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인공신경회로망을 이용한 F-18-FDG 뇌 PET의 간질원인병소 자동해석 (Automatic Interpretation of Epileptogenic Zones in F-18-FDG Brain PET using Artificial Neural Network)

  • 이재성;김석기;이명철;박광석;이동수
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.455-468
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    • 1998
  • 이 연구에서는 간질 환자의 F-18-FDG 뇌 PET 영상을 공간정규화 기법으로 표준지도 위에 정규화한 후 표준지도의 해부학적 위치 정보를 이용하여 뇌기능영상의 영역을 자동적으로 분할하고 각 해부학적 위치의 F-18-FDG 섭취율을 추출하였다. 뇌 각 영역의 F-18-FDG 섭취율을 데이터베이스화한 것을 입력으로 하는 인공신경회로망을 구성하고 학습시켜 핵의학 전문의가 판독한 결과와 얼마나 일치되는지를 분석하였다. 핵의학 전문의 2명이 좌측측두엽간질(112명), 우측측두엽간질(81명) 혹은 정상(64명)으로 판독한 F-18-FDG 뇌 PET 영상을 대상으로, 학습의 치우침을 줄이기 위해 각 질환 군에서 동일한 수(40명)를 선택하여 학습군을 구성하고 학습군을 제외한 정상 24명, 좌측측두엽간질 72명, 우측 측두엽간질 41명의 F-18-FDG PET을 시험군으로 하였다. 모든 영상을 SPM76을 이용하여 MNI 표준지도 위에 공간정규화하고 전체 뇌영역의 평균 계수를 100으로 정규화하였다. 영역 분할 프로그램을 개발하여 표준지도를 34개 영역으로 분할하고 모든 영상에서 각 뇌영역엔 대한 평균 계수를 추출하였다. 비선형 패턴분류에 효과적인 다층퍼셉트론 신경회로망 모델을 써서 오류역전파 알고리즘으로 학습시켰다. 한 층의 은닉층을 부여하고 은닉층의 뉴런 수를 5개부터 차츰 늘려가며 최적의 개수를 선택하였다. 초기 가중치와 바이어스 값은 무작위 값을 갖게 하였다. 출력단은 세 개의 뉴런을 갖고 각 뉴런은 입력이 정상이면 [1 0 0], 좌측측두엽간질이면 [0 1 0], 우측측두엽간질이면 [0 1 0]의 값을 탐 값으로 하였다. 뉴런의 활성화 함수는 시그모이드 함수를 사용하였다. 입력단은 17개의 뉴런으로 구성하고 서로 마주보는 뇌영역의 계수 타이(오른쪽-왼쪽)를 입력으로 하였다 회로망의 학습 횟수를 10,000번으로 제한하여 오타의 허용치를 1로 설정하고 학습 횟수가 넘거나 오차가 허용치보다 작을 때 학습을 중단하게 하였다. 모멘텀과 적응형 학습율을 사용하여 신경회로망의 성능을 향상시키고 학습 속도를 빠르게 하였다. 모든 PET 영상에서 성공적으로 공간정규화 파라메터를 추출하여 표준지도에 정규화할 수 있었다 다층퍼셉트론 모델을 기반으로 한 인공신경회로망으로 27개의 은닉층 뉴런을 사용했을 때 최적의 결과를 얻을 수 있었다. 학습군에 대해서 1508번의 반복 학습을 시킨 결과 오차율 0%인 신경 회로망을 얻었으며 시험군에 대해 적용한 결과 전문가의 판독결과와 80.3%의 일치율을 보였다. 은닉층의 뉴런 수가 10개나 30개인 경우에도 학습군에 대해 오타율 0%인 신경회로망을 얻을 수 있었으며 이때의 시험군에 대한 일치율 역시 75∼80%의 값을 보였다.

