• 제목/요약/키워드: Expectation and Maximization Algorithm

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한국인에 있어서 MDRI 유전자(exon 12, 21 및 26)의 일배체형 분석 (Haplotype Analysis of MDRI Gene (Exon 12, 21 and 26) in Korean)

  • 김세미;박선애;조혜영;이용복
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제38권6호
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    • pp.365-372
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    • 2008
  • The aim of this study was to investigate the frequency of the SNPs on MDR1 exon 12, 21 and 26 in Korean population and to analyze haplotype frequency on MDR1 exon 12, 21 and 26 in Korean population. A total of 426 healthy subjects was genotyped for MDR1, using polymerase chain reaction-based diagnostic tests. Haplotype was statistically inferred using an algorithm based on the expectation-maximization (EM). MDR1 C1236T genotyping revealed that the frequency for homozygous wild-type (C/C), heterozygous (C/T) and for homozygous mutant-type (T/T) was 20.19%, 46.48% and 33.33%, respectively. MDR1 G2677T/A genotyping revealed that the frequency for homozygous G/G, heterozygous G/T, homozygous T/T, heterozygous G/A, heterozygous T/A and for homozygous A/A type was 30.75%, 42.26%, 9.86%, 7.51 %, 7.04% and 2.58%, respectively. MDR1 C3435T genotyping revealed that the frequency for homozygous wild-type (C/C), heterozygous (C/T) and for homozygous mutant-type (T/T) was 38.73%, 50.24% and 11.03%, respectively. Twelve haplotypes were observed. Of the three major haplotypes identified (CGC, TTT and TGC), the CGC haplotype were mainly predominant in the Korean populations and accounted for 29.96% of total haplotype in Korean.

Daily adaptive proton therapy: Feasibility study of detection of tumor variations based on tomographic imaging of prompt gamma emission from proton-boron fusion reaction

  • Choi, Min-Geon;Law, Martin;Djeng, Shin-Kien;Kim, Moo-Sub;Shin, Han-Back;Choe, Bo-Young;Yoon, Do-Kun;Suh, Tae Suk
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제54권8호
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    • pp.3006-3016
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    • 2022
  • In this study, the images of specific prompt gamma (PG)-rays of 719 keV emitted from proton-boron reactions were analyzed using single-photon emission computed tomography (SPECT). Quantitative evaluation of the images verified the detection of anatomical changes in tumors, one of the important factors in daily adaptive proton therapy (DAPT) and verified the possibility of application of the PG-ray images to DAPT. Six scenarios were considered based on various sizes and locations compared to the reference virtual tumor to observe the anatomical alterations in the virtual tumor. Subsequently, PG-rays SPECT images were acquired using the modified ordered subset expectation-maximization algorithm, and these were evaluated using quantitative analysis methods. The results confirmed that the pixel range and location of the highest value of the normalized pixel in the PG-rays SPECT image profile changed according to the size and location of the virtual tumor. Moreover, the alterations in the virtual tumor size and location in the PG-rays SPECT images were similar to the true size and location alterations set in the phantom. Based on the above results, the tumor anatomical alterations in DAPT could be adequately detected and verified through SPECT imaging using the 719 keV PG-rays acquired during treatment.

폐색 영역을 고려한 시간 축 스테레오 매칭 (Temporal Stereo Matching Using Occlusion Handling)

