자궁경부암은 전 세계적으로 여성에게 발생하는 암 중 네 번째로 흔한 암이며, 2020년 한 해 동안 60만 4천 건 이상의 신규 케이스가 보고되었고 이로 인한 사망자 수는 약 34만 1천 831명에 달했다. 콕스 회귀 모델은 암 연구에서 널리 채택되고 있는 주요 모델이지만, 비선형 연관성의 존재를 고려하면 선형 가정으로 인해 한계에 부딪힌다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 논문에서는 ResNet의 잔여 학습 프레임워크를 활용하여 자궁경부암 사망률 예측의 정확성을 개선한 새로운 모델인 ResSurvNet을 제안한다. 이 모델은 본 연구에서 비교한 DNN, CPH, CoxLasso, Cox Gradient Boost, RSF 모델들을 능가하는 정확도를 보여주었기에 이러한 우수한 예측 성능은 자궁경부암 환자 관리에 있어 조기 진단 및 치료 전략 수립에 기여할 수 있고 임상적으로 적용할 때 큰 가치가 있음을 입증하며, 생존 분석 분야에서도 의미 있는 진전을 나타낸다.
미세먼지에 대한 연구는 실시간으로 발전하고 있으며, 예측 모델의 정확도를 향상시키기 위해 다양한 방법이 연구되고 있다. 또한 미세먼지의 정확한 원인과 영향을 파악하기 위해 이러한 다양한 요소들을 고려하는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 PM2.5와 상관성이 있는 데이터를 계절을 기준으로 구분하여 학습하는 예측 모델과 특정 농도를 기준으로 저농도와 고농도를 구분하여 학습하는 모델을 통해 예측 성능의 비교 및 분석을 진행하였다. 기상데이터와 대기오염 물질 데이터를 사용하였으며 PM2.5와 상관관계를 확인하여 학습 및 평가를 위한 데이터를 구성하였다. 계절별 예측 모델과 농도별 예측 모델은 LSTM으로 설계하였으며, 세부 파라미터는 하이퍼 파라미터 탐색을 통해 적용하였다. 예측 모델의 성능 평가는 정확도, RMSE, MAPE, 저농도와 고농도 구간에서의 정확도 그리고 AQI를 기준으로 4개의 범위에 대한 정확도로 진행하였다. 성능 평가 결과, 농도별 학습을 진행한 예측 모델이 AQI 기준 "나쁨" 구간의 정확도에서 91.02%의 정확도를 보였으며, 계절별 학습을 진행한 예측 모델보다 전반적으로 좋은 성능을 보였다.
한국의 노인(65세 이상) 자살 문제는 점차 심각해지고 있는 추세이다. 급격한 인구 고령화 흐름에 따라 이러한 고령층의 자살 추세가 더욱 가속화될 것으로 추정되고 있어, 노인 자살을 예방하고 감소시키는 것이 개인 뿐만 아니라 중요한 사회적 과제로 대두되고 있다. 따라서 본 연구는 한국 노인들을 대상으로 자살 생각의 원인 요인을 파악하고 예측 모델을 개발하는 것을 목적 한다. 본 연구는 한국복지패널조사에서 제공하는 7개년의 패널 데이터를 활용하였으며 자살의 대인 관계 이론(interpersonal theory of suicide)과 사회 해체 이론(social disorganization theory)을 바탕으로 노인 자살의 잠재 원인 요인들을 선정한다. 다음으로 노인의 자살 생각에 대한 원인 요인 파악을 위해 패널 로짓 모형 분석을 진행하고 노인 자살 생각의 예측 모델 개발을 위해 딥 러닝과 머신 러닝 알고리즘을 활용한다. 본 연구는 계량 모형 분석을 통해 검증한 주요 원인 요인들을 활용하여 노인 자살을 예방할 수 있는 구체적인 노인 복지 정책 수립에 기여하고자 한다. 본 연구에서 제시된 예측 모델은 자살 고위험군 노인을 선별하고 관리할 수 있는 방안 마련의 기반을 제공한다. 또한 본 연구는 혼합방법론의 시너지를 보였다는 점에서 학술적 시사점을 가진다.
