Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.27
no.8
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pp.23-30
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2022
Deep learning analyzes data to discover a series of rules and anticipates the future, helping us in various ways in our lives. For example, prediction of stock prices and agricultural prices. In this research, the results of solar photovoltaic power generation accompanied by weather are analyzed through deep learning in situations where the importance of solar energy use increases, and the amount of power generation is predicted. In this research, we propose a model using LSTM(Long Short Term Memory network) that stand out in time series data prediction. And we compare LSTM's performance with CNN(Convolutional Neural Network), which is used to analyze various dimensions of data, including images, and CNN-LSTM, which combines the two models. The performance of the three models was compared by calculating the MSE, RMSE, R-Squared with the actual value of the solar photovoltaic power generation performance and the predicted value. As a result, it was found that the performance of the LSTM model was the best. Therefor, this research proposes predicting solar photovoltaic power generation using LSTM.
Nowadays, Deep Learning (DL) technology is being used in several government departments. South Korea imports a lot of seafood. If the demand for fishery products is not accurately predicted, then there will be a shortage of fishery products and the price of the fishery product may rise sharply. So, South Korea's Ministry of Ocean and Fisheries is attempting to accurately predict seafood imports using deep learning. This paper introduces the solution for the fish import prediction in South Korea using the Long Short-Term Memory (LSTM) method. It was found that there was a huge gap between the sum of consumption and export against the sum of production especially in the case of two species that are Hairtail and Pollock. An import prediction is suggested in this research to fill the gap with some advanced Deep Learning methods. This research focuses on import prediction using Machine Learning (ML) and Deep Learning methods to predict the import amount more precisely. For the prediction, two Deep Learning methods were chosen which are Artificial Neural Network (ANN) and Long Short-Term Memory (LSTM). Moreover, the Machine Learning method was also selected for the comparison between the DL and ML. Root Mean Square Error (RMSE) was selected for the error measurement which shows the difference between the predicted and actual values. The results obtained were compared with the average RMSE scores and in terms of percentage. It was found that the LSTM has the lowest RMSE score which showed the prediction with higher accuracy. Meanwhile, ML's RMSE score was higher which shows lower accuracy in prediction. Moreover, Google Trend Search data was used as a new feature to find its impact on prediction outcomes. It was found that it had a positive impact on results as the RMSE values were lowered, increasing the accuracy of the prediction.
LSTM (Long Short-Term Memory) algorithm which is a kind of recurrent neural network was used to establish a model to predict the stress-strain curve of an material under uniaxial compression. The model was established from the stress-strain data from uniaxial compression tests of silica-gypsum specimens. After training the model, it can predict the behavior of the material up to the failure state by using an early stage of stress-strain curve whose stress is very low. Because the LSTM neural network predict a value by using the previous state of data and proceed forward step by step, a higher error was found at the prediction of higher stress state due to the accumulation of error. However, this model generally predict the stress-strain curve with high accuracy. The accuracy of both LSTM and tangential prediction models increased with increased length of input data, while a difference in performance between them decreased as the amount of input data increased. LSTM model showed relatively superior performance to the tangential prediction when only few input data was given, which enhanced the necessity for application of the model.
In this paper, in order to prevent the fall of the drone, a study was conducted to collect vibration data from the motor connected to the propeller of the drone, and to predict the abnormal vibration of the drone using recurrent neural network (RNN) and long short term memory (LSTM). In order to collect the vibration data of the drone, a vibration sensor is attached to the motor connected to the propeller of the drone to collect vibration data on normal, bar damage, rotor damage, and shaft deflection, and abnormal vibration data are collected through LSTM and RNN. The root mean square error (RMSE) value of the vibration prediction result were compared and analyzed. As a result of the comparative simulation, it was confirmed that both the predicted result through RNN and LSTM predicted the abnormal vibration pattern very accurately. However, the vibration predicted by the LSTM was found to be 15.4% lower on average than the vibration predicted by the RNN.
Han, Heechan;Choi, Changhyun;Jung, Jaewon;Kim, Hung Soo
Journal of Korea Water Resources Association
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v.54
no.3
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pp.157-166
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2021
Forecasting dam inflow based on high reliability is required for efficient dam operation. In this study, deep learning technique, which is one of the data-driven methods and has been used in many fields of research, was manipulated to predict the dam inflow. The Long Short-Term Memory deep learning with Sequence-to-Sequence model (LSTM-s2s), which provides high performance in predicting time-series data, was applied for forecasting inflow of Soyang River dam. Various statistical metrics or evaluation indicators, including correlation coefficient (CC), Nash-Sutcliffe efficiency coefficient (NSE), percent bias (PBIAS), and error in peak value (PE), were used to evaluate the predictive performance of the model. The result of this study presented that the LSTM-s2s model showed high accuracy in the prediction of dam inflow and also provided good performance for runoff event based runoff prediction. It was found that the deep learning based approach could be used for efficient dam operation for water resource management during wet and dry seasons.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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v.12
no.1
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pp.144-150
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2020
Reinforcement learning is a technology that can present successful and creative solutions in many areas. This reinforcement learning technology was used to deploy containers from cloud servers to fog servers to help them learn the maximization of rewards due to reduced traffic. Leveraging reinforcement learning is aimed at predicting traffic in the network and optimizing traffic-based fog computing network environment for cloud, fog and clients. The reinforcement learning system collects network traffic data from the fog server and IoT. Reinforcement learning neural networks, which use collected traffic data as input values, can consist of Long Short-Term Memory (LSTM) neural networks in network environments that support fog computing, to learn time series data and to predict optimized traffic. Description of the input and output values of the traffic-based reinforcement learning LSTM neural network, the composition of the node, the activation function and error function of the hidden layer, the overfitting method, and the optimization algorithm.
