형태로 변환함으로써 동행 상태분류 모델의 입력 데이터를 생성한다. 이는 컨볼루션 신경망에 입력되며, 데이터의 시간적 국부 의존성이 반영된 요인 지도를 출력한다. 장단기 기억 순환 신경망은 요인 지도를 입력받아 시간에 따른 순차적 연관 관계를 학습하며, 동행 상태 분류를 위한 요인을 추출하고 소프트맥스 분류기에서 이에 기반한 최종적인 분류를 수행한다. 자체 제작한 스마트폰 애플리케이션을 배포하여 실험 데이터를 수집하였으며, 이를 활용하여 제안한 방법론을 평가하였다. 최적의 파라미터를 설정하여 동행 상태 분류 모델을 학습하고 평가한 결과, 동행 여부와 대화 여부를 각각 98.74%, 98.83%의 높은 정확도로 분류하였다.

Word2Vec을 활용한 제품군별 시장규모 추정 방법에 관한 연구 (A Study on Market Size Estimation Method by Product Group Using Word2Vec Algorithm)

  • 정예림;김지희;유형선
    • 지능정보연구
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    • 제26권1호
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    • pp.1-21
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    • 2020
  • 인공지능 기술의 급속한 발전과 함께 빅데이터의 상당 부분을 차지하는 비정형 텍스트 데이터로부터 의미있는 정보를 추출하기 위한 다양한 연구들이 활발히 진행되고 있다. 비즈니스 인텔리전스 분야에서도 새로운 시장기회를 발굴하거나 기술사업화 주체의 합리적 의사결정을 돕기 위한 많은 연구들이 이뤄져 왔다. 본 연구에서는 기업의 성공적인 사업 추진을 위해 핵심적인 정보 중의 하나인 시장규모 정보를 도출함에 있어 기존에 제공되던 범위보다 세부적인 수준의 제품군별 시장규모 추정이 가능하고 자동화된 방법론을 제안하고자 한다. 이를 위해 신경망 기반의 시멘틱 단어 임베딩 모델인 Word2Vec 알고리즘을 적용하여 개별 기업의 생산제품에 대한 텍스트 데이터를 벡터 공간으로 임베딩하고, 제품명 간 코사인 거리(유사도)를 계산함으로써 특정한 제품명과 유사한 제품들을 추출한 뒤, 이들의 매출액 정보를 연산하여 자동으로 해당 제품군의 시장규모를 산출하는 알고리즘을 구현하였다. 실험 데이터로서 통계청의 경제총조사 마이크로데이터(약 34만 5천 건)를 이용하여 제품명 텍스트 데이터를 벡터화 하고, 한국표준산업분류 해설서의 산업분류 색인어를 기준으로 활용하여 코사인 거리 기반으로 유사한 제품명을 추출하였다. 이후 개별 기업의 제품 데이터에 연결된 매출액 정보를 기초로 추출된 제품들의 매출액을 합산함으로써 11,654개의 상세한 제품군별 시장규모를 추정하였다. 성능 검증을 위해 실제 집계된 통계청의 품목별 시장규모 수치와 비교한 결과 피어슨 상관계수가 0.513 수준으로 나타났다. 본 연구에서 제시한 모형은 의미 기반 임베딩 모델의 정확성 향상 및 제품군 추출 방식의 개선이 필요하나, 표본조사 또는 다수의 가정을 기반으로 하는 전통적인 시장규모 추정 방법의 한계를 뛰어넘어 텍스트 마이닝 및 기계학습 기법을 최초로 적용하여 시장규모 추정 방식을 지능화하였다는 점, 시장규모 산출범위를 사용 목적에 따라 쉽고 빠르게 조절할 수 있다는 점, 이를 통해 다양한 분야에서 수요가 높은 세부적인 제품군별 시장정보 도출이 가능하여 실무적인 활용성이 높다는 점에서 의의가 있다.

