• 제목/요약/키워드: K-nearest neighbor algorithm

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Comparative Analysis of Machine Learning Models for Crop's yield Prediction

  • Babar, Zaheer Ud Din;UlAmin, Riaz;Sarwar, Muhammad Nabeel;Jabeen, Sidra;Abdullah, Muhammad
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제22권5호
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    • pp.330-334
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    • 2022
  • In light of the decreasing crop production and shortage of food across the world, one of the crucial criteria of agriculture nowadays is selecting the right crop for the right piece of land at the right time. First problem is that How Farmers can predict the right crop for cultivation because famers have no knowledge about prediction of crop. Second problem is that which algorithm is best that provide the maximum accuracy for crop prediction. Therefore, in this research Author proposed a method that would help to select the most suitable crop(s) for a specific land based on the analysis of the affecting parameters (Temperature, Humidity, Soil Moisture) using machine learning. In this work, the author implemented Random Forest Classifier, Support Vector Machine, k-Nearest Neighbor, and Decision Tree for crop selection. The author trained these algorithms with the training dataset and later these algorithms were tested with the test dataset. The author compared the performances of all the tested methods to arrive at the best outcome. In this way best algorithm from the mention above is selected for crop prediction.

Machine learning-based prediction of wind forces on CAARC standard tall buildings

  • Yi Li;Jie-Ting Yin;Fu-Bin Chen;Qiu-Sheng Li
    • Wind and Structures
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    • 제36권6호
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    • pp.355-366
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    • 2023
  • Although machine learning (ML) techniques have been widely used in various fields of engineering practice, their applications in the field of wind engineering are still at the initial stage. In order to evaluate the feasibility of machine learning algorithms for prediction of wind loads on high-rise buildings, this study took the exposure category type, wind direction and the height of local wind force as the input features and adopted four different machine learning algorithms including k-nearest neighbor (KNN), support vector machine (SVM), gradient boosting regression tree (GBRT) and extreme gradient (XG) boosting to predict wind force coefficients of CAARC standard tall building model. All the hyper-parameters of four ML algorithms are optimized by tree-structured Parzen estimator (TPE). The result shows that mean drag force coefficients and RMS lift force coefficients can be well predicted by the GBRT algorithm model while the RMS drag force coefficients can be forecasted preferably by the XG boosting algorithm model. The proposed machine learning based algorithms for wind loads prediction can be an alternative of traditional wind tunnel tests and computational fluid dynamic simulations.

센서네트워크를 위한 K-NN 기반의 위치 추정 시스템 (Location Positioning System Based on K-NN for Sensor Networks)

  • 김병국;홍원길
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제15권9호
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    • pp.1112-1125
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    • 2012
  • LBS(Location Based Service)를 위한 대표적인 수단으로 GPS가 많이 사용된다. 그러나 GPS는 야외 및 개방된 공간에서만 이용이 가능하다. 또한, 저전력을 기반으로 한 무선 센서네트워크에서의 활용은 비효율적이다. 본 논문에서는 실내 환경에서 위치 측위를 위하여 기존 시스템들과는 다른 접근 방법을 이용하여 위치를 측위 한다. 무선 센서네트워크에서 대표적으로 사용하는 IEEE 802.15.4를 기반으로 K-NN (K-Nearest Neighbor) 알고리즘에 중간값(Intermediate Value)을 적용하여, 더 세밀하게 위치를 측위 할 수 있는 시스템을 제안한다. K-NN의 경우 측정된 위치의 정교성은 셈플링의 개수에 비례한다. 그러나 센서네트워크에서 셈플링 개수를 무수히 늘리는 것은 비효율적이다. 본 논문에서는 셈플링값에 중간값을 적용하여 셈플링을 줄이는 알고리즘을 제안한다. 그리고 제안한 알고리즘을 구현하고 이를 실험하여 기존의 K-NN 기반의 위치 추정보다 약 두 배의 정밀도를 얻을 수 있음을 증명한다.

무인 잠수정 3자유도 운동 실험에 대한 무향 칼만 필터 기반 SLAM기법 적용 (Experiments of Unmanned Underwater Vehicle's 3 Degrees of Freedom Motion Applied the SLAM based on the Unscented Kalman Filter)

  • 황아롬;성우제;전봉환;이판묵
    • 한국해양공학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.58-68
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    • 2009
  • The increased use of unmanned underwater vehicles (UUV) has led to the development of alternative navigational methods that do not employ acoustic beacons and dead reckoning sensors. This paper describes a simultaneous localization and mapping (SLAM) scheme that uses range sonars mounted on a small UUV. A SLAM scheme is an alternative navigation method for measuring the environment through which the vehicle is passing and providing the relative position of the UUV. A technique for a SLAM algorithm that uses several ranging sonars is presented. This technique utilizes an unscented Kalman filter to estimate the locations of the UUV and surrounding objects. In order to work efficiently, the nearest neighbor standard filter is introduced as the data association algorithm in the SLAM for associating the stored targets returned by the sonar at each time step. The proposed SLAM algorithm was tested by experiments under various three degrees of freedom motion conditions. The results of these experiments showed that the proposed SLAM algorithm was capable of estimating the position of the UUV and the surrounding objects and demonstrated that the algorithm will perform well in various environments.

