• 제목/요약/키워드: K-mean Clustering

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인공지능을 활용한 합류부에서 수질의 공간혼합 특성 분석 (Analysis of spatial mixing characteristics of water quality at the confluence using artificial intelligence)

  • 이서경;김동수;김경동;김영도;류시완
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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    • pp.482-482
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    • 2022
  • 하천의 합류부에서는 수질이 다른 유체가 혼합하여 합류 전과 다른 특성을 보인다. 하천의 합류부에서 수질을 효율적으로 관리하기 위해서는 수질의 공간적인 혼합 특성을 규명하는 것이 중요하다. 합류부에서 수질의 공간적인 혼합 특성을 분석하기 위해 본 연구에서는 토폴로지 데이터 분석(topological data analysis, TDA), 자기 조직화 지도(Self-Organizing Map, SOM), k-평균 알고리즘(K-means clustering algorithm) 세 가지 기법을 이용하였다. 세 가지 기법을 비교하여 어떤 알고리즘이 합류부의 수질 변화 특성을 더 뚜렷하게 나타내는지 분석하였다. 수질 변화 비교 인자들은 pH, chlorophyll, DO, Turbidity 등이 있고, 수질 인자들은 YSI를 활용해 측정하였다. 자료의 측정 지역은 낙동강과 황강이 합류하는 지역이며, 보트에 YSI 장비를 부착하고 횡단하여 측정하였다. 측정한 데이터를 R 프로그램을 통해 세 가지 기법을 적용시켜 수질 변화 비교를 분석한다. 토폴로지 데이터 분석(topological data analysis, TDA)은 거대하고 복잡한 데이터로부터 유의미한 정보를 추출하는 데 사용하고, 자기조직화지도(Self-Organizing Map, SOM) 기법은 차원 축소와 군집화를 동시에 수행한다. k-평균 알고리즘(K-means clustering algorithm) 기법은 주어진 데이터를 k개의 클러스터로 묶는 머신러닝 비지도학습에 속하는 알고리즘이다. 세 가지 방법들의 주목적은 클러스터링이다. 클러스터 분석(Cluster analysis)이란 주어진 데이터들의 특성을 고려해 동일한 성격을 가진 여러 개의 그룹으로 대상을 분류하는 데이터 마이닝의 한 방법이다. 군집화 방법들인 TDA, SOM, K-means를 이용해 합류 지역의 수질 특성들을 클러스터링하여 수질 패턴들을 분석해 하천 수질 오염을 방지할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 토폴로지 데이터 분석(topological data analysis, TDA), 자기조직화지도(Self-Organizing Map, SOM), k-평균 알고리즘(K-means clustering algorithm) 세 가지 기법을 이용하여 합류부에서의 수질 특성을 비교하며 어떤 기법이 합류의 특성을 더욱 뚜렷하게 나타내는지 규명했다. 합류의 특성을 군집화 방법을 이용해 알게 된다면, 합류부의 수질 변화 패턴을 다른 합류 지역에서도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

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모드 탐색 알고리즘을 이용한 측정치 기반의 전파 환경 시각화 기법 (Measurement Based Visualization Method of Radio Wave Environment Using a Mode Seeking Algorithm)

  • 나동엽;구형일;박용배;이경훈;이재기;황인호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권3호
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    • pp.296-303
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    • 2014
  • 본 논문에서는 제한된 위치에서 측정된 수신 신호 세기(RSSI) 값과 3차원 지리 정보를 기반으로 주변의 전파 환경을 추정하고, 시각화할 수 있는 알고리즘을 제안한다. RSSI가 동일한 수신점은 송신점으로부터 같은 거리에 위치한다는 가정 하에서 삼각형의 외심을 이용하여 송신점의 위치를 추정하고, 전파 모델을 이용해 전파 손실을 고려하여 전파환경을 시각화한다. 영상 신호 처리에서 사용되는 모드 탐색 알고리즘인 mean-shift clustering 방법을 사용하여 피크 값을 탐색하고, 여러 개의 추정점들의 무게 중심을 사용하여 오차를 감소시킬 수 있는 방법을 제안한다. 본 논문에서 제시한 모드 탐색 알고리즘을 이용한 전파 환경 시각화 기법은 전파 자원의 효율적인 이용을 위한 전파 감시 시스템에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

