• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제26권12호
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• pp.45-52
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• 2021

본 논문에서는 컴퓨터 단층촬영(CT) 이미지를 이용한 합성곱 신경망(CNN)을 기반의 골감소증 및 골다공증 예측 모델을 제안한다. 기존의 CNN은 단일 CT 이미지에서 예측에 중요한 지역정보를 활용하지 못하다는 문제가 있다. 본 논문에서 이를 해결하고자 CT 이미지를 정규화하여 질감 정보가 다른 두 개의 이미지로 변환하고, 해당 이미지를 활용한 한 쌍의 신경망 네트워크를 제안한다. 동일한 구조를 가진 네트워크 각각의 신경망은 질감 정보가 다른 이미지를 입력으로 사용하고 비유사성 손실함수를 통해 다른 정보를 학습한다. 최종적으로 제안 모델은 중요한 지역정보를 포함한 단일 CT 이미지의 다양한 특징 정보를 학습하며, 이를 앙상블하여 골감소증 및 골다공증 예측 정확도를 높인다. 실험 결과를 통해 제안 모델의 정확도 77.11%를 확인할 수 있으며 Grad-CAM을 이용하여 모델이 바라보는 특징을 확인할 수 있다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제27권2호
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• pp.25-34
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• 2022

온라인 서비스의 발달로 악성 댓글의 파급력이 커져 사이버 폭력 피해가 극심해지고 있다. 이를 방지하기 위해 금칙어 기반 필터링, 신고제도 등 다양한 방법이 사용되고 있지만 악성 댓글을 완벽하게 근절하기는 어렵다. 본 연구는 딥러닝을 사용하여 악성 댓글의 분류의 정확도를 높이고 욕설에 해당하는 부분을 모자이크처리 처리하는 것을 목적으로 진행되었다. 정확도를 높이기 위해 컨볼루션의 층수, 필터 수를 다르게 설정하여 두 가지 모델링을 진행하여 비교하였고, 데이터 세트의 90%를 훈련 데이터로, 10%를 테스트 데이터로 사용한 결과 최종 88%의 정확도를 도출해 낼 수 있었다. 또한 Grad-CAM을 사용하여 모델이 댓글의 어느 부분을 결과에 반영하였는지 표시하여 욕설 위치 정보를 출력하였다. 단순 금칙어 기반으로 댓글을 분류한 정확도는 56%이지만, 컨볼루션 신경망에 의한 분류 정확도가 88%인 것과 비교하면 딥러닝 모델로 악성 댓글의 욕설을 처리하는 것이 더 효과적인 것을 확인할 수 있었다.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.17-28
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• 2023

포장도로에서 발생하는 포트홀은 고속 주행 차량에 치명적인 영향을 미치며, 사망사고를 유발할 수 있는 도로상의 장애물이다. 이를 방지하기 위해 일반적으로는 작업자가 직접 포트홀을 탐지하는 방식을 사용해왔으나, 이는 작업자의 안전 문제와 예측하기 어려운 범주에서 발생하는 모든 포트홀을 인력으로 탐지하는 것이 비효율적이기 때문에 한계가 있다. 또한, 도로 환경과 관련된 지반 환경이 포트홀 생성에 영향을 미치기 때문에, 완벽한 포트홀 방지는 어렵다. 데이터셋 구축을 위해서는 전문가의 지도하에 라벨링 작업이 필요하지만, 이는 매우 시간과 비용이 많이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 Mean Teacher 기법을 사용하여 라벨링된 데이터의 샘플 수가 적더라도 지도학습보다 더욱 강인한 포트홀 이미지 분류 성능을 보여준다. 이러한 결과는 성능지표와 GradCAM을 통해 입증되었으며, 준지도학습을 사용할 때 15개의 사전 학습된 CNN 모델이 평균 90.41%의 정확도를 달성하며, 지도학습과 비교하여 2%에서 9%의 차이로 강인한 성능을 나타내는 것을 확인하였다.