  • 백으뜸;호요성
    • 전자공학회논문지
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    • 제54권2호
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    • pp.99-105
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    • 2017
  • 스테레오 정합은 두 영상의 색상과 공간 유사성이 최대가 되는 지점을 찾아 깊이 정보를 예측한다. 그런데, 두 시점 사이에 발생하는 폐색 영역으로 잘못된 깊이 정보를 얻게 되고, 폐색 영역을 보완하지 않은 깊이 정보는 시간 축 스테레오 매칭에서 잡음을 전파하는 문제를 일으킨다. 본 논문은 폐색 영역을 보완하여 시간 축 상에서 발생하는 잡음의 전파를 줄이고, 정확한 깊이 정보를 공유하여 스테레오 매칭의 정확성을 높이는 방법을 제안한다. 제안한 알고리즘을 수행하기 위해 색상과 공간의 유사성을 계산하는 함수를 정의하여 초기 깊이 정보를 예측하고, 세 가지 제약사항을 고려한 에너지 함수를 세워 (EM: expectation maximization) 으로 폐색 영역을 구한 뒤, 동적 프로그래밍 방법으로 예측된 폐색 영역을 보정한다. 끝으로, 이전시점에 구해진 정확한 깊이 정보를 사용하여 시간 축 스테레오 매칭을 수행한다. 실험을 통해 제안한 알고리즘이 기존의 폐색영역 예측 방법보다 우수한 성능을 가지는 것을 알 수 있었으며, 시간 축 정보를 고려하지 않은 스테레오 매칭 방법보다 정확한 결과를 얻는 것을 확인할 수 있었다.

개 심장사상충을 진단하기 위한 중합연쇄반응검사 (PCR)의 진단적 특성 평가 (Evaluation of Diagnostic Performance of a Polymerase Chain Reaction for Detection of Canine Dirofilaria immitis)

  • 박선일;김두
    • 한국임상수의학회지
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    • 제24권2호
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    • pp.77-81
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    • 2007
  • 본 연구는 개에서 심장사상충을 검출하기 위하여 표준검사를 적용하지 않은 상황에서 중합연쇄반응검사 (PCR)의 진단 능력을 평가하였다. 효소면역검사법 (ELISA)과 PCR 검사를 동시에 사용한 경우 PCR 검사의 민감도와 특이도는 두 검사의 조건부 독립을 가정한 상태에서expectation-maximization (EM) 알고리즘을 이용한 최대우도법과 Bayesian 기법으로 두 집단 검사 모형으로 분석하였다 2002-2004년 기간 중 심장사상충검사 결과를 기록한 의무기록에서 무작위로 266개 결과를 추출하여 133개씩 2회의 시험으로 배치하였다. 2회의 분석결과를 종합할 때 EM 알고리즘에서 PCR 검사의 민감도와 특이도는 각각 96.4-96.7%와 97.6-98.8%, Bayesian기법에서는 94.4-94.8h와 97.1-98%로 추정되었다. PCR 검사는 심장사상충을 스크리닝하는 도구로 유용하며, 표준검사를 적용하지 않은 상황에서 진단검사의 특성을 추론하는 방법으로 Bayesian 기법은 매우 유용함을 확인하였다.

Extreme value modeling of structural load effects with non-identical distribution using clustering

  • Zhou, Junyong;Ruan, Xin;Shi, Xuefei;Pan, Chudong
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제74권1호
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    • pp.55-67
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    • 2020
  • The common practice to predict the characteristic structural load effects (LEs) in long reference periods is to employ the extreme value theory (EVT) for building limit distributions. However, most applications ignore that LEs are driven by multiple loading events and thus do not have the identical distribution, a prerequisite for EVT. In this study, we propose the composite extreme value modeling approach using clustering to (a) cluster initial blended samples into finite identical distributed subsamples using the finite mixture model, expectation-maximization algorithm, and the Akaike information criterion; (b) combine limit distributions of subsamples into a composite prediction equation using the generalized Pareto distribution based on a joint threshold. The proposed approach was validated both through numerical examples with known solutions and engineering applications of bridge traffic LEs on a long-span bridge. The results indicate that a joint threshold largely benefits the composite extreme value modeling, many appropriate tail approaching models can be used, and the equation form is simply the sum of the weighted models. In numerical examples, the proposed approach using clustering generated accurate extrema prediction of any reference period compared with the known solutions, whereas the common practice of employing EVT without clustering on the mixture data showed large deviations. Real-world bridge traffic LEs are driven by multi-events and present multipeak distributions, and the proposed approach is more capable of capturing the tendency of tailed LEs than the conventional approach. The proposed approach is expected to have wide applications to general problems such as samples that are driven by multiple events and that do not have the identical distribution.

