Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.40
no.2
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pp.92-98
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2017
Data clustering determines a group of patterns using similarity measure in a dataset and is one of the most important and difficult technique in data mining. Clustering can be formally considered as a particular kind of NP-hard grouping problem. K-means algorithm which is popular and efficient, is sensitive for initialization and has the possibility to be stuck in local optimum because of hill climbing clustering method. This method is also not computationally feasible in practice, especially for large datasets and large number of clusters. Therefore, we need a robust and efficient clustering algorithm to find the global optimum (not local optimum) especially when much data is collected from many IoT (Internet of Things) devices in these days. The objective of this paper is to propose new Hybrid Simulated Annealing (HSA) which is combined simulated annealing with K-means for non-hierarchical clustering of big data. Simulated annealing (SA) is useful for diversified search in large search space and K-means is useful for converged search in predetermined search space. Our proposed method can balance the intensification and diversification to find the global optimal solution in big data clustering. The performance of HSA is validated using Iris, Wine, Glass, and Vowel UCI machine learning repository datasets comparing to previous studies by experiment and analysis. Our proposed KSAK (K-means+SA+K-means) and SAK (SA+K-means) are better than KSA(K-means+SA), SA, and K-means in our simulations. Our method has significantly improved accuracy and efficiency to find the global optimal data clustering solution for complex, real time, and costly data mining process.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.40
no.4
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pp.203-210
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2017
Data clustering is one of the most difficult and challenging problems and can be formally considered as a particular kind of NP-hard grouping problems. The K-means algorithm is one of the most popular and widely used clustering method because it is easy to implement and very efficient. However, it has high possibility to trap in local optimum and high variation of solutions with different initials for the large data set. Therefore, we need study efficient computational intelligence method to find the global optimal solution in data clustering problem within limited computational time. The objective of this paper is to propose a combined artificial bee colony (CABC) with K-means for initialization and finalization to find optimal solution that is effective on data clustering optimization problem. The artificial bee colony (ABC) is an algorithm motivated by the intelligent behavior exhibited by honeybees when searching for food. The performance of ABC is better than or similar to other population-based algorithms with the added advantage of employing fewer control parameters. Our proposed CABC method is able to provide near optimal solution within reasonable time to balance the converged and diversified searches. In this paper, the experiment and analysis of clustering problems demonstrate that CABC is a competitive approach comparing to previous partitioning approaches in satisfactory results with respect to solution quality. We validate the performance of CABC using Iris, Wine, Glass, Vowel, and Cloud UCI machine learning repository datasets comparing to previous studies by experiment and analysis. Our proposed KABCK (K-means+ABC+K-means) is better than ABCK (ABC+K-means), KABC (K-means+ABC), ABC, and K-means in our simulations.
The pattern recognition or fuzzy inference, which is mainly used for the development of the automatic walking mode change of the above knee prosthesis, has a disadvantage in that it is difficult to estimate with the immediate change of the walking environment. In order to solve a disadvantage, this paper developed an algorithm that automatically converts the walking mode of the next step by estimating the walking environment at a specific gait phase. Since the proposed algorithm should be implanted and operated in the microcontroller, it is developed using the random forest base in consideration of calculation amount and estimated time. The developed random forest based gait and environmental estimation model were implanted in the microcontroller and evaluated for validity.
The Transactions of The Korean Institute of Electrical Engineers
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v.59
no.2
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pp.436-444
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2010
In this study, we introduce and discuss a concept of a granular-oriented radial basis function neural networks (GRBF NNs). In contrast to the typical architectures encountered in radial basis function neural networks(RBF NNs), our main objective is to develop a design strategy of GRBF NNs as follows : (a) The architecture of the network is fully reflective of the structure encountered in the training data which are granulated with the aid of clustering techniques. More specifically, the output space is granulated with use of K-Means clustering while the information granules in the multidimensional input space are formed by using a so-called context-based Fuzzy C-Means which takes into account the structure being already formed in the output space, (b) The innovative development facet of the network involves a dynamic reduction of dimensionality of the input space in which the information granules are formed in the subspace of the overall input space which is formed by selecting a suitable subset of input variables so that the this subspace retains the structure of the entire space. As this search is of combinatorial character, we use the technique of genetic optimization to determine the optimal input subspaces. A series of numeric studies exploiting some nonlinear process data and a dataset coming from the machine learning repository provide a detailed insight into the nature of the algorithm and its parameters as well as offer some comparative analysis.