• 한국생산제조학회지
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• 제23권3호
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• pp.218-222
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• 2014

A 3D printer was used to fabricate a micro-TAS system for biomedical applications. A polymeric medical device fabrication based on a 3D printer can be performed at atmospheric conditions. A CAD- and CAM-based system is a flexible method to design medical components, and a 3D printer is a suitable device to perform this task. In this research, a 100-micron-wide fluidic channel was fabricated with a high-aspect ratio. A cross-sectional SEM image confirmed its possible usage in a micro-reactor using 3D printers. CNC-machined samples were compared to 3D printer-fabricated samples, and the advantages and disadvantages were discussed. Based on the SEM images, the surface roughness of the 3D printed reactor was not affected by wet or dry conditions due to its manufacturing principle. An aspect ratio of 5 to 1 was achievable with 100-${\mu}$ m-wide fluid channels. No melting was found, and the shape of channels was straight enough to be used for micro reactors.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송∙미디어공학회 2021년도 추계학술대회
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• pp.110-112
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• 2021

본 논문에서는 스케치를 unsigned distance field로 변환하여 스케치 클래스 분류 네트워크의 입력으로 사용한다. 그리고 unsigned distance field scaling factor를 제안하여, unsigned distance field에 보존되는 스케치의 전역적인 정보와 국소적인 정보 사이에 상호조정이 가능하게 하였다. 다양한 scaling factor 값에 대해서 실험을 진행하여, 기존 unsigned distance field보다 국소적인 정보가 더 포함되어 있을 때 클래스 분류 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 또한 스케치를 고밀도 데이터로 변환하여 사용했을 때 학습이 더 안정적으로 되고, 네트워크가 더욱 합리적인 근거로 스케치를 올바른 클래스로 분류한다는 것을 Smooth Grad-CAM++를 통해서 확인하였다.

• 한국멀티미디어학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.1224-1232
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• 2022

Whole body bone scan is the most frequently performed nuclear medicine imaging to evaluate bone metastasis in cancer patients. We evaluated the performance of a VGG16-based transfer learning classifier for bone scan images in which metastatic bone lesion was present. A total of 1,000 bone scans in 1,000 cancer patients (500 patients with bone metastasis, 500 patients without bone metastasis) were evaluated. Bone scans were labeled with abnormal/normal for bone metastasis using medical reports and image review. Subsequently, gradient-weighted class activation maps (Grad-CAMs) were generated for explainable AI. The proposed model showed AUROC 0.96 and F1-Score 0.90, indicating that it outperforms to VGG16, ResNet50, Xception, DenseNet121 and InceptionV3. Grad-CAM visualized that the proposed model focuses on hot uptakes, which are indicating active bone lesions, for classification of whole body bone scan images with bone metastases.

• 한국농림기상학회지
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• 제25권4호
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• pp.337-345
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• 2023

벼의 출수기를 추정하는 것은 농업생산성과 관련된 중요한 과정 중 하나이지만 세계적인 이상기후의 증가로 벼의 출수기를 추정하는 것이 어려워지고 있다. 본 연구에서는 CNN 분류모델을 사용하여 다양한 영상데이터에서 벼의 출수기를 추정하려고 시도하였다. 드론과 타워형 영상관측장치 그리고 일반 RGB 카메라로 촬영된 직하방과 경사각 영상을 수집하였다. 수집한 영상은 CNN 모델의 입력데이터로 사용하기 위해서 전처리를 진행하였고, 사용된 CNN 아키텍처는 이미지 분류 모델에서 일반적으로 사용되는 ResNet50, InceptionV3 그리고 VGG19 를 사용하였다. 각각의 아키텍처는 모델의 종류, 영상의 유형과 관계없이 0.98 이상의 정확도를 나타내었다. 또한 CNN 분류 모델이 영상의 어떤 특징을 보고 분류하였는지 시각적으로 확인하기 위해서 Grad-CAM 을 사용하였다. Grad-CAM 결과 CNN 분류 모델은 벼의 출수를 이삭의 형태에 높은 가중치를 두어 분류 하는 것을 확인하였다. 다음으로 작성된 모델이 실제 논 포장 모니터링 이미지에서 벼의 출수기를 정확하게 추정하는지 확인하였다. 각각 다른 지역 4 개의 벼 포장에서 벼의 출수기를 약 하루정도의 차이로 추정하는 것을 확인하였다. 이 방법을 통해서 다양한 논 포장의 모니터링 이미지를 활용하여 자동적이고 정량적으로 벼의 출수기를 추정 할 수 있다고 판단된다.

