Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.29
no.3
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pp.75-81
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2024
In this paper, we proposes a method for real-time processing of inter-floor noise problems by embedding TinyML, which includes a deep learning model, into ultra-low-power systems. The reason this method is feasible is because of lightweight deep learning model technology, which allows even systems with small computing resources to perform inference autonomously. The conventional method proposed to solve inter-floor noise problems was to send data collected from sensors to a server for analysis and processing. However, this centralized processing method has issues with high costs, complexity, and difficulty in real-time processing. In this paper, we address these limitations by employing On-Sensor AI using TinyML. The method presented in this paper is simple to install, cost-effective, and capable of processing problems in real-time.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.14
no.3
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pp.1188-1203
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2020
The human expression contains a lot of information that can be used to detect complex conditions such as pain and fatigue. After deep learning became the mainstream method, the traditional feature extraction method no longer has advantages. However, in order to achieve higher accuracy, researchers continue to stack the number of layers of the neural network, which makes the real-time performance of the model weak. Therefore, this paper proposed an expression recognition framework based on densely concatenated convolutional neural networks to balance accuracy and latency and apply it to humanoid robots. The techniques of feature reuse and parameter compression in the framework improved the learning ability of the model and greatly reduced the parameters. Experiments showed that the proposed model can reduce tens of times the parameters at the expense of little accuracy.
Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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2020.01a
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pp.19-20
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2020
미디어 산업의 발전으로 스토리보드와 같은 선화 이미지의 자동채색 연구가 국내외에서 진행되고 있다. 하지만 자동채색 모델 용량에 초점을 두는 연구는 아직 진행되고 있지 않다. 기존 자동채색 연구는 모델 용량이 최소 567MB 이상으로 모델 용량이 큰 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 채색을 2단계로 나누는 이중 생성자 구조와 기존 U-Net을 개선한 생성자를 사용해 기존 U-Net에 비해 30%, VGG16/19를 사용한 기법과 비교해 최대 85% 작은 106MB 모델을 생성했고 FID(Fréchet Inception Distance)를 통한 이미지 평가결과 512x512px에서 153.69의 채색성능을 얻었다.
Hoe Jun Jeong;Seung Ha Kim;Joon Hee Kim;Jang Woo Kwon
The Journal of The Korea Institute of Intelligent Transport Systems
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v.23
no.1
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pp.182-196
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2024
This study introduces driving pattern analysis and change detection methods using smartphone sensors, based on contrastive learning. These methods characterize driving patterns without labeled data, allowing accurate classification with minimal labeling. In addition, they are robust to domain changes, such as different vehicle types. The study also examined the applicability of these methods to smartphones by comparing them with six lightweight deep-learning models. This comparison supported the development of smartphone-based driving pattern analysis and assistance systems, utilizing smartphone sensors and contrastive learning to enhance driving safety and efficiency while reducing the need for extensive labeled data. This research offers a promising avenue for addressing contemporary transportation challenges and advancing intelligent transportation systems.
The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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v.23
no.4
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pp.41-46
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2023
Human urine is a process of excreting waste products in the blood, and it is easy to collect and contains various substances. Urinalysis is used to check for diseases, health conditions, and urinary tract infections. There are three methods of urinalysis: physical property test, chemical test, and microscopic test, and chemical test results can be easily confirmed using urine test strips. A variety of items can be tested on the urine test strip, through which various diseases can be identified. Recently, with the spread of smart phones, research on reading urine test strips using smart phones is being conducted. There is a method of detecting and reading the color change of a urine test strip using a smartphone. This method uses the RGB values and the color difference formula to discriminate. However, there is a problem in that accuracy is lowered due to various environmental factors. This paper applies a deep learning model to solve this problem. In particular, color discrimination of a urine test strip is improved in a smartphone using a lightweight CNN (Convolutional Neural Networks) model. CNN is a useful model for image recognition and pattern finding, and a lightweight version is also available. Through this, it is possible to operate a deep learning model on a smartphone and extract accurate urine test results. Urine test strips were taken in various environments to prepare deep learning model training images, and a urine test service application was designed using MobileNet V3.