낮은 차원의 벡터 변환을 통한 음성 변환 (Voice conversion using low dimensional vector mapping)

  • 이기승;도원;윤대희
    • 전자공학회논문지S
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    • 제35S권4호
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    • pp.118-127
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    • 1998
  • In this paper, we propose a voice personality transformation method which makes one person's voice sound like another person's voice. In order to transform the voice personality, vocal tract transfer function is used as a transformation parameter. Comparing with previous methods, the proposed method can obtain high-quality transformed speech with low computational complexity. Conversion between the vocal tract transfer functions is implemented by a linear mapping based on soft clustering. In this process, mean LPC cepstrum coefficients and mean removed LPC cepstrum modeled by the low dimensional vector are used as transformation parameters. To evaluate the performance of the proposed method, mapping rules are generated from 61 Korean words uttered by two male and one female speakers. These rules are then applied to 9 sentences uttered by the same persons, and objective evaluation and subjective listening tests for the transformed speech are performed.

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절리군 분석을 위한 퍼지 클러스터링 기법 (Fuzzy Clustering Method for the Identification of Joint Sets)

  • 정용복;전석원
    • 터널과지하공간
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    • 제13권4호
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    • pp.294-303
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    • 2003
  • 터널이나 사면과 같은 암반 구조물의 거동은 불연속면에 의해 지배적인 영향을 받는다. 따라서 암반내 존재하는 불연속면 자료의 조사 및 분석은 암반구조물 설계 및 시공에 있어서 상당히 큰 중요성을 가진다. 이러한 불연속면의 조사 및 분석 작업 중에서 반드시 거처야 할 작업 중 하나가 절리군을 분별하는 것이다. 기존의 절리군 분석 작업은 대부분 시각적인 방법으로 행해지고 있다. 이 경우 분석자의 주관에 따라 차이를 보일 수 있으며 절리의 방향 정보 외의 다른 추가적인 정보들은 사용하기 힘든 단점이 있다. 본 연구에서는 절리군 분석을 돕기 위하여 퍼지 클러스터링 기법을 이용한 프로그램을 개발하였으며 이를 두 가지 형태의 절리 자료에 대한 절리군 분석에 적용하였다. 적용 결과 퍼지 클러스터링 기법이 다수의 절리 자료에 대한 절리군 분석, 평균방향 및 밀집도 추정에 효과적이며 타당한 방법임을 확인하였다.

클러스터링 기법을 이용한 하이브리드 영화 추천 시스템 (Hybrid Movie Recommendation System Using Clustering Technique)

  • 싯소포호트;펭소니;양예선;일홈존;김대영;박두순
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2023년도 춘계학술발표대회
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    • pp.357-359
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    • 2023
  • This paper proposes a hybrid recommendation system (RS) model that overcomes the limitations of traditional approaches such as data sparsity, cold start, and scalability by combining collaborative filtering and context-aware techniques. The objective of this model is to enhance the accuracy of recommendations and provide personalized suggestions by leveraging the strengths of collaborative filtering and incorporating user context features to capture their preferences and behavior more effectively. The approach utilizes a novel method that combines contextual attributes with the original user-item rating matrix of CF-based algorithms. Furthermore, we integrate k-mean++ clustering to group users with similar preferences and finally recommend items that have highly rated by other users in the same cluster. The process of partitioning is the use of the rating matrix into clusters based on contextual information offers several advantages. First, it bypasses of the computations over the entire data, reducing runtime and improving scalability. Second, the partitioned clusters hold similar ratings, which can produce greater impacts on each other, leading to more accurate recommendations and providing flexibility in the clustering process. keywords: Context-aware Recommendation, Collaborative Filtering, Kmean++ Clustering.

k-means 군집화 기법을 이용한 베트남 스마트워터그리드 계측 데이터 기반 도시 물 사용 패턴 추정 (Estimation of urban drinking water consumption patterns based on smart water grid monitoring data by k-means clustering in Vietnam)

