• 제목/요약/키워드: Fuzzy C-means Clustering

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PCA알고리즘을 이용한 최적 pRBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템 설계 (Design of Optimized pRBFNNs-based Night Vision Face Recognition System Using PCA Algorithm)

  • 오성권;장병희
    • 전자공학회논문지
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    • 제50권1호
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    • pp.225-231
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    • 2013
  • 본 연구에서는 PCA알고리즘을 이용한 최적 pRBFNNs 기반 나이트비전 얼굴인식 시스템을 설계 하고자 한다. 조명이 없는 주위 상태 하에서 조도가 낮기 때문에 CCD 카메라를 이용하여 영상을 획득하는 것이 어렵다. 본 논문에서는 낮은 조도에 의해 왜곡된 이미지의 품질을 나이트 비전 카메라와 히스토그램 평활화를 사용하여 향상시킨다. 그리고 얼굴과 비얼굴 이미지 영역 사이에서 얼굴 이미지를 검출하기 위하여 Ada-Boost 알고리즘을 사용한다. 추출된 고차원 특징 데이터를 저차원의 특징 데이터로 변환하기 위하여 데이터 차원축소 기법인 주성분 분석법(Principal Components Analysis; PCA)을 사용한다. 또한 인식 모듈로서 pRBFNNs(Polynomial- based Radial Basis Function Neural Networks) 패턴분류기를 소개한다. 제안된 다항식 기반 RBFNNs은 조건부, 결론부, 추론부 세 가지의 기능적 모듈로 구성되어 있다. 조건부는 FCM (Fuzzy C-means) 클러스터링을 사용하여 입력공간을 분할하고, 결론부는 분할된 로컬 영역을 다항식 함수로 표현한다. 그리고 차분진화 (Differential Evolution; DE) 알고리즘을 사용하여 모델의 파라미터를 최적화 한다.

방사형 기저함수 신경회로망 기반 숫자 인식 시스템의 설계 : 전처리 알고리즘을 이용한 인식성능의 비교연구 (Design of Digits Recognition System Based on RBFNNs : A Comparative Study of Pre-processing Algorithms)

  • 김은후;김봉연;오성권
    • 전기학회논문지
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    • 제66권2호
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    • pp.416-424
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    • 2017
  • In this study, we propose a design of digits recognition system based on RBFNNs through a comparative study of pre-processing algorithms in order to recognize digits in handwritten. Histogram of Oriented Gradient(HOG) is used to get the features of digits in the proposed digits recognition system. In the pre-processing part, a dimensional reduction is executed by using Principal Component Analysis(PCA) and (2D)2PCA which are widely adopted methods in order to minimize a loss of the information during the reduction process of feature space. Also, The architecture of radial basis function neural networks consists of three functional modules such as condition, conclusion, and inference part. In the condition part, the input space is partitioned with the use of fuzzy clustering realized by means of the Fuzzy C-Means algorithm. Also, it is used instead of gaussian function to consider the characteristic of input data. In the conclusion part, the connection weights are used as the extended type of polynomial expression such as constant, linear, quadratic and modified quadratic. By using MNIST handwritten digit benchmarking database, experimental results show the effectiveness and efficiency of proposed digit recognition system when compared with other studies.

후각정보 표현, 부호화 및 클러스터링에 관한 연구 (The study on representation, Digital coding and Clustering of odor information)

  • 김정도;정우석;김동진
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2004년도 학술대회 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.598-601
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    • 2004
  • In this paper, we suggest method that change odors to digital data. For this, we selected emotional adjective of odors as olfactory receptor This emotional adjective(expressional receptor) is about 40. Each odors are expressed by adjective equivalent to oneself. Expressed odors as emotional receptor is encoded as proposed method for transmission, and after transmission, It should be decoded for expression again. The applied decoding method is fuzzy c-means clustering algorithm(FCMA). But, because odor data is expressed to 40 dimensions, FCMA uses a lot of computing times and memories. To solve this problem, after we reduce dimension through principal component analysis(PCA), we use FCMA algorithm.