가우시안 영역 분리 기반 명암 대비 향상 (Contrast Enhancement based on Gaussian Region Segmentation)

  • 심우성
    • 방송공학회논문지
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    • 제22권5호
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    • pp.608-617
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    • 2017
  • 영역 분리에 의한 명암대비 방법들이 제안되어 왔지만 영상의 히스토그램에 따라 과포화 되는 부작용이나 밝기 값 보존과 명암대비 효과의 상반 관계에 대한 개선이 필요하다. 본 논문은 다양한 히스토그램에서도 명암 대비가 개선 되도록 영역 분리 시 각 서브 영역이 가우시안 분포를 갖도록 분리하고 영역별 평활화하는 명암 대비 방법을 제안 한다. 영역 분리는 $L^*a^*b^*$ 컬러 공간에서 K-평균 방법과 기대-최대 방법에 의해 영역맵과 확률맵을 생성하며 영역별 히스토그램 평활화 방법은 영역간 히스토그램 중복 최소를 위해 평균값 이동과 영역 분리에서 생성된 확률맵을 변환 함수에 활용함으로써 영역별 밝기값을 보존 하였다. 실험은 기존의 명암 대비 방법들과 평균 밝기 차이와 평균 엔트로피 값을 이용하여 밝기 변화가 적고 영상의 세부 정보가 표현됨에 의한 명암대비 개선을 보인다.

구간평균 기법과 직선으로부터의 최대거리를 이용한 초분광영상의 무감독변화탐지 (Unsupervised Change Detection of Hyperspectral images Using Range Average and Maximum Distance Methods)

  • 김대성;김용일;편무욱
    • 한국측량학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.71-80
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    • 2011
  • 임계값 결정은 변화유무만을 판단하는 무감독변화탐지에 있어 매우 중요한 과정으로 인식되고 있다. 본 논문은 향후 수요 증가가 기대되는 원격탐사 데이터 중 하나인 초분광영상을 이용한 새로운 무감독변화탐지 기법을 제안하고 있다. 다중시기의 화소간 유사도 측정을 통해 도출된 결과값을 일정 간격으로 평균하여 그래프를 생성하고, 최대거리 기법을 적용하여 변화유무 정보를 추출하기 위한 임계값을 결정하였다. 참조자료를 취득할 수 있는 두 가지 의사영상을 통해 기대최대화 기법, 교점방법, Otsu 기법과 결과를 비교하여 성능을 평가하였으며, 이를 토대로 다중시기의 Hyperion 영상에 각 기법을 적용하여 변화탐지 결과를 확인하였다. 제안기법은 기존의 임계값 결정 기법과 비슷하거나 높은 정확도를 보였으며, 간단하게 적용할 수 있는 장점이 있어 향후 초분광영상을 이용한 무감독변화탐지에 효과적으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

Prediction of Future Milk Yield with Random Regression Model Using Test-day Records in Holstein Cows

  • Park, Byoungho;Lee, Deukhwan
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제19권7호
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    • pp.915-921
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    • 2006
  • Various random regression models with different order of Legendre polynomials for permanent environmental and genetic effects were constructed to predict future milk yield of Holstein cows in Korea. A total of 257,908 test-day (TD) milk yield records from a total of 28,135 cows belonging to 1,090 herds were considered for estimating (co)variance of the random covariate coefficients using an expectation-maximization REML algorithm in an animal mixed model. The variances did not change much between the models, having different order of Legendre polynomial, but a decreasing trend was observed with increase in the order of Legendre polynomial in the model. The R-squared value of the model increased and the residual variance reduced with the increase in order of Legendre polynomial in the model. Therefore, a model with $5^{th}$ order of Legendre polynomial was considered for predicting future milk yield. For predicting the future milk yield of cows, 132,771 TD records from 28,135 cows were randomly selected from the above data by way of preceding partial TD record, and then future milk yields were estimated using incomplete records from each cow randomly retained. Results suggested that we could predict the next four months milk yield with an error deviation of 4 kg. The correlation of more than 70% between predicted and observed values was estimated for the next four months milk yield. Even using only 3 TD records of some cows, the average milk yield of Korean Holstein cows would be predicted with high accuracy if compared with observed milk yield. Persistency of each cow was estimated which might be useful for selecting the cows with higher persistency. The results of the present study suggested the use of a $5^{th}$ order Legendre polynomial to predict the future milk yield of each cow.