• 문화기술의 융합
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• 제6권4호
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• pp.789-795
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• 2020

전 세계적으로 유행하는 코로나19로 인해 많은 사망자가 보고되고 있다. 코로나19의 추가 확산을 막기 위해서는 의심 환자에 대해 신속하고 정확한 영상판독을 한 후, 적절한 조치를 취해야 한다. 이를 위해 본 논문은 환자의 감염 여부를 의료진에게 제공해 영상판독을 보조할 수 있는 딥 러닝 기반 코로나19 흉부 X선 판독 기법을 소개한다. 우선 판독모델을 학습하기 위해서는 충분한 데이터셋이 확보되어야 하는데, 현재 제공하는 코로나19 오픈 데이터셋은 학습의 정확도를 보장하기에 그 영상 데이터 수가 충분하지 않다. 따라서 누적 적대적 생성 신경망(StackGAN++)을 사용해 인공지능 학습 성능을 저하하는 영상 데이터 수적 불균형 문제를 해결하였다. 다음으로 판독모델 개발을 위해 증강된 데이터셋을 사용하여 DenseNet 기반 분류모델 학습을 진행하였다. 해당 분류모델은 정상 흉부 X선과 코로나 19 흉부 X선 영상을 이진 분류하는 모델로, 실제 영상 데이터 일부를 테스트데이터로 사용하여 모델의 성능을 평가하였다. 마지막으로 설명 가능한 인공지능(eXplainable AI, XAI) 중 하나인 Grad-CAM을 사용해 입력 영상의 질환유무를 판단하는 근거를 제시하여 모델의 신뢰성을 확보하였다.

• 대한치과교정학회지
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• 제52권1호
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• pp.3-19
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• 2022

Objective: The purpose of this study was to investigate the accuracy of one-step automated orthodontic diagnosis of skeletodental discrepancies using a convolutional neural network (CNN) and lateral cephalogram images with different qualities from nationwide multi-hospitals. Methods: Among 2,174 lateral cephalograms, 1,993 cephalograms from two hospitals were used for training and internal test sets and 181 cephalograms from eight other hospitals were used for an external test set. They were divided into three classification groups according to anteroposterior skeletal discrepancies (Class I, II, and III), vertical skeletal discrepancies (normodivergent, hypodivergent, and hyperdivergent patterns), and vertical dental discrepancies (normal overbite, deep bite, and open bite) as a gold standard. Pre-trained DenseNet-169 was used as a CNN classifier model. Diagnostic performance was evaluated by receiver operating characteristic (ROC) analysis, t-stochastic neighbor embedding (t-SNE), and gradient-weighted class activation mapping (Grad-CAM). Results: In the ROC analysis, the mean area under the curve and the mean accuracy of all classifications were high with both internal and external test sets (all, > 0.89 and > 0.80). In the t-SNE analysis, our model succeeded in creating good separation between three classification groups. Grad-CAM figures showed differences in the location and size of the focus areas between three classification groups in each diagnosis. Conclusions: Since the accuracy of our model was validated with both internal and external test sets, it shows the possible usefulness of a one-step automated orthodontic diagnosis tool using a CNN model. However, it still needs technical improvement in terms of classifying vertical dental discrepancies.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제28권1호
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• pp.1-9
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• 2022

비소세포폐암(NSCLC)은 전체 폐암 중 85%의 높은 비중을 차지하며 사망률(22.7%)이 다른 암에 비해 현저히 높은 암으로 비소세포폐암 환자의 수술 후 예후에 대한 예측은 매우 중요하다. 본 연구에서는 종양을 관심영역으로 갖는 비소세포폐암 환자의 수술 전 흉부 CT 영상 패치의 종류를 종양 관련 정보에 따라 총 다섯 가지로 다양화하고, 이를 입력데이터로 갖는 사전 학습 된 ResNet 과 EfficientNet CNN 네트워크를 사용하여 단일 모델과 간접 투표 방식을 이용한 앙상블 모델, 그리고 3 개의 입력 채널을 활용한 앙상블 모델에서의 실험 결과 및 성능을 오분류의 사례와 Grad-CAM 시각화를 통해 비교 분석한다. 실험 결과, 종양 주변부 패치를 학습한 ResNet152 단일 모델과 EfficientNet-b7 단일 모델은 각각 87.93%와 81.03%의 정확도를 보였다. 또한 ResNet152 에서 총 3 개의 입력 채널에 각각 영상 패치, 종양 주변부 패치, 형상 집중 종양 내부 패치를 넣어 앙상블 모델을 구성한 경우에는 정확도 87.93%를, EfficientNet-b7 에서 간접 투표 방식으로 영상 패치와 종양 주변부 패치 학습 모델을 앙상블 한 경우에는 정확도 84.48%를 도출하며 안정적인 성능을 보였다.