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텍스트 마이닝과 의미 네트워크 분석을 활용한 뉴스 의제 분석: 코로나 19 관련 감정을 중심으로 (Analysis of News Agenda Using Text mining and Semantic Network Analysis: Focused on COVID-19 Emotions)

  • 유소연;임규건
    • 지능정보연구
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    • 제27권1호
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    • pp.47-64
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    • 2021
  • 전 세계적으로 퍼진 코로나 19 상황은 우리의 일상생활의 많은 부분에 영향을 끼쳤을 뿐만 아니라, 경제·사회 등 많은 부분에 걸쳐 막대한 영향력을 미치고 있다. 확진자와 사망자 수가 증가함에 따라 의료진과 대중은 불안, 우울, 스트레스 등 심리적인 문제를 겪고 있다고 한다. 장기적인 부정적인 감정은 사람들의 면역력을 감소시키고 신체적인 균형을 파괴할 수도 있으므로 코로나 19로 인한 심리적인 상태를 이해하는 것이 필수적인 상황이다. 본 연구에서는 코로나 19 감정과 관련된 뉴스 데이터를 수집하여, 텍스트 마이닝을 통해 키워드를 분류하고, 키워드 사이의 의미 네트워크 분석을 통해 단어들의 관계를 시각화하였다. 코로나 감정과 관련된 기사의 키워드에 나타난 단어들의 빈도수를 확인하고 이를 워드 클라우드로 분석하였다. 키워드 빈도 분석 결과 코로나 19 감정과 관련하여 '중국', '불안', '상황', '마음', '사회', '건강'과 같은 단어의 빈도가 높게 나타난 것을 확인할 수 있었다. 각 데이터 간 연결 중심성을 분석한 결과 키워드 중심성 네트워크에서 가장 중심적인 핵심어는 '심리'와 '코로나 19', '블루', '불안'이라는 단어가 높은 연결 중심성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 기사의 헤드라인에 나타난 주요 핵심어 사이의 동시 출현 빈도 네트워크를 그래프로 시각화한 결과, '코로나-블루' 쌍이 가장 굵게 표시되었고, '코로나-감정', '코로나-불안' 쌍이 비교적 굵은 선으로 표시된 것을 알 수 있었다. 코로나와 관련된 '블루'는 우울증을 의미하는 단어로, 코로나와 우울증은 이제 관심을 가져야 할 키워드임을 확인할 수 있었다. 본 연구에서는 장기화한 코로나 19 상황에서 신체적인 방역뿐만 아니라 심리적인 방역에도 힘써야 할 이 시기에 보건 정책담당자가 빠르고 복잡한 의사결정 과정에 도움이 되고자 미디어 뉴스를 모니터링 함으로써, 더욱더 쉬운 소셜 미디어 네트워크 분석 방법을 제시하고자 한다.

Node2vec 그래프 임베딩과 Light GBM 링크 예측을 활용한 식음료 산업의 수출 후보국가 탐색 연구 (A Study on Searching for Export Candidate Countries of the Korean Food and Beverage Industry Using Node2vec Graph Embedding and Light GBM Link Prediction)