  • 구강민;한국헌;이규민;전경수;염경택
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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    • pp.419-419
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    • 2021
  • 수자원 관리 패러다임은 공급 위주에서 수요관리로 전환되고 있다. 가용한 수자원은 한정적이나 급속한 인구증가와 도시화로 인한 물 수요의 증가로 수요관리의 효율성이 중시되고 있기 때문이다. 기존 상수도시스템은 노후화로 가동효율이 점차 낮아지고 있으며, 인력으로 월 또는 격월로 소비자의 물 사용량을 검침해 실시간 관리가 불가능하여 수요와 공급의 불균형을 초래한다. 이러한 문제를 해결할 대안으로 IT 기술과 전통적인 물관리 기술을 접목한 Smart Water Grid는 양방향 통신장치를 이용해 실시간으로 소비자의 물 사용량을 모니터링한다. 물 사용 특성을 잘 파악하면 보다 정확한 물 수요 예측이 가능하다. 특히 소비자들의 시간별, 평일, 주말, 그리고 주별 물 사용 특성을 파악하면 미래 물 수요 예측에 도움이 된다. 예측된 물 수요량에 따라 물 공급 배분 계획을 수립하여 운영 효율성을 높일 수 있다. 물 수요예측 방법 중 k-mean 군집분석은 시간별 물 사용량을 이용해 서로 유사한 여러 개의 부분집합으로 할당하여 분류하는 Machine learing 방법으로 물 사용의 유사성을 파악할 수 있다. SWG 연구단은 2019년 Vietnam Hai Duong province에 SWG Pilot plant를 구축하고 27개의 Smart water meter를 설치하여 운영하고 있다. 이에 본 연구에서는 소비자의 물 사용 특성을 분석하기 위해 27개 SWM로부터 수신된 2019년 11월 14일부터 2020년 12월 3일까지 1시간 단위의 물 사용량 데이터를 수집하였다. 그리고 k-mean 군집 방법을 이용해 시간별, 평일, 주말, 그리고 주별 물 사용 특성을 분석하였다. 이 때 최적의 군집 개수 결정을 위해 Elbow 방법을 적용하였다. 분석 결과 각 소비자의 물 사용량 특성에 따라 평균 물 수요패턴 추정이 가능하며, 향후 물 수요 예측에 도움이 될 것으로 사료된다.

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A Hybrid Multiuser Detection Algorithm for Outer Space DS-UWB Ad-hoc Network with Strong Narrowband Interference

  • Yin, Zhendong;Kuang, Yunsheng;Sun, Hongjian;Wu, Zhilu;Tang, Wenyan
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제6권5호
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    • pp.1316-1332
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    • 2012
  • Formation flying is an important technology that enables high cost-effective organization of outer space aircrafts. The ad-hoc wireless network based on direct-sequence ultra-wideband (DS-UWB) techniques is seen as an effective means of establishing wireless communication links between aircrafts. In this paper, based on the theory of matched filter and error bits correction, a hybrid detection algorithm is proposed for realizing multiuser detection (MUD) when the DS-UWB technique is used in the ad-hoc wireless network. The matched filter is used to generate a candidate code set which may contain several error bits. The error bits are then recognized and corrected by an novel error-bit corrector, which consists of two steps: code mapping and clustering. In the former step, based on the modified optimum MUD decision function, a novel mapping function is presented that maps the output candidate codes into a feature space for differentiating the right and wrong codes. In the latter step, the codes are clustered into the right and wrong sets by using the K-means clustering approach. Additionally, in order to prevent some right codes being wrongly classified, a sign judgment method is proposed that reduces the bit error rate (BER) of the system. Compared with the traditional detection approaches, e.g., matched filter, minimum mean square error (MMSE) and decorrelation receiver (DEC), the proposed algorithm can considerably improve the BER performance of the system because of its high probability of recognizing wrong codes. Simulation results show that the proposed algorithm can almost achieve the BER performance of the optimum MUD (OMD). Furthermore, compared with OMD, the proposed algorithm has lower computational complexity, and its BER performance is less sensitive to the number of users.

k-평균 클러스터링과 L*a*b* 칼라 모델에 의한 칼라코드 분류 (Classifying Color Codes Via k-Mean Clustering and L*a*b* Color Model)