K-Means Clustering 알고리즘과 헤도닉 모형을 활용한 서울시 연립·다세대 군집분류 방법에 관한 연구 (A Study on the Clustering Method of Row and Multiplex Housing in Seoul Using K-Means Clustering Algorithm and Hedonic Model)

  • 권순재;김성현;탁온식;정현희
    • 지능정보연구
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    • 제23권3호
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    • pp.95-118
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    • 2017
  • 최근 도심을 중심으로 연립 다세대의 거래가 활성화되고 직방, 다방등과 같은 플랫폼 서비스가 성장하고 있다. 연립 다세대는 수요 변화에 따른 시장 규모 확대와 함께 정보 비대칭으로 인해 사회적 문제가 발생 되는 등 부동산 정보의 사각지대이다. 또한, 서울특별시 또는 한국감정원에서 사용하는 5개 또는 25개의 권역 구분은 행정구역 내부를 중심으로 설정되었으며, 기존의 부동산 연구에서 사용되어 왔다. 이는 도시계획에 의한 권역구분이기 때문에 부동산 연구를 위한 권역 구분이 아니다. 이에 본 연구에서는 기존 연구를 토대로 향후 주택가 격추정에 있어 서울특별시의 공간구조를 재설정할 필요가 있다고 보았다. 이에 본 연구에서는 연립 다세대 실거래가 데이터를 기초로 하여 헤도닉 모형에 적용하였으며, 이를 K-Means Clustering 알고리즘을 사용해 서울특별시의 공간구조를 다시 군집하였다. 본 연구에서는 2014년 1월부터 2016년 12월까지 3년간 국토교통부의 서울시 연립 다세대 실거래가 데이터와 2016년 공시지가를 활용하였다. 실거래가 데이터에서 본 연구에서는 지하거래 제거, 면적당 가격 표준화 및 5이상 -5이하의 실거래 사례 제거와 같이 데이터 제거를 통한 데이터 전처리 작업을 수행하였다. 데이터전처리 후 고정된 초기값 설정으로 결정된 중심점이 매번 같은 결과로 나오게 K-means Clustering을 수행한 후 군집 별로 헤도닉 모형을 활용한 회귀분석을 하였으며, 코사인 유사도를 계산하여 유사성 분석을 진행하였다. 이에 본 연구의 결과는 모형 적합도가 평균 75% 이상으로, 헤도닉 모형에 사용된 변수는 유의미하였다. 즉, 기존 서울을 행정구역 25개 또는 5개의 권역으로 나뉘어 실거래가지수 등 부동산 가격 관련 통계지표를 작성하던 방식을 속성의 영향력이 유사한 영역을 묶어 16개의 구역으로 나누었다. 따라서 본 연구에서는 K-Means Clustering 알고리즘에 실거래가 데이터로 헤도닉 모형을 활용하여 연립 다세대 실거래가를 기반으로 한 군집분류방법을 도출하였다. 또한, 학문적 실무적 시사점을 제시하였고, 본 연구의 한계점과 향후 연구 방향에 대해 제시하였다.

국내 프로축구 팬들의 유니폼 소비 분석: 손흥민의 토트넘 홋스퍼 FC 이적 전후 비교 (Analysis of Football Fans' Uniform Consumption: Before and After Son Heung-Min's Transfer to Tottenham Hotspur FC)