Efficient Processing of k-Farthest Neighbor Queries for Road Networks

  • Kim, Taelee;Cho, Hyung-Ju;Hong, Hee Ju;Nam, Hyogeun;Cho, Hyejun;Do, Gyung Yoon;Jeon, Pilkyu
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제24권10호
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    • pp.79-89
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    • 2019
  • 본 연구에서는 도로 네트워크에서 k-최원접 이웃 검색을 위한 효율적인 FANS(k-FArthest Neighbor Search) 알고리즘을 제안한다. 양의 정수 k, 질의 객체 q, 일련의 데이터 객체 집합 P가 주어지면, k-최원접 이웃 질의는 질의 객체 q에서 가장 멀리 있는 k개의 데이터 객체를 찾는다. 데이터베이스 분야에서 대부분의 연구는 k-최근접 이웃 질의에 중점을 두고 있어서, k-최원접 이웃 질의라는 중요한 근접 질의유형은 별다른 관심을 받지 못했다. 이 논문에서는 도로 네트워크에서 가장 멀리 있는 이웃을 찾는 문제를 다룬다. 도로 네트워크에서 k-최원접 이웃 질의를 처리하는 연구는 거의 없었다. 도로 네트워크에서 k-최원접 이웃 질의를 처리해야 하는 문제는 최단 경로 거리를 계산하는 횟수를 줄이는 것인데, 이는 도로 네트워크와 유클리드 공간의 질의 처리에서 가장 중요한 차이다. 질의 객체와 데이터 객체 사이의 최단 경로 거리에 대한 중복 계산을 줄이기 위하여 공유 계산 전략을 사용한다. 질의 객체에서 데이터 세그먼트까지 최대 거리를 기반으로 효과적으로 후보군을 제거하는 방법은 제시한다. 마지막으로 실제 도로 지도를 사용한 광범위한 실험을 통해 제시된 방법의 효율성과 확장성을 보여준다.

맵리듀스를 이용한 효율적인 k-NN 조인 질의처리 알고리즘 (Efficient k-Nearest Neighbor Join Query Processing Algorithm using MapReduce)

  • 윤들녁;장미영;장재우
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2014년도 추계학술발표대회
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    • pp.767-770
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    • 2014
  • 대용량 데이터를 분석하기 위한 맵리듀스 기반 k-NN 조인 질의처리 알고리즘은 최근 데이터 마이닝 및 분석을 기반으로 하는 응용 분야에서 매우 중요하게 활용되고 있다. 그러나, 대표적인 연구인 보로노이 기반 k-NN 조인 질의처리 알고리즘은 보로노이 인덱스 구축 비용이 매우 크기 때문에 대용량 데이터에 적합하지 못하다. 아울러 보로노이 셀 정보를 저장하기 위해 사용하는 R-트리는 맵리듀스 환경의 분산 병렬 처리에 적합하지 않다. 따라서 본 논문에서는 새로운 그리드 인덱스 기반의 k-NN 조인 질의 처리 알고리즘을 제안한다. 첫째, 높은 인덱스 구축 비용 문제를 해결하기 위해, 데이터 분포를 고려한 동적 그리드 인덱스 생성 기법을 제안한다. 둘째, 맵리듀스 환경에서 효율적으로 k-NN 조인 질의를 수행하기 위해, 인접셀 정보를 시그니처로 활용하는 후보영역 탐색 및 필터링 알고리즘을 제안한다. 마지막으로 성능 평가를 통해 제안하는 기법이 질의 처리 시간 측면에서 기존 기법에 비해 최대 3배 높은 질의 처리 성능을 나타냄을 보인다.