In ubiquitous computing that is to build computing environments to provide proper services according to user's context, human being's emotion recognition based on facial expression is used as essential means of HCI in order to make man-machine interaction more efficient and to do user's context-awareness. This paper addresses a problem of rigidly basic emotion recognition in context-sensitive facial expressions through a new Bayesian classifier. The task for emotion recognition of facial expressions consists of two steps, where the extraction step of facial feature is based on a color-histogram method and the classification step employs a new Bayesian teaming algorithm in performing efficient training and test. New context-sensitive Bayesian learning algorithm of EADF(Extended Assumed-Density Filtering) is proposed to recognize more exact emotions as it utilizes different classifier complexities for different contexts. Experimental results show an expression classification accuracy of over 91% on the test database and achieve the error rate of 10.6% by modeling facial expression as hidden context.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.8
no.11
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pp.427-432
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2019
In this paper, we propose three approaches to modeling Android malware. The first method involves human security experts for meticulously selecting feature sets. With the second approach, we choose 300 features with the highest importance among the top 99% features in terms of occurrence rate. The third approach is to combine multiple models and identify malware through weighted voting. In addition, we applied a novel method of eliminating permission information which used to be regarded as a critical factor for distinguishing malware. With our carefully generated feature sets and the weighted voting by the ensemble algorithm, we were able to reach the highest malware detection accuracy of 97.8%. We also verified that discarding the permission information lead to the improvement in terms of false positive and false negative rates.
The performance of a network intrusion detection system using the machine learning method depends heavily on the composition and the size of the feature set. The detection accuracy, such as the detection rate or the false positive rate, of the system relies on the feature composition. And the time it takes to train and detect depends on the size of the feature set. Therefore, in order to enable the system to detect intrusions in real-time, the feature set to beused should have a small size as well as an appropriate composition. In this paper, we show that the size of the feature set can be further reduced without decreasing the detection rate through using Pearson correlation coefficient between features along with the multi-objective genetic algorithm which was used to shorten the size of the feature set in previous work. For the evaluation of the proposed method, the experiments to classify 10 kinds of attacks and benign traffic are performed against NSL_KDD data set.
K-BEMS System was introduced to reduce peak load and to save total energy of the 120 buildings that KEPCO headquarter and branch offices use. K-BEMS system is composed of PV, battery, and hybrid PCS. In this system, ESS, PV, lighting is used to save building energy based on demand prediction. Currently, neural network technique for short past data is applied to demand prediction, and fixed scheduling method by operator for ESS charging/discharging is used. To enhance this system, KEPCO research institute has carried out this K-BEMS research project for 3 years since January 2016. As the result of this project, we developed new real-time highly reliable building demand prediction technique with error free and optimized automatic ESS charging/discharging technique. Through several field test, we can certify the developed algorithm performance successfully. So we will describe the details in this paper.
Kang, Jae Min;Park, Seongsu;Kim, Yun Soo;Gahm, Jin Kyu
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.25
no.9
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pp.1183-1189
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2021
There have been recently an increasing number of people working out at home. However, many of them do not have face-to-face guidance from experts, so they cannot effectively correct their wrong pose. This may lead to strain and injury to those doing home training. To tackle this problem, this paper proposes a video data-based pose classification and correction system for home training. The proposed system classifies poses using the multi-layer perceptron and pose estimation model, and corrects poses based on joint angels estimated. A voting algorithm that considers the results of successive frames is applied to improve the performance of the pose classification model. Multi-layer perceptron model for post classification shows the highest accuracy with 0.9. In addition, it is shown that the proposed voting algorithm improves the accuracy to 0.93.
Kim, Soo-Hyun;Sun, Young-Ghyu;Lee, Dong-gu;Sim, Is-sac;Hwang, Yu-Min;Kim, Hyun-Soo;Kim, Hyung-suk;Kim, Jin-Young
Journal of IKEEE
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v.23
no.1
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pp.127-133
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2019
Electric power demand forecasting is one of the important research areas for future smart grid introduction. However, It is difficult to predict because it is affected by many external factors. Traditional methods of forecasting power demand have been limited in making accurate prediction because they use raw power data. In this paper, a probability-based CRBM is proposed to solve the problem of electric power demand prediction using raw power data. The stochastic model is suitable to capture the probabilistic characteristics of electric power data. In order to compare the mid-term power demand forecasting performance of the proposed model, we compared the performance with Recurrent Neural Network(RNN). Performance comparison using electric power data provided by the University of Massachusetts showed that the proposed algorithm results in better performance in mid-term energy demand forecasting.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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