  • 이재성;전승표;서진이
    • 지능정보연구
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    • 제27권4호
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    • pp.73-95
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    • 2021
  • 본 연구는 Node2vec 그래프 임베딩 방법과 Light GBM 링크 예측을 활용해 우리나라 식음료 산업의 미개척 수출 후보국가를 탐색한다. Node2vec은 네트워크의 공통 이웃 개수 등을 기반으로 하는 기존의 링크 예측 방법에 비해 상대적으로 취약하다고 알려져 있던 네트워크의 구조적 등위성 표현의 한계를 개선한 방법이다. 따라서 해당 방법은 네트워크의 커뮤니티 탐지와 구조적 등위성 모두에서 우수한 성능을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구는 이상의 방법을 우리나라 식음료 산업의 국제 무역거래 정보에 적용했다. 이를 통해 해당 산업의 글로벌 가치사슬 관계에서 우리나라의 광범위한 마진 다각화 효과를 창출하는데 기여하고자 한다. 본 연구의 결과를 통해 도출된 최적의 예측 모델은 0.95의 정밀도와 0.79의 재현율을 기록하며 0.86의 F1 score를 기록해 우수한 성능을 나타냈다. 이상의 모델을 통해 도출한 우리나라의 잠재적 수출 후보국가들의 결과는 추가 조사를 통해 대부분 적절하게 나타난 것을 알 수 있었다. 이상의 내용을 종합하여 본 연구는 Node2vec과 Light GBM을 응용한 링크 예측 방법의 실무적 활용성에 대해 시사할 수 있었다. 그리고 모델을 학습하며 링크 예측을 보다 잘 수행할 수 있는 가중치 업데이트 전략에 대해서도 유용한 시사점을 도출할 수 있었다. 한편, 본 연구는 그래프 임베딩 기반의 링크 예측 관련 연구에서 아직까지 많이 수행된 적 없는 무역거래에 이를 적용했기에 정책적 활용성도 갖고 있다. 본 연구의 결과는 최근 미중 무역갈등이나 일본 수출 규제 등과 같은 글로벌 가치사슬의 변화에 대한 빠른 대응을 지원하며 정책적 의사결정을 위한 도구로써 충분한 유용성이 있다고 생각한다.

가정과 교사의 창의.인성 교육에 대한 관심과 실행에 대한 인식 - CBAM 모형에 기초하여- (Home Economics teachers' concern on creativity and personality education in Home Economics classes: Based on the concerns based adoption model(CBAM))

  • 이인숙;박미정;채정현
    • 한국가정과교육학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.117-134
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    • 2012
  • 본 연구의 목적은 가정과교육에서 창의 인성 교육에 대한 가정과 교사의 관심 단계와 실행 수준, 그리고 실행 실태를 알아보는데 있다. 연구 자료는 전국의 중학교 가정과 교사를 대상으로 체계적 표집과 편의 표집을 하여 우편과 이메일을 통해 설문지를 배포하고 회수된 187부를 최종 분석에 사용하였다. 조사 도구는 주로 Hall(1987)이 개발한 혁신에 대한 교사의 관심도와 실행 수준에 대한 질문지를 수정 보완하여 사용하였고 그 외는 선행연구를 기초하여 개발하였으며 타당도와 신뢰도를 검증하였다. 