부채살 SPECT 데이터를 위한 정칙화된 기댓값 최대화 재구성기법 개발 (Development of Regularized Expectation Maximization Algorithms for Fan-Beam SPECT Data)

  • 김수미;이재성;이수진;김경민;이동수
    • 대한핵의학회지
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    • 제39권6호
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    • pp.464-472
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    • 2005
  • 목적: 부채살 단일광자단층촬영(SPECT)은 공간분해능과 민감도를 개선하는 것으로 알려져 있다. 보다 정확한 영상을 얻고 인체에 대한 SPECT의 영상화 과정을 정확하게 묘사하기 위하여 평행 데이터로 재배열하는 과정 없이 직접 부채살 데이터를 이용하여 재구성하는 알고리즘이 필요하다. 본 연구는 다양한 부채살 재구성 알고리즘을 구현하였고 각 방법의 성능을 비교하였다. 대상 및 방법: 선추적법을 적용하여 부채살 투사기와 이로부터 얻은 데이터를 직접 재구성할 수 있는 FBP, EM, OS-EM과 MAP-EM OSL 알고리즘을 구현하였다. OSL 알고리즘의 경우에는 membrane과 thin plate prior를 사용하였다. 직접 부채살 데이터를 재구성하는 방법의 성능을 평가하기 위해 양방향 최근접 이웃, 양방향 1차와 양방향 3차 보간법을 사용하여 재배열된 평행 데이터를 얻었고 이 데이터를 기존의 평행 데이터에 대한 EM 알고리즘을 사용하여 재구성하였다. Hoffman 두뇌와 Shepp/Logan 팬텀으로부터 얻은 잡음 없는 데이터와 잡음 있는 데이터는 각 방법으로 재구성하였으며 퍼센트 오차를 계산하여 각 재구성된 영상을 비교하였다. 결과: Thin-plate 사전 분포함수를 사용한 OSL 방법이 가장 낮은 오차를 가지며 잡음으로 인한 결과 영상의 불안정성을 효과적으로 제어함을 확인할 수 있었다. 부채살 데이터를 평행 데이터로 재배열시 양방향 1차 보간법이 정확성과 계산 시간 측면에서 가장 효율적인 방법임을 확인하였다. 재배열된 평행 데이터의 EM결과에 비해 직접 부채살 데이터를 재구성하여 얻은 결과영상이 더 정확하게 재구성되었다. 결론: 본 연구에서는 평행 데이터로 재배열한 경우에 비하여 보다 정확한 영상을 재구성하는 직접 부채살 재구성 알고리즘을 구현하였으며 이는 정량적으로 월등히 개선된 결과를 제공함을 확인하였다.

EM기반의 감마 CT 영상복원을 위한 가중치 함수 비교분석 (Comparative Analysis of the Weight Functions for the Reconstruction of a Gamma-ray CT based on the EM Technique)

  • 이나영;정성희;김종범;김진섭;김재호
    • 비파괴검사학회지
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    • 제27권5호
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    • pp.449-458
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    • 2007
  • 본 논문에서는 감마선을 이용하여 석유화학 공정설비 내부의 단면영상을 복원하였다. 감마 CT 영상 복원을 위해 $5\;mm{\phi}$ 감마선을 팬텀에 조사하여 NaI(T1) 섬광검출기로 스캔하였으며 반복적인 영상복원 방법인 EM 기법으로 가중치 함수를 비교하였다. 감마 CT 영상이 정확히 복원되었는지 확인하기위하여 3가지 가중치 함수에 대해 히스토그램의 명암값 분포를 비교하였다. 실험 결과를 통해 빔 면적에 의한 가중치 함수로 복원할 경우, 원 영상에 가장 가깝게 복원되는 것을 확인하였다.