  • 최영현;이규혜
    • 지능정보연구
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    • 제26권3호
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    • pp.91-108
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    • 2020
  • 박지성 선수의 2005년 맨체스터 유나이티드 FC 입단 이후로, 국내에서 프로축구 유니폼 시장이 본격적으로 성장하기 시작했다. 이후, 국내 선수들의 해외 리그에서 활약이 계속되면서 국내에서도 잉글랜드 프리미어리그에 대한 대중의 관심이 지속되고 있다. 이러한 시점에서 본 연구는 국내 프로축구 팬들의 유니폼 소비에 전반적인 소비자 인식을 알아보고, 선수의 영입에 따른 소비자 인식 변화를 비교하고자 했다. EPL의 토트넘에서 활동하고 있는 손흥민 선수의 영입 전후를 중심으로 소셜 미디어에 나타난 프로축구 팬들의 소비자 인식과 구매 요인을 알아보았다. 'EPL 유니폼'을 키워드로, 국내 포털사이트와 소셜 미디어의 게시글을 수집하고, 텍스트 마이닝, SNA, 회귀분석을 사용하여 분석했다. 연구 결과, 첫째, 선수의 소속 팀, 실적, 포지션과 구단의 실적, 순위, 리그의 우승 여부가 프로축구 유니폼의 구매와 탐색에 있어 주요 요인으로 확인되었다. 가격, 디자인, 사이즈, 로고 등과 같은 항목보다 유니폼의 형태, 마킹, 정품 여부, 스폰서와 더 중요하게 작용하고 있었다. 둘째, 구조적 등위성 분석과 군집분석을 통해 국내 프로축구 팬들 사이에서 유니폼과 관련되어 언급되고 있는 주요 주제를 알아본 결과, EPL에 소속된 구단과 유명 선수들이 가장 핵심적인 주제로 나타났다. 셋째, 프로축구 유니폼에 대한 시기별 주제는 월드컵과 EPL 리그에 대한 관심에서 EPL에서 활동하는 다양한 국내외 선수들에 대한 관심으로, 2015년 이후에는 유니폼 자체에 대한 것으로 주제가 변화했다. 이를 통해, 선수들의 이적에 따라 선수가 소속된 해당 구단의 유니폼이 관심을 받고 있음을 알 수 있었다. 넷째, 남녀 소비자 모두 손흥민에 대한 관심이 증가함에 따라서 토트넘이 소속된 리그인 EPL에 대한 관심도 증가하는 것으로 나타났다. 여성의 경우 손흥민에 대한 관심이 증가함에 따라 축구 유니폼에 대해서도 관심을 가지는 것으로 나타난 반면, 남성의 경우 손흥민 선수에 대한 관심과 축구 유니폼에 대한 관심 사이의 관계가 유의하게 나타나지 않았다. 각 구단은 선수와 구단의 성적과 이미지 관리, 스폰서 브랜드 관리에 집중하고, 선수의 이적이 결정되면 선수의 자국에 해당 물량의 공급을 늘리며, 인기를 끌고 있는 선수의 등번호가 부착된 유니폼의 경우에는 여성을 위한 다양한 사이즈를 제공해야 할 필요가 있다.

인구통계특성 기반 디지털 마케팅을 위한 클릭스트림 빅데이터 마이닝 (Clickstream Big Data Mining for Demographics based Digital Marketing)

  • 박지애;조윤호
    • 지능정보연구
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    • 제22권3호
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    • pp.143-163
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    • 2016
  • 인구통계학적 정보는 디지털 마케팅의 핵심이라 할 수 있는 인터넷 사용자에 대한 타겟 마케팅 및 개인화된 광고를 위해 고려되는 가장 기초적이고 중요한 정보이다. 하지만 인터넷 사용자의 온라인 활동은 익명으로 행해지는 경우가 많기 때문에 인구통계특성 정보를 수집하는 것은 쉬운 일이 아니다. 정기적인 설문 조사를 통해 사용자들의 인구통계특성 정보를 수집할 수도 있지만 많은 비용이 들며 허위 기재 등과 같은 위험성이 존재한다. 특히, 모바일 환경에서는 대부분의 사용자들이 익명으로 활동하기 때문에 인구통계특성 정보를 수집하는 것은 더욱 더 어려워지고 있다. 반면, 인터넷 사용자의 온라인 활동을 기록한 클릭스트림 데이터는 해당 사용자의 인구통계학적 정보에 활용될 수 있다. 특히, 인터넷 사용자의 온라인 행위 특성 중 하나인 페이지뷰는 인구통계학적 정보 예측에 있어서 중요한 요인이 된다. 본 연구에서는 기존 선행 연구를 토대로 클릭스트림 데이터 분석을 통해 인터넷 사용자의 온라인 행위 특성을 추출하고 이를 해당 사용자의 인구통계학적 정보 예측에 사용한다. 또한, 1)의사결정나무를 이용한 변수 축소, 2)주성분분석을 활용한 차원축소, 3)군집분석을 활용한 변수축소의 방법을 제안하고 실험에 적용함으로써 많은 설명변수를 이용하여 예측 모델 생성 시 발생하는 차원의 저주와 과적합 문제를 해결하고 예측 모델의 정확도를 높이고자 하였다. 실험 결과, 범주의 수가 많은 다분형 종속변수에 대한 예측 모델은 모든 설명변수를 사용하여 예측 모델을 생성했을 때보다 본 연구에서 제안한 방법론들을 적용했을 때 예측 모델에 대한 정확도가 향상됨을 알 수 있었다. 본 연구는 클릭스트림 분석을 통해 추출된 인터넷 사용자의 온라인 행위는 해당 사용자의 인구통계학적 정보 예측에 활용 가능하며, 예측된 익명의 인터넷 사용자들에 대한 인구통계학적 정보를 디지털 마케팅에 활용 할 수 있다는데 의의가 있다. 또한, 제안 방법론들을 통해 어느 종속변수에 대해 어떤 방법론들이 예측 모델의 정확도를 개선하는지 확인하였다. 이는 추후 클릭스트림 분석을 활용하여 인구통계학적 정보를 예측할 때, 본 연구에서 제안한 방법론을 사용하여 보다 높은 정확도를 가지는 예측 모델을 생성 할 수 있다는데 의의가 있다.