자료는 SPSS/window(12.0) 프로그램을 이용하여 빈도, 백분율, 평균, 표준편차, t-test, ANOVA를 실시하였다. 본 연구를 통해 밝혀진 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 창의 인성 교육에 대한 가정과 교사의 관심 단계는 정보적 관심 단계(85.51)가 가장 높았으며 다음으로 개인적 관심 단계(85.18), 운영적 관심 단계(81.88), 지각적 관심 단계(82.15), 강화적 관심 단계(68.80), 협동적 관심 단계(61.97), 그리고 결과적 관심단계(59.76)의 순으로 나타났다. 둘째, 창의 인성 교육에 대한 가정과 교사의 실행 수준은 기계적 실행 수준(수준 3; 21.4%)이 가장 많았으며, 다음으로 탐색 수준(수준 1; 20.9%), 정교화 수준(수준 5; 17.1%), 사용하지 않는 수준(수준 0; 15.0%), 준비 수준(수준 2; 10.2%), 통합 수준(수준 6; 5.9%), 갱신 수준(수준 7; 4.8%), 일상화 수준(수준 4; 4.8%) 순이었다. 셋째, 창의 인성 교육에 대한 가정과 교사의 실행 실태를 조사한 결과, 반 이상의 가정과 교사(56.1%)는 가정과 수업에서 인성 교육에 치중하고 있으며, 31.0%의 교사는 창의 인성 교육을 모두 실행한다고 응답하였다. 반면 소수의 교사(6.4%)는 창의성 교육을 실행한다고 응답하였고 같은 수의 교사(6.4%)는 창의성과 인성 교육 어느 것도 실행하지 않는다고 응답하였다. 가정과 교사의 창의 인성 교육 요소의 실행 정도를 조사한 결과, 창의 인성 교육 요소의 실행은 평균은 5점 만점에서 3.76이었고 창의성 요소의 평균은 3.59, 인성 요소의 평균은 3.94로 보통보다 높았다. 창의성 교육 요소의 실행 정도에 대해서, 개방성/민감성(3.97)을 가장 많이 실행하였고 다음으로 문제해결능력(3.79), 호기심/흥미(3.73), 비판적 사고(3.68), 논리/분석적 사고(3.63), 문제발견능력(3.61), 독창성(3.57), 유추성(3.47), 유창성/융통성(3.46), 정교성(3.46), 상상력(3.37), 몰입/공감(3.37)의 순으로 실행하였다. 인성 교육 요소는 실천력(4.07)을 가장 많이 실행하였고, 다음으로 협동/배려/공정(4.06), 자기관리능력(4.04), 시민의식(4.04), 진로개발능력(4.03), 환경친화능력(3.95), 책임(감)/소유(3.94), 의사결정능력(3.89), 신뢰/정직/약속(3.88), 자율성(3.86), 글로벌역량(3.55)의 순으로 실행한 것으로 나타났다. 창의 인성 교육을 실행할 때 어려운 점으로, 많은 가정과 교사(64.71%)는 창의 인성 교육을 실행할 수업 자료가 부족한 데 있다고 하였으며, 40.11%의 교사는 창의 인성 교육의 연수 기회가 적은데 있다고 응답하였다. 한편 38.50%의 가정과 교사는 창의 인성 교육에 대한 평가 기준을 설정하거나 평가 도구를 개발하는 것이 어렵다고 응답하였고, 25.67%의 교사는 창의 인성 교육 방법을 모른다고 응답하였다. 창의 인성 교육 실행을 위해서 필요한 지원에 대해서, '창의 인성 교육과 관련된 학생들의 체험활동의 확대'(4.34), '창의성과 인성을 중시하는 가정과 수업 문화 조성'(4.29), '학생 발달 단계에 적합한 창의 인성 교육 내용'(4.27), '창의 인성 교육을 담당할 교수 인력 확보'(4.21), '창의 인성 교육의 개념과 가치 확립'(4.09), '지역 사회 기업 등과 연계한 창의 인성 교육 추진'(3.94)의 순으로 응답하였다.

