• 제목/요약/키워드: Machine learning technique

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ACCELERATION OF MACHINE LEARNING ALGORITHMS BY TCHEBYCHEV ITERATION TECHNIQUE

  • LEVIN, MIKHAIL P.
    • Journal of the Korean Society for Industrial and Applied Mathematics
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    • 제22권1호
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    • pp.15-28
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    • 2018
  • Recently Machine Learning algorithms are widely used to process Big Data in various applications and a lot of these applications are executed in run time. Therefore the speed of Machine Learning algorithms is a critical issue in these applications. However the most of modern iteration Machine Learning algorithms use a successive iteration technique well-known in Numerical Linear Algebra. But this technique has a very low convergence, needs a lot of iterations to get solution of considering problems and therefore a lot of time for processing even on modern multi-core computers and clusters. Tchebychev iteration technique is well-known in Numerical Linear Algebra as an attractive candidate to decrease the number of iterations in Machine Learning iteration algorithms and also to decrease the running time of these algorithms those is very important especially in run time applications. In this paper we consider the usage of Tchebychev iterations for acceleration of well-known K-Means and SVM (Support Vector Machine) clustering algorithms in Machine Leaning. Some examples of usage of our approach on modern multi-core computers under Apache Spark framework will be considered and discussed.

PSO 알고리즘을 이용한 퍼지 Extreme Learning Machine 최적화 (Optimization of Fuzzy Learning Machine by Using Particle Swarm Optimization)

  • 노석범;왕계홍;김용수;안태천
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제26권1호
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    • pp.87-92
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    • 2016
  • 본 논문에서는 일반적인 신경회로망의 단점인 느린 학습속도를 획기적으로 개선한 네트워크인 Extreme Learning Machine과 전문가들의 언어적 정보들을 기술 할 수 있는 퍼지 이론을 접목한 퍼지 Extreme Learning Machine을 최적화하기 위하여 Particle Swarm Optimization 알고리즘을 이용하였다. 퍼지 Extreme Learning Machine의 활성화 함수를 일반적인 시그모이드 함수를 사용하지 않고, 퍼지 C-Means 클러스터링 알고리즘의 활성화 레벨 함수를 이용하였다. Particle Swarm Optimization 알고리즘과 같은 최적화 알고리즘을 통하여 퍼지 Extreme Learning Machine의 활성화 함수의 파라미터들을 최적화 한다. Particle Swarm Optimization과 같은 최적화 알고리즘을 통한 제안된 모델의 최적화 하고 최적화된 모델의 분류성능을 평가하기 위하여 다양한 머신 러닝 데이터 집합을 사용하여 평가한다.

쿠버네티스에서 ML 워크로드를 위한 분산 인-메모리 캐싱 방법 (Distributed In-Memory Caching Method for ML Workload in Kubernetes)

  • 윤동현;송석일
    • Journal of Platform Technology
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    • 제11권4호
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    • pp.71-79
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    • 2023
  • 이 논문에서는 기계학습 워크로드의 특징을 분석하고 이를 기반으로 기계학습 워크로드의 성능 향상을 위한 분산 인-메모리 캐싱 기법을 제안한다. 기계학습 워크로드의 핵심은 모델 학습이며 모델 학습은 컴퓨팅 집약적 (Computation Intensive)인 작업이다. 쿠버네티스 기반 클라우드 환경에서 컴퓨팅 프레임워크와 스토리지를 분리한 구조에서 기계학습 워크로드를 수행하는 것은 자원을 효과적으로 할당할 수 있지만, 네트워크 통신을 통해 IO가 수행되야 하므로 지연이 발생할 수 있다. 이 논문에서는 이런 환경에서 수행되는 머신러닝 워크로드의 성능을 향상하기 위한 분산 인-메모리 캐싱 기법을 제안한다. 특히, 제안하는 방법은 쿠버네티스 기반의 머신러닝 파이프라인 관리 도구인 쿠브플로우를 고려하여 머신러닝 워크로드에 필요한 데이터를 분산 인-메모리 캐시에 미리 로드하는 새로운 방법을 제안한다.

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수문학적 활용을 위한 머신러닝 기반의 강우보정기술 개발 (The Development of a Rainfall Correction Technique based on Machine Learning for Hydrological Applications)

  • 이영미;고철민;신성철;김병식
    • 한국환경과학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.125-135
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    • 2019
  • For the purposes of enhancing usability of Numerical Weather Prediction (NWP), the quantitative precipitation prediction scheme by machine learning has been proposed. In this study, heavy rainfall was corrected for by utilizing rainfall predictors from LENS and Radar from 2017 to 2018, as well as machine learning tools LightGBM and XGBoost. The results were analyzed using Mean Absolute Error (MAE), Normalized Peak Error (NPE), and Peak Timing Error (PTE) for rainfall corrected through machine learning. Machine learning results (i.e. using LightGBM and XGBoost) showed improvements in the overall correction of rainfall and maximum rainfall compared to LENS. For example, the MAE of case 5 was found to be 24.252 using LENS, 11.564 using LightGBM, and 11.693 using XGBoost, showing excellent error improvement in machine learning results. This rainfall correction technique can provide hydrologically meaningful rainfall information such as predictions of flooding. Future research on the interpretation of various hydrologic processes using machine learning is necessary.

Scaling Up Face Masks Classification Using a Deep Neural Network and Classical Method Inspired Hybrid Technique

  • Kumar, Akhil;Kalia, Arvind;Verma, Kinshuk;Sharma, Akashdeep;Kaushal, Manisha;Kalia, Aayushi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권11호
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    • pp.3658-3679
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    • 2022
  • Classification of persons wearing and not wearing face masks in images has emerged as a new computer vision problem during the COVID-19 pandemic. In order to address this problem and scale up the research in this domain, in this paper a hybrid technique by employing ResNet-101 and multi-layer perceptron (MLP) classifier has been proposed. The proposed technique is tested and validated on a self-created face masks classification dataset and a standard dataset. On self-created dataset, the proposed technique achieved a classification accuracy of 97.3%. To embrace the proposed technique, six other state-of-the-art CNN feature extractors with six other classical machine learning classifiers have been tested and compared with the proposed technique. The proposed technique achieved better classification accuracy and 1-6% higher precision, recall, and F1 score as compared to other tested deep feature extractors and machine learning classifiers.

A Win/Lose prediction model of Korean professional baseball using machine learning technique

  • Seo, Yeong-Jin;Moon, Hyung-Woo;Woo, Yong-Tae
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제24권2호
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    • pp.17-24
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    • 2019
  • In this paper, we propose a new model for predicting effective Win/Loss in professional baseball game in Korea using machine learning technique. we used basic baseball data and Sabermetrics data, which are highly correlated with score to predict and we used the deep learning technique to learn based on supervised learning. The Drop-Out algorithm and the ReLu activation function In the trained neural network, the expected odds was calculated using the predictions of the team's