Kim, Jinah;Park, Junhee;Shin, Minchan;Lee, Jihoon;Moon, Nammee
Journal of Information Processing Systems
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v.17
no.4
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pp.707-720
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2021
To improve the accuracy of the recommendation system, multi-criteria recommendation systems have been widely researched. However, it is highly complicated to extract the preferred features of users and items from the data. To this end, subjective indicators, which indicate a user's priorities for personalized recommendations, should be derived. In this study, we propose a method for generating recommendation candidates by predicting multi-criteria ratings from reviews and using them to derive user priorities. Using a deep learning model based on convolutional neural network (CNN) and bidirectional long short-term memory (BiLSTM), multi-criteria prediction ratings were derived from reviews. These ratings were then aggregated to form a linear regression model to predict the overall rating. This model not only predicts the overall rating but also uses the training weights from the layers of the model as the user's priority. Based on this, a new score matrix for recommendation is derived by calculating the similarity between the user and the item according to the criteria, and an item suitable for the user is proposed. The experiment was conducted by collecting the actual "TripAdvisor" dataset. For performance evaluation, the proposed method was compared with a general recommendation system based on singular value decomposition. The results of the experiments demonstrate the high performance of the proposed method.
Journal of the Korean Society of Industry Convergence
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v.24
no.6_1
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pp.693-698
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2021
As technology advances, there is increasing need for research in different fields where this technology is applied. On of the most researched topic in computer vision is Human activity recognition (HAR), which has widely been implemented in various fields which include healthcare, video surveillance and education. We therefore present in this paper a human activity recognition system based on scale and rotation while employing the Kinect depth sensors to obtain the human skeleton joints. In contrast to previous approaches that use joint angles, in this paper we propose that each limb has an angle with the X, Y, Z axes which we employ as feature vectors. The use of the joint angles makes our system scale invariant. We further calculate the body relative direction in the egocentric coordinates in order to provide the rotation invariance. For the system parameters, we employ 8 limbs with their corresponding angles each having the X, Y, Z axes from the coordinate system as feature vectors. The extracted features are finally trained and tested with the Long short term memory (LSTM) Network which gives us an average accuracy of 98.3%.
The initial response to a marine accident can play a key role to minimize the accident. Therefore, various decision support systems have been developed using sensors, simulations, and active response equipment. In this study, we developed an algorithm to predict damage locations using ship motion data with bidirectional long short-term memory (BiLSTM), a type of recurrent neural network. To reflect the low frequency ship motion characteristics, 200 time-series data collected for 100 s were considered as input values. Heave, roll, and pitch were used as features for the prediction model. The F1-score of the BiLSTM model was 0.92; this was an improvement over the F1-score of 0.90 of a prior model. Furthermore, 53 of 75 locations of damage had an F1-score above 0.90. The model predicted the damage location with high accuracy, allowing for a quick initial response even if the ship did not have flood sensors. The model can be used as input data with high accuracy for a real-time progressive flooding simulator on board.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.23
no.5
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pp.53-64
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2023
Early detection of endometrial carcinoma in uterus is essential for effective treatment. Endometrial carcinoma is the worst kind of endometrium cancer among the others since it is considerably more likely to affect the additional parts of the body if not detected and treated early. Non-invasive medical computer vision, also known as medical image processing, is becoming increasingly essential in the clinical diagnosis of various diseases. Such techniques provide a tool for automatic image processing, allowing for an accurate and timely assessment of the lesion. One of the most difficult aspects of developing an effective automatic categorization system is the absence of huge datasets. Using image processing and deep learning, this article presented an artificial endometrium cancer diagnosis system. The processes in this study include gathering a dermoscopy images from the database, preprocessing, segmentation using hybrid Fuzzy C-Means (FCM) and optimizing the weights using the Whale Optimization Algorithm (WOA). The characteristics of the damaged endometrium cells are retrieved using the feature extraction approach after the Magnetic Resonance pictures have been segmented. The collected characteristics are classified using a deep learning-based methodology called Long Short-Term Memory (LSTM) and Bi-directional LSTM classifiers. After using the publicly accessible data set, suggested classifiers obtain an accuracy of 97% and segmentation accuracy of 93%.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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