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Nonlinear damage detection using higher statistical moments of structural responses

  • Yu, Ling;Zhu, Jun-Hua
    • Structural Engineering and Mechanics
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    • 제54권2호
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    • pp.221-237
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    • 2015
  • An integrated method is proposed for structural nonlinear damage detection based on time series analysis and the higher statistical moments of structural responses in this study. It combines the time series analysis, the higher statistical moments of AR model residual errors and the fuzzy c-means (FCM) clustering techniques. A few comprehensive damage indexes are developed in the arithmetic and geometric mean of the higher statistical moments, and are classified by using the FCM clustering method to achieve nonlinear damage detection. A series of the measured response data, downloaded from the web site of the Los Alamos National Laboratory (LANL) USA, from a three-storey building structure considering the environmental variety as well as different nonlinear damage cases, are analyzed and used to assess the performance of the new nonlinear damage detection method. The effectiveness and robustness of the new proposed method are finally analyzed and concluded.

퍼지 클러스터링에 의한 항만의 분류 (Classification of Foreign Trade Ports using Fuzzy Clustering)

  • 양원재;금종수
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2000년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.129-132
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    • 2000
  • Grouping ports in certain region by their characteristics could be used as the principal informations to establish national policy for port development or investment and also to analyze the competitiveness between ports. Currently Korean ports are divided into two groups such as the local port and the designated port containing foreign trade port and coastal port under the Korean port law. These divisions seem to be used for port administration as the matter of convenience but some qualitative grouping is needed for research of port problems. In this paper, 28 major Korean ports were clustered by the similar characteristics using Fuzzy C-Means and found to be classified 8 qualitative groups.

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HCM 방법을 이용한 다중 FNN 설계에 관한 연구 (A Study on the Design of Multi-FNN Using HCM Method)

  • 박호성;윤기찬;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 1999년도 추계학술대회 논문집 학회본부 B
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    • pp.797-799
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    • 1999
  • In this paper, we design the Multi-FNN(Fuzzy-Neural Networks) using HCM Method. The proposed Multi-FNN uses simplified inference as fuzzy inference method and Error Back Propagation Algorithm as learning rules. Also, We use HCM(Hard C-Means) method of clustering technique for improvement of output performance from pre-processing of input data. The parameters such as apexes of membership function, learning rates and momentum coefficients are adjusted using genetic algorithms. We use the training and testing data set to obtain a balance between the approximation and the generalization of our model. Several numerical examples are used to evaluate the performance of the our model. From the results, we can obtain higher accuracy and feasibility than any other works presented previously.

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Developing an Intelligent Health Pre-diagnosis System for Korean Traditional Medicine Public User

  • Kim, Kwang Baek
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제15권2호
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    • pp.85-90
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    • 2017
  • Expert systems for health diagnosis are only for medical experts who have deep knowledge in the field but we need a self-checking pre-diagnosis system for preventive public health monitoring. Korea Traditional Medicine is popular in use among Korean public but there exist few available health information systems on the internet. A computerized self-checking diagnosis system is proposed to reduce the social cost by monitoring health status with simple symptom checking procedures especially for Korea Traditional Medicine users. Based on the national reports for disease/symptoms of Korea Traditional Medicine, we build a reliable database and devise an intelligent inference engine using fuzzy c-means clustering. The implemented system gives five most probable diseases a user might have with respect to symptoms given by the user. Inference results are verified by Korea Traditional Medicine doctors as sufficiently accurate and easy to use.

FCM 기반 퍼지 뉴럴 네트워크의 진화론적 최적화 (Genetically Optimization of Fuzzy C-Means Clustering based Fuzzy Neural Networks)