클라우드 컴퓨팅이 널리 사용되면서, 데이터 유출에 대한 관심도 같이 증가하고 있다. 동형암호는 데이터를 암호화된 채로 클라우드 서버에서 연산을 수행함으로써 해당 문제를 해결할 수 있다. 그러나, 프로그램 전체를 동형암호로 연산하는 것은 큰 오버헤드를 가지고 있다. 프로그램의 일부분만 동형암호를 사용하는 것은 오버헤드를 줄일 수 있지만, 사용자가 직접 프로그램의 코드를 분할하는 것은 시간이 오래 걸리는 작업이고 또한 에러를 발생시킬 수 있다. 이 연구는 지시문을 활용하여 동형암호 프로그램의 코드를 분할하는 컴파일러인 Heapa를 제시하였다. 사용자가 프로그램에 클라우드 컴퓨팅 영역에 대한 코드를 지시문으로 삽입하면 Heapa는 클라우드 서버와 호스트사이의 통신 및 암호화를 적용시킨 계획을 세우고, 분할된 프로그램을 생성한다. Heapa는 영역 단위의 지시문뿐만 아니라 연산 단위의 지시문도 사용가능하여 프로그램을 더 세밀한 단계로 분할 가능하다. 이 연구에선 6개의 머신러닝 및 딥러닝 어플리케이션을 통해 컴파일러의 성능을 측정했으며, Heapa는 기존 동형암호를 활용한 클라우드 컴퓨팅보다 3.61배 개선된 성능을 보여주었다.
본 연구에서는 도구 교과인 수학을 중심으로 과학 교과를 수학 교과와 체계적으로 연결하는 방안을 제시하기 위한 목적으로 연구를 진행하였다. 이를 위해 첫째, 수학 교과를 중심으로 수학 교과와 과학 교과의 상호연계성에 대해 고찰하였다. 둘째, 수학 학습이 과학 학습에 미치는 경향을 살펴보기 위해 설문 조사를 실시하여 그 결과를 분석하였다. 설문 조사 및 결과 분석은 수학을 과학보다 상당시간 일찍 학습하는 경우, 수학을 과학과 거의 동시에 학습하는 경우, 과학을 수학보다 일찍 학습하는 경우로 나누어 수학 학습이 과학 학습에 미치는 경향을 분석하였다. 셋째, 수학 교과와 과학 교과를 체계적으로 연결하기 위한 구체적인 방안을 개발하였다. 이러한 연구 결과를 통해 수학학습이 과학학습에 긍정적인 영향을 주어 학업성취 능력의 향상과 학생들이 수학의 가치를 깨닫는데 도움이 되리라 기대한다.
자동화된 정적분석 도구는 소스 코드상에 잠재된 결함을 개발자들이 적은 노력으로 빠르게 찾을 수 있도록 도와준다. 하지만 이러한 정적분석 도구는 수정할 필요가 없는 오탐지 경고들을 무수하게 발생시킨다. 본 연구에서는 소스코드 블록의 토픽 모델을 이용한 인공신경망 기반의 경고 분류 기법을 제안한다. 소프트웨어 변경 관리 시스템으로부터 버그를 수정한 리비전들을 수집하고, 개발자들로부터 수정된 코드 블록들을 추출한다. 토픽 모델링을 이용하여 수집된 코드 블록의 토픽 분포 값을 구하고, 코드 블록의 리비전 간 경고들의 삭제 여부를 표현하는 이진데이터를 인공신경망의 입력 값과 출력 값으로 사용하여 심층 학습을 수행한다. 그 결과, 인공신경망 기반의 분류 모델이 높은 예측 성능으로 진성 또는 오탐지 경고를 분류하였다.
웹 상에 수 많은 문서가 등장함에 따라 기존 문서와 내용이 중복되는 문서를 찾아서 제외함으로써 새로운 문서를 찾는 노력을 줄일 수 있어 문서 수준의 신규성 탐지(novelty detection)가 중요해졌다. 최근 연구에서는 합성곱 신경망(CNN) 구조 기반의 신규성 탐지 모델 구조가 제안되었고 상당한 성능 향상을 나타내였다. 본 논문에서는 기존의 CNN 기반의 모델에서 문서 수준의 정보가 제한적으로 사용되는 것을 관측하고 문서의 신규성을 결정할 때 문서 수준의 정보가 중요하므로 제한적인 사용이 문제가 된다고 가정하였다. 이에 대한 해결책으로, 본 논문에서는 합성곱 신경망 기반 신규성 탐지 모델 구조를 개선하여 문서 수준 정보를 효과적으로 사용하는 두 가지 방법을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 방법은 대상(target) 문서와 증거로 주어진 출처(source) 문서 사이의 상대적(relative) 정보를 추출하여 신규성을 분류할 대상 문서의 특징 벡터를 구성하는 것에 초점을 맞춘다. 본 논문에서는 표준 벤치마크 데이터 셋인 TAP-DLND 1.0를 이용하여 여러 실험을 통해서 제안한 방법의 우수성을 보여준다.