FAFS: A Fuzzy Association Feature Selection Method for Network Malicious Traffic Detection

  • Feng, Yongxin;Kang, Yingyun;Zhang, Hao;Zhang, Wenbo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제14권1호
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    • pp.240-259
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    • 2020
  • Analyzing network traffic is the basis of dealing with network security issues. Most of the network security systems depend on the feature selection of network traffic data and the detection ability of malicious traffic in network can be improved by the correct method of feature selection. An FAFS method, which is short for Fuzzy Association Feature Selection method, is proposed in this paper for network malicious traffic detection. Association rules, which can reflect the relationship among different characteristic attributes of network traffic data, are mined by association analysis. The membership value of association rules are obtained by the calculation of fuzzy reasoning. The data features with the highest correlation intensity in network data sets are calculated by comparing the membership values in association rules. The dimension of data features are reduced and the detection ability of malicious traffic detection algorithm in network is improved by FAFS method. To verify the effect of malicious traffic feature selection by FAFS method, FAFS method is used to select data features of different dataset in this paper. Then, K-Nearest Neighbor algorithm, C4.5 Decision Tree algorithm and Naïve Bayes algorithm are used to test on the dataset above. Moreover, FAFS method is also compared with classical feature selection methods. The analysis of experimental results show that the precision and recall rate of malicious traffic detection in the network can be significantly improved by FAFS method, which provides a valuable reference for the establishment of network security system.

PHR 기반 개인 맞춤형 건강정보 탐사 알고리즘 설계 (Design of knowledge search algorithm for PHR based personalized health information system)

  • 신문선
    • 디지털융복합연구
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    • 제15권4호
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    • pp.191-198
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    • 2017
  • PHR(Personal Health Record)기반 헬스케어 서비스 플랫폼 지능화를 위해서는 사용자 맞춤형 건강정보 제공서비스가 필요하다. 본 논문에서는 개인 맞춤형 건강정보 추천을 위해서 온톨로지 기반 건강 정보 모델을 제안하였다. 또한 기계학습과 데이터마이닝 기법을 적용한 유사 건강정보 탐사 알고리즘을 설계하였다. 기존의 데이터마이닝 기법중 연관규칙 알고리즘을 확장하여 속성을 기반으로 연관규칙 탐사를 수행하여 지식탐사의 연관성을 높이고 효율적인 탐사시간을 제공할 수 있도록 하였다. 머신러닝의 한 기법인 K근접이웃 알고리즘을 적용하여 사용자 프로파일별 그룹화를 수행하고 유사패턴의 사용자 프로파일을 검색할 수 있도록 하였다. 이는 사용자의 질환과 건강상태에 따른 맞춤형 건강정보 탐사 수행의 효율성을 높인다. 제안된 알고리즘은 개인 맞춤형 헬스케어 서비스 플랫폼에서 추론과정에 적용되어 사용자에게 개인맞춤형건강정보를 추천하는 것을 가능하게 한다. 이는 고령화사회에서 스마트한 자가 건강관리에 활용될 수 있다.

손목 움직임 추정을 위한 Gaussian Mixture Model 기반 표면 근전도 패턴 분류 알고리즘 (A Gaussian Mixture Model Based Surface Electromyogram Pattern Classification Algorithm for Estimation of Wrist Motions)

  • 정의철;유송현;이상민;송영록
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제33권2호
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    • pp.65-71
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    • 2012
  • In this paper, the Gaussian Mixture Model(GMM) which is very robust modeling for pattern classification is proposed to classify wrist motions using surface electromyograms(EMG). EMG is widely used to recognize wrist motions such as up, down, left, right, rest, and is obtained from two electrodes placed on the flexor carpi ulnaris and extensor carpi ulnaris of 15 subjects under no strain condition during wrist motions. Also, EMG-based feature is derived from extracted EMG signals in time domain for fast processing. The estimated features based in difference absolute mean value(DAMV) are used for motion classification through GMM. The performance of our approach is evaluated by recognition rates and it is found that the proposed GMM-based method yields better results than conventional schemes including k-Nearest Neighbor(k-NN), Quadratic Discriminant Analysis(QDA) and Linear Discriminant Analysis(LDA).

스마트 기기 환경에서 전력 신호 분석을 통한 프라이버시 침해 위협 (Threatening privacy by identifying appliances and the pattern of the usage from electric signal data)

  • 조재연;윤지원
    • 정보보호학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.1001-1009
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    • 2015
  • 스마트 그리드 안에서 고안된 스마트 미터는 우리가 사용하는 전력 신호를 실시간으로 데이터화해서 전력 공급단의 메인 서버로 전송한다. 이를 통해 전력 관리의 효율성은 증가한 반면, 사용자의 정보를 담은 데이터의 보안 문제가 새로운 위협으로 부상하였다. 본 논문은 스마트 미터에서 추출한 전력 데이터를 통해 가정 내 기기의 식별 및 기기별 사용패턴에 대한 추론을 보안 관점에서 해석함으로써 스마트 기기 환경에서 데이터 노출의 위협을 지적한다. 주성분분석(Principal Component Analysis)으로 데이터의 특징을 추출하였고 k-근접 이웃(k- Nearest Neighbor)분류기로 기기를 식별하고 기기상태를 추론하였으며, 검증방법으로는 10차 교차검증(10-fold Cross Validation)을 활용하였다.