새로운 국가결핵감시체계 시행 후 한 민간종합병원에서 작성된 결핵정보관리보고서의 정확도 조사 (The Accuracy of Tuberculosis Notification Reports at a Private General Hospital after Enforcement of New Korean Tuberculosis Surveillance System)

  • 김철홍;고원중;권오정;안영미;임성용;안창혁;윤종욱;황정혜;서지영;정만표;김호중
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제54권2호
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    • pp.178-190
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    • 2003
  • 연구배경 : 효율적인 결핵관리체계를 위해, 보건복지부는 2000년 6월 1일부터 결핵정보관리보고서에 의한 새로운 국가결핵감시체계를 출범시키게 되었다. 보건소의 결핵환자에 대한 결핵감시체계는 이미 1962년부터 운영 중에 있었으므로 이번의 감시체계는 민간의료부문의 결핵 환자들을 비로소 국가결핵감시체계에 포함시켰다는데 의미가 있다. 의사들의 일상적인 신고에 의한 결핵규모의 정확한 파악을 위해서는, 결핵정보관리보고서의 정확한 작성과 성실한 신고가 필수조건이다. 본 연구는 서울소재 한 민간종합병원에서 관할보건소로 신고된 결핵정보관리보고서가 얼마나 정확하게 기재되어 있으며 향후 개선할 점이 없는지를 알아보고자 하였다. 방 법 : 2000년 8월 1일부터 2001년 1월 31일까지 6개월간 삼성서울병원에서 관할보건소로 신고된 291명의 성인 폐결핵 환자들을 대상으로 하였다. 결핵정보관리보고서 항목인 인적사항, 과거 치료력, 검사결과, 질병코드 및 환자치료 사항을, 의무기록 및 병원 전산화 시스템의 컴퓨터에 저장되어 있는 검사 기록들과 비교하여 얼마나 정확한가를 알아보았다. 결 과 : 291명의 성인 결핵 환자는 폐결핵 222명, 폐외 결핵이 69명이었다. 성별은 남자 164명(56%), 여자가 127명(44%)였으며, 평균연령은 46세였다. 직업이 미기재된 경우가 132명(45%)이었다. 결핵과거 치료력은 83%, 치료기간은 93%, 과거 결핵치료 받은 횟수는 83%에서 보고서와 의무기록간에 일치하였다. 폐결핵 환자 222명 중 객담도말검사는 보고서의 76%가 의무기록과 일치하였으나 배양검사는 23%만이 실제 검사기록과 일치하였다. 객담배양 미검 표기 198명 중, 실제 객담 배양 미검은 43명(21.7%)이었다. 폐외 결핵환자 진단에 이용되었던 객담이외의 검체 도말검사는 54%, 배양 검사48%, 조직검사는 68%, 그리고, PCR 등의 기타검사는 67%에서 실제 검사결과와 일치하였다. 질병코드는 A15에서 A19의 3단계 분류를 적용했을 때는 85%, A15.0에서 A19.9의 4단계 분류에서는 66%가 의무기록과 일치하였다. 환자구분에서 신환으로 보고된 246명 중 실제 신환이었던 경우는 217명(88%)였으며, 나머지는 재발 13명, 치료실패자 2명, 중단 후 재등록 1명, 전입 12명 및 기타 1명으로 판명되었다. 재발로 신고된 23명 중 실제 재발은 18명(78%)으로 보고서 내용과 실제 의무기록 간에 조금씩 차이가 있었다. 치료시작 또는 진단일자는 264명(91%)이 일치하였으며, 보고서에는 HREZ 처방이 204명이었지만, 의무기록에는 HREZ 처방이 172명(84.3%)이었으며, 나머지는 HRE 9명(4.4%), 기타 처방 21명(10.3%)이었으며, HRE 처방으로 보고된 34명 중 실제 HRE 처방은 19명(55.9%)이었다. 결 론 : 우리나라의 효율적인 결핵관리를 위해서는 민간의료기관에서 작성되는 결핵정보관리보고서의 정확한 기재와 성실한 작성이 중요하며, 결핵과거치료력, 객담 배양 검사 항목 등의 보완과 민간부문 결핵환자들에 추후 관리하는 제도마련도 고안되어야 할 것으로 사료된다.