  • 최정내;오성권
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.405-406
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    • 2007
  • 본 논문에서는 FCM 기반 퍼지 뉴럴네트워크 구조를 제안하고 진화 알고리즘을 이용한 FCM 기반 퍼지 뉴럴네트워크의 구조와 파라미터의 최적화 방법을 제시한다. 클러스터링 알고리즘은 퍼지 뉴럴 네트워크에서 멤버쉽함수의 중심점과 반경 등을 결정하는 학습에 일반적으로 사용된다. 제안된 FCM 기반 뉴럴 네트워크에서 멤버쉽함수는 가우시안, 삼각형 타입등의 정해진 형태를 사용하지 않고 데이터들 사이의 거리에 관계된 계산을 수행하는 FCM에 의해 결정된다. 후반부는 상수형, 선형, 2차식 등의 다양한 다항식 구조로 표현될 수 있으며 다항식의 계수는 LSE를 이용하여 결정한다. FCM 기반 퍼지 뉴럴 네트워크는 퍼지규칙의 수, 입력변수의 선택, 후반부 다항식의 차수, FCM의 퍼지화 계수의 결정은 성능에 많은 차이가 있으며 이러한 구조와 파라미터의 최적화가 요구된다. 본 논문에서는 유전자 알고리즘을 이용하여 FCM 기반 퍼지뉴럴네트워크의 구조에 관련된 입력변수의 수, 퍼지규칙의 수 그리고 후반부 다항식의 차수와 파라미터에 관련된 퍼지화 계수를 최적화 한다. 제안된 방법은 비선형 시스템의 모델링에 적용하여 성능을 분석하였다.

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유전자 발현 데이터를 이용한 암의 클래스 예측을 위한 퍼지 클러스터링 알고리즘 (Fuzzy Clustering Algorithm to Predict Cancer Class Using Gene Expression Data)

  • 원홍희;유시호;조성배
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2003년도 가을 학술발표논문집 Vol.30 No.2 (2)
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    • pp.757-759
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    • 2003
  • 암의 치료법은 같은 종류의 암이라 해도 그 하부 클래스에 따라 매우 다르기 때문에 암의 클래스를 예측하는 것은 그 정확한 치료를 위하여 매우 중요하다. 유전자 발현 데이터를 이용한 암의 분류에 있어 기존의 연구들은 각 데이터를 하나의 클러스터에 소속시키는 하드 분할(hard partition)에 의한 분할 방식을 사용하는 하드 클러스터링을 사용하였다. 하지만 일반적으로 유전자 발현 암 데이터와 같은 실세계의 데이터는 쉽게 나뉘어지기 힘들거나 클러스터 간의 경계가 분명하지 않기 때문에 하드 클러스터링 기법은 주어진 데이터의 성질을 손실시킬 수 있는데 반해, 퍼지 클러스터링 기법은 각 데이터가 소속 정도에 따라 여러 개의 클러스터에 속할 수 있도록 분할하기 때문에 이러한 손실을 최소화할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 퍼지 클러스터링의 대표적인 방법인 fuzzy c-means 클러스터링을 적용하여 암의 클래스를 예측하고, 다양한 하드 클러스터링 방법과 비교함으로써 퍼지 클러스터링의 성능을 검증하였다.

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HCM과 하이브리드 동정 알고리즘을 이용한 퍼지-뉴럴 네트워크 구조의 최적 설계 (Optimal Design of Fuzzy-Neural Networkd Structure Using HCM and Hybrid Identification Algorithm)

  • 오성권;박호성;김현기
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제50권7호
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    • pp.339-349
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    • 2001
  • This paper suggests an optimal identification method for complex and nonlinear system modeling that is based on Fuzzy-Neural Networks(FNN). The proposed Hybrid Identification Algorithm is based on Yamakawa's FNN and uses the simplified inference as fuzzy inference method and Error Back Propagation Algorithm as learning rule. In this paper, the FNN modeling implements parameter identification using HCM algorithm and hybrid structure combined with two types of optimization theories for nonlinear systems. We use a HCM(Hard C-Means) clustering algorithm to find initial apexes of membership function. The parameters such as apexes of membership functions, learning rates, and momentum coefficients are adjusted using hybrid algorithm. The proposed hybrid identification algorithm is carried out using both a genetic algorithm and the improved complex method. Also, an aggregated objective function(performance index) with weighting factor is introduced to achieve a sound balance between approximation and generalization abilities of the model. According to the selection and adjustment of a weighting factor of an aggregate objective function which depends on the number of data and a certain degree of nonlinearity(distribution of I/O data), we show that it is available and effective to design an optimal FNN model structure with mutual balance and dependency between approximation and generalization abilities. To evaluate the performance of the proposed model, we use the time series data for gas furnace, the data of sewage treatment process and traffic route choice process.

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