최근 비전분야에 소개된 Mask R-CNN은 객체 인스턴스 세분화를위한 개념적으로 간단하고 유연하며 일반적인 프레임 워크를 제시한다. 이 논문에서는 열적외선 카메라로부터 획득한 열감지영상에서 발열체인 인스턴스에 대해 발열부위의 세그멘테이션 마스크를 생성하는 동시에 이미지 내의 오브젝트 발열부분을 효율적으로 탐색하는 알고리즘을 제안한다. Mask R-CNN 기법은 바운딩 박스 인식을 위해 기존 브랜치와 병렬로 객체 마스크를 예측하기 위한 브랜치를 추가함으로써 Faster R-CNN을 확장한 알고리즘이다. Mask R-CNN은 훈련이 간단하고 빠르게 실행하는 고속 R-CNN에 추가된다. 더욱이, Mask R-CNN은 다른 작업으로 일반화하기 용이하다. 본 연구에서는 이 R-CNN기반 적외선 영상 검출알고리즘을 제안하여 RGB영상에서 구별할 수 없는 발열체를 탐지하였다. 실험결과 Mask R-CNN에서 변별하지 못하는 발열객체를 성공적으로 검출하였다.
본 논문은 다중 관측소에서 측정된 지진 신호를 이용한 그래프 합성곱 신경망 기반 지진 이벤트 분류 방법을 제안한다. 기존의 딥러닝 기반 지진 이벤트 분류 방법은 대부분 단일 관측소에서 측정된 신호로부터 지진 이벤트를 분류한다. 지진 관측망에는 수많은 지진 관측소가 존재하며 하나의 관측소만 사용하는 방법보다 여러 관측소의 정보를 동시에 활용하는 방법이 지진 이벤트 분류 성능 향상을 이끌 수 있다. 본 논문에서는 단일 관측소에서 측정된 지진 신호들에 합성곱 신경망을 적용해 임베딩 특징을 추출한 후 그래프 합성곱 신경망을 이용해 단일 관측소들 사이의 정보를 융합하는 다중 관측소 기반 지진 이벤트 분류 구조를 제안한다. 관측소의 개수 변화 등 다양한 실험을 통해 제안한 모델의 성능 검증을 수행하였으며 실험 결과 제안하는 모델이 단일 관측소 기반 분류 모델보다 약 10 % 이상의 정확도와 이벤트 재현율 성능 향상을 보여주었다.
클릭률(CTR) 예측은 사용자가 주어진 항목을 클릭할 확률을 추정하는 것으로 온라인 광고 수익 극대화를 위한 전략 결정에 중요한 역할을 한다. 최근 CTR 예측을 위해 CNN을 활용하는 시도가 이루어지고 있다. CTR 데이터는 특징 정보가 연관성 측면에서 의미 있는 순서를 갖지 않기 때문에, 임의의 순서로 배열될 수 있다. 하지만 CNN은 필터 사이즈에 의해 제한된 로컬 정보만을 학습하기 때문에 데이터 배열이 성능에 큰 영향을 줄 수 있다. 이 논문에서는 CNN이 수집할 수 있는 모든 로컬 특징 정보를 추출할 수 있는 데이터 배열 집합을 생성하고 생성된 배열들에 대하여 개별 CNN 모듈들이 특징들을 학습할 수 있는 다중 배열 CNN 모델을 제안한다. 대규모 데이터 세트에 대한 실험 결과에 따르면 제안된 모델은 기존 CNN 대비 AUC의 RI에서 22.6% 상승 효과를, 제안된 배열 생성 방법은 임의 생성 방법보다 3.87% 성능 향상을 달성하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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