Ensemble of Nested Dichotomies 기법을 이용한 스마트폰 가속도 센서 데이터 기반의 동작 인지 (Ensemble of Nested Dichotomies for Activity Recognition Using Accelerometer Data on Smartphone)

  • 하으뜸;김정민;류광렬
    • 지능정보연구
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    • 제19권4호
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    • pp.123-132
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    • 2013
  • 최근 스마트 폰에 다양한 센서를 내장할 수 있게 되었고 스마트폰에 내장된 센서를 이용항 동작 인지에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 스마트폰을 이용한 동작 인지는 노인 복지 지원이나 운동량 측정. 생활 패턴 분석, 운동 패턴 분석 등 다양한 분야에 활용될 수 있다. 하지만 스마트 폰에 내장된 센서를 이용하여 동작 인지를 하는 방법은 사용되는 센서의 수에 따라 단일 센서를 이용한 동작인지와 다중 센서를 이용한 동작인지로 나눌 수 있다. 단일 센서를 이용하는 경우 대부분 가속도 센서를 이용하기 때문에 배터리 부담은 줄지만 다양한 동작을 인지할 때에 특징(feature) 추출의 어려움과 동작 인지 정확도가 낮다는 문제점이 있다. 그리고 다중 센서를 이용하는 경우 대부분 가속도 센서와 중력센서를 사용하고 필요에 따라 다른 센서를 추가하여 동작인지를 수행하며 다양한 동작을 보다 높은 정확도로 인지할 수 있지만 다수의 센서를 사용하기 때문에 배터리 부담이 증가한다는 문제점이 있다. 따라서 본 논문에서는 이러한 문제를 해결하기 위해 스마트 폰에 내장된 가속도 센서를 이용하여 다양한 동작을 높은 정확도로 인지하는 방법을 제안한다. 서로 다른 10가지의 동작을 높을 정확도로 인지하기 위해 원시 데이터로부터 17가지 특징을 추출하고 각 동작을 분류하기 위해 Ensemble of Nested Dichotomies 분류기를 사용하였다. Ensemble of Nested Dichotomies 분류기는 다중 클래스 문제를 다수의 이진 분류 문제로 변형하여 다중 클래스 문제를 해결하는 방법으로 서로 다른 Nested Dichotomy 분류기의 분류 결과를 통해 다중 클래스 문제를 해결하는 기법이다. Nested Dichotomy 분류기 학습에는 Random Forest 분류기를 사용하였다. 성능 평가를 위해 Decision Tree, k-Nearest Neighbors, Support Vector Machine과 비교 실험을 한 결과 Ensemble of Nested Dichotomies 분류기를 사용하여 동작 인지를 수행하는 것이 가장 높은 정확도를 보였다.