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빅데이터 도입의도에 미치는 영향요인에 관한 연구: 전략적 가치인식과 TOE(Technology Organizational Environment) Framework을 중심으로 (An Empirical Study on the Influencing Factors for Big Data Intented Adoption: Focusing on the Strategic Value Recognition and TOE Framework)

  • 가회광;김진수
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제24권4호
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    • pp.443-472
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    • 2014
  • To survive in the global competitive environment, enterprise should be able to solve various problems and find the optimal solution effectively. The big-data is being perceived as a tool for solving enterprise problems effectively and improve competitiveness with its' various problem solving and advanced predictive capabilities. Due to its remarkable performance, the implementation of big data systems has been increased through many enterprises around the world. Currently the big-data is called the 'crude oil' of the 21st century and is expected to provide competitive superiority. The reason why the big data is in the limelight is because while the conventional IT technology has been falling behind much in its possibility level, the big data has gone beyond the technological possibility and has the advantage of being utilized to create new values such as business optimization and new business creation through analysis of big data. Since the big data has been introduced too hastily without considering the strategic value deduction and achievement obtained through the big data, however, there are difficulties in the strategic value deduction and data utilization that can be gained through big data. According to the survey result of 1,800 IT professionals from 18 countries world wide, the percentage of the corporation where the big data is being utilized well was only 28%, and many of them responded that they are having difficulties in strategic value deduction and operation through big data. The strategic value should be deducted and environment phases like corporate internal and external related regulations and systems should be considered in order to introduce big data, but these factors were not well being reflected. The cause of the failure turned out to be that the big data was introduced by way of the IT trend and surrounding environment, but it was introduced hastily in the situation where the introduction condition was not well arranged. The strategic value which can be obtained through big data should be clearly comprehended and systematic environment analysis is very important about applicability in order to introduce successful big data, but since the corporations are considering only partial achievements and technological phases that can be obtained through big data, the successful introduction is not being made. Previous study shows that most of big data researches are focused on big data concept, cases, and practical suggestions without empirical study. The purpose of this study is provide the theoretically and practically useful implementation framework and strategies of big data systems with conducting comprehensive literature review, finding influencing factors for successful big data systems implementation, and analysing empirical models. To do this, the elements which can affect the introduction intention of big data were deducted by reviewing the information system's successful factors, strategic value perception factors, considering factors for the information system introduction environment and big data related literature in order to comprehend the effect factors when the corporations introduce big data and structured questionnaire was developed. After that, the questionnaire and the statistical analysis were performed with the people in charge of the big data inside the corporations as objects. According to the statistical analysis, it was shown that the strategic value perception factor and the inside-industry environmental factors affected positively the introduction intention of big data. The theoretical, practical and political implications deducted from the study result is as follows. The frist theoretical implication is that this study has proposed theoretically effect factors which affect the introduction intention of big data by reviewing the strategic value perception and environmental factors and big data related precedent studies and proposed the variables and measurement items which were analyzed empirically and verified. This study has meaning in that it has measured the influence of each variable on the introduction intention by verifying the relationship between the independent variables and the dependent variables through structural equation model. Second, this study has defined the independent variable(strategic value perception, environment), dependent variable(introduction intention) and regulatory variable(type of business and corporate size) about big data introduction intention and has arranged theoretical base in studying big data related field empirically afterwards by developing measurement items which has obtained credibility and validity. Third, by verifying the strategic value perception factors and the significance about environmental factors proposed in the conventional precedent studies, this study will be able to give aid to the afterwards empirical study about effect factors on big data introduction. The operational implications are as follows. First, this study has arranged the empirical study base about big data field by investigating the cause and effect relationship about the influence of the strategic value perception factor and environmental factor on the introduction intention and proposing the measurement items which has obtained the justice, credibility and validity etc. Second, this study has proposed the study result that the strategic value perception factor affects positively the big data introduction intention and it has meaning in that the importance of the strategic value perception has been presented. Third, the study has proposed that the corporation which introduces big data should consider the big data introduction through precise analysis about industry's internal environment. Fourth, this study has proposed the point that the size and type of business of the corresponding corporation should be considered in introducing the big data by presenting the difference of the effect factors of big data introduction depending on the size and type of business of the corporation. The political implications are as follows. First, variety of utilization of big data is needed. The strategic value that big data has can be accessed in various ways in the product, service field, productivity field, decision making field etc and can be utilized in all the business fields based on that, but the parts that main domestic corporations are considering are limited to some parts of the products and service fields. Accordingly, in introducing big data, reviewing the phase about utilization in detail and design the big data system in a form which can maximize the utilization rate will be necessary. Second, the study is proposing the burden of the cost of the system introduction, difficulty in utilization in the system and lack of credibility in the supply corporations etc in the big data introduction phase by corporations. Since the world IT corporations are predominating the big data market, the big data introduction of domestic corporations can not but to be dependent on the foreign corporations. When considering that fact, that our country does not have global IT corporations even though it is world powerful IT country, the big data can be thought to be the chance to rear world level corporations. Accordingly, the government shall need to rear star corporations through active political support. Third, the corporations' internal and external professional manpower for the big data introduction and operation lacks. Big data is a system where how valuable data can be deducted utilizing data is more important than the system construction itself. For this, talent who are equipped with academic knowledge and experience in various fields like IT, statistics, strategy and management etc and manpower training should be implemented through systematic education for these talents. This study has arranged theoretical base for empirical studies about big data related fields by comprehending the main variables which affect the big data introduction intention and verifying them and is expected to be able to propose useful guidelines for the corporations and policy developers who are considering big data implementationby analyzing empirically that theoretical base.