  • 유현중
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.109-116
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    • 2007
  • 칼라 식별에 대한 칼라 왜곡 영향을 줄이려면 각 칼라 영역에서 가능한 한 많은 화소를 통계적으로 처리하는 게 바람직하다 여기에는 영역 분할이 필요하며, 따라서 일반적으로 에지 검출이 필요하다. 그러나, 칼라 코드의 에지들은 암전류, 색 간섭, 지퍼 효과, 반사, 그늘 등의 수많은 왜곡에 의해 끊기기 때문에 흔히 영역 분할이 불완전하게 되며, 그에 대한 에지 연결 작업도 쉽지가 않다. 이 논문에서는 에지 검출로 영역 분할을 할 수 없는 영상들에 대해 k-평균 클러스터링을 수행한다. 서로 다른 카메라로 서로 다른 환경에서 촬영된 311개의 영상에 대해 실험을 수행하였다. 일차 및 이차 칼라들 중에서 랜덤하게 선택해서 각 칼라 코드 영역에 사용하였다. 두 가지 에지 검출기들에 의한 영역 분할률은 89.4%였으며, 제안된 방법은 이를 99.4%로 증가시켰다. 칼라 인식은 hue, a*, b*의 세 성분들에 기반해서 수행되었으며, 성공적 영역 분할 경우들에 대해 100%의 정확도를 보였다.

k-means 클러스터링과 순차 패턴 기법을 이용한 VLDB 기반의 상품 추천시스템 (Product Recommendation System on VLDB using k-means Clustering and Sequential Pattern Technique)

  • 심장섭;우선미;이동하;김용성;정순기
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제13D권7호
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    • pp.1027-1038
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    • 2006
  • 대용량 데이터베이스에서의 추천시스템은 많은 문제점들을 지니고 있으므로, 대규모 인터넷 쇼핑몰에 적합한 추천 시스템 구조와 데이터 마이닝 기법의 필요성이 요구되고 있다. 따라서 본 논문에서는 k-mean 클러스터링과 순차 패턴 기법을 이용한 VLDB(very large database) 기반의 상품 추천 시스템을 설계 및 구현한다. 본 논문에서는 사용자의 정보를 일괄처리하고 다양한 카테고리를 계층적으로 정의하며, 탐색엔진에 순차 패턴 마이닝 기법을 이용한다. 예측 모델을 만들기 위하여 사용자의 로그 데이터 중에서 카테고리에 대한 사용자의 선호도를 추출하여 이용한다. 본 논문에서는 실험과 성능 평가를 위하여 국내 인터넷 쇼핑몰에서 30일 동안 수집한 실제 데이터를 이용한다. 또한 성능평가를 위하여 추천 예측 정확율(PRP: Predictive Recommend Precision), 추천 예측 재현율(PRR: Predictive Recommend Recall), 정확도 인수(PF1 : Predictive Factor One-measure)를 제안하여 사용한다. 성능평가 결과 가장 빠른 추천시간 및 학습시간은 O(N)이었고, 다양한 실험에서의 측도들의 값이 상당히 우수하였다.

비선형 집단화와 완화기법을 이용한 VQ/HMM에 관한 연구 (A Study on VQ/HMM using Nonlinear Clustering and Smoothing Method)

  • 정희석
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1998년도 학술발표대회 논문집 제17권 1호
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    • pp.95-98
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    • 1998
  • 본 논문에서는 이산적인 HMM(Hidden Markov Model)을 이용한 고립단어 인식 시스템에서 입력특징 벡터의 변별력을 향상시키기 위해 수정된 집단화 알고리듬을 제안하므로써 K-means나 LBG 알고리듬을 이용한 기존의 HMM에 비해 2.16%의 인식율을 향상시켰다. 또한 HMM학습과정에서 불충분한 학습데이타로 인해 발생되는 인식율저하의 문제를 해소하기 위해 개선된 smoothing 기법을 제안하므로써 화자독립 실험에서 3.07%의 인식율을 향상시켰다. 본 논문에서 제안한 두가지 알고리듬을 모두 적용하여 최종적으로 실험한 VQ/HMM에서는 기존의 방식에 비해 화자독립 인식실험 결과 평균 인식율이 4.66% 개선되었다.

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