The Effect of Non-genetic Factors on Birth Weight and Weaning Weight in Three Sheep Breeds of Zimbabwe

  • Assan, N.;Makuza, S.M.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제18권2호
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    • pp.151-157
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    • 2005
  • Sheep production is affected by genetic and non-genetic factors. A knowledge of these factors is essential for efficient management and for the accurate estimation of breeding values. The objective of this study was to establish the non-genetic factors which affect birth weight and weaning weight in Dorper, Mutton Merino and indigenous Sabi sheep breeds. A total of 2,625 birth and weaning weight records from Grasslands Research Station collected from 1991 through 1993, were used. The records were collected from indigenous Sabi (939), Dorper (807) and Mutton Merino (898) sheep. A mixed classification model containing the fixed effects of year, birth status and sex was used for identification of non-genetic factors. Sire within breed was included as a random effect. Two factor interactions and three factor interactions were important in indigenous Sabi, Mutton Merino and Dorper sheep. The mean birth weights were 4.37${\pm}$0.04 kg, 4.62${\pm}$0.04 kg and 3.29${\pm}$0.04 kg for Mutton Merino, Dorper and Sabi sheep, respectively. Sire had significant effects (p<0.05) on birth weight in Mutton Merino and indigenous Sabi sheep. Year of lambing had significant effects (p<0.05) on birth weight in indigenous Sabi, Mutton Merino and Dorper sheep. The effect of birth status was non significant in Dorper and Mutton Merino sheep while effect of birth status was significant on birth weight in indigenous Sabi sheep. In Indigenous Sabi sheep lambs born as singles (3.30${\pm}$0.05 kg) were 0.23 kg heavier than twins (3.07${\pm}$0.05 kg), in Mutton Merino lambs born as singles (3.99${\pm}$0.08 kg) were 0.07 kg heavier than twins (3.92${\pm}$0.08 kg) and in Dorper lambs born as singles (4.41${\pm}$0.04 kg) were 0.02 kg heavier than twins (4.39${\pm}$0.04 kg). On average males were heavier than females (p<0.05) weighing (3.32${\pm}$0.04 kg vs. 3.05${\pm}$0.07 kg) in indigenous Sabi, 4.73${\pm}$0.03 kg vs. 4.08${\pm}$0.05 in Dorper and 4.26${\pm}$0.07 kg vs. 3.66${\pm}$0.09 kg in Mutton Merino sheep. Two way factor interactions of sire*year, year*sex and sex*birth status had significant effects (p<0.05) on birth weight in indigenous Sabi, Mutton Merino and Dorper sheep while the effect of year*birth status was non significant on birth weight in Indigenous Sabi sheep. The three way factor interaction of year*sex*birth status had a significant effect (p<0.01) on birth weight in indigenous Sabi and Mutton Merino. Tupping weight fitted as a covariate had significant effects (p<0.001) on birth weight in indigenous Sabi, Mutton Merino and Dorper sheep. The mean weaning weights were 17.94${\pm}$0.31 kg, 18.19${\pm}$0.28 kg and 14.39${\pm}$0.28 kg for Mutton Merino, Dorper and Indigenous Sabi sheep, respectively. Effects of sire and sire*year were non significant on weaning weight in Dorper and Mutton Merino while year, sex and sex*year interaction had significant effects (p<0.001) on weaning weight. On average males were heavier than females (p<0.001) at weaning. The respective weaning weights were 18.05${\pm}$0.46 kg, 18.68${\pm}$0.19 kg, 14.14${\pm}$0.15 kg for males and 16.64${\pm}$0.60 kg, 16.41${\pm}$0.31 kg, 12.64${\pm}$0.32 kg for females in Mutton Merino, Dorper and Indigenous Sabi sheep. Lambs born as singles were significantly heavier at weaning than twins, 0.05 kg, 0.06 kg and 0.78 kg for Mutton Merino, Dorper and Indigenous Sabi sheep, respectively. Effect of tupping weight was highly significant on weaning weight. The three way factor interaction year*sex*birth status had a significant effect (p<0.01) on weaning weight. Correction for environmental effects is necessary to increase accuracy of direct selection for birth weight and weaning weight.