As artificial intelligence(AI) technologies, which have made rapid growth recently, began to be applied to the marine environment such as ships, there have been active researches on the application of CNN-based models specialized for digital videos. In E-Navigation service, which is combined with various technologies to detect floating objects of clash risk to reduce human errors and prevent fires inside ships, real-time processing is of huge importance. More functions added, however, mean a need for high-performance processes, which raises prices and poses a cost burden on shipowners. This study thus set out to propose a method capable of processing information at a high rate while maintaining the accuracy by applying Quantization techniques of a deep learning model. First, videos were pre-processed fit for the detection of floating matters in the sea to ensure the efficient transmission of video data to the deep learning entry. Secondly, the quantization technique, one of lightweight techniques for a deep learning model, was applied to reduce the usage rate of memory and increase the processing speed. Finally, the proposed deep learning model to which video pre-processing and quantization were applied was applied to various embedded boards to measure its accuracy and processing speed and test its performance. The proposed method was able to reduce the usage of memory capacity four times and improve the processing speed about four to five times while maintaining the old accuracy of recognition.
Recently, various lightweight methods for using Convolutional Neural Network(CNN) models in mobile devices have emerged. Weight quantization, which lowers bit precision of weights, is a lightweight method that enables a model to be used through integer calculation in a mobile environment where GPU acceleration is unable. Weight quantization has already been used in various models as a lightweight method to reduce computational complexity and model size with a small loss of accuracy. Considering the size of memory and computing speed as well as the storage size of the device and the limited network environment, this paper proposes a method of compressing integer weights after quantization using a video codec as a method. To verify the performance of the proposed method, experiments were conducted on VGG16, Resnet50, and Resnet18 models trained with ImageNet and Places365 datasets. As a result, loss of accuracy less than 2% and high compression efficiency were achieved in various models. In addition, as a result of comparison with similar compression methods, it was verified that the compression efficiency was more than doubled.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.17
no.9
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pp.2483-2504
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2023
Most existing low-light enhancement algorithms either use a large number of training parameters or lack generalization to real-world scenarios. This paper presents a novel lightweight and robust pixel-wise polynomial approximation-based deep network for low-light image enhancement. For mapping the low-light image to the enhanced image, pixel-wise higher-order polynomials are employed. A deep convolution network is used to estimate the coefficients of these higher-order polynomials. The proposed network uses multiple branches to estimate pixel values based on different receptive fields. With a smaller receptive field, the first branch enhanced local features, the second and third branches focused on medium-level features, and the last branch enhanced global features. The low-light image is downsampled by the factor of 2b-1 (b is the branch number) and fed as input to each branch. After combining the outputs of each branch, the final enhanced image is obtained. A comprehensive evaluation of our proposed network on six publicly available no-reference test datasets shows that it outperforms state-of-the-art methods on both quantitative and qualitative measures.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.26
no.10
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pp.37-43
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2021
Using the acoustic features of speech, important social and linguistic information about the speaker can be obtained, and one of the key features is the dialect. A speaker's use of a dialect is a major barrier to interaction with a computer. Dialects can be distinguished at various levels such as phonemes, syllables, words, phrases, and sentences, but it is difficult to distinguish dialects by identifying them one by one. Therefore, in this paper, we propose a lightweight Korean dialect classification model using only MFCC among the features of speech data. We study the optimal method to utilize MFCC features through Korean conversational voice data, and compare the classification performance of five Korean dialects in Gyeonggi/Seoul, Gangwon, Chungcheong, Jeolla, and Gyeongsang in eight machine learning and deep learning classification models. The performance of most classification models was improved by normalizing the MFCC, and the accuracy was improved by 1.07% and F1-score by 2.04% compared to the best performance of the classification model before normalizing the MFCC.
Dead trees significantly impact forest production and the ecological environment and pose constraints to the sustainable development of forests. A lightweight YOLOv4 dead tree detection algorithm based on unmanned aerial vehicle images is proposed to address current limitations in dead tree detection that rely mainly on inefficient, unsafe and easy-to-miss manual inspections. An improved logarithmic transformation method was developed in data pre-processing to display tree features in the shadows. For the model structure, the original CSPDarkNet-53 backbone feature extraction network was replaced by MobileNetV3. Some of the standard convolutional blocks in the original extraction network were replaced by depthwise separable convolution blocks. The new ReLU6 activation function replaced the original LeakyReLU activation function to make the network more robust for low-precision computations. The K-means++ clustering method was also integrated to generate anchor boxes that are more suitable for the dataset. The experimental results show that the improved algorithm achieved an accuracy of 97.33%, higher than other methods. The detection speed of the proposed approach is higher than that of YOLOv4, improving the efficiency and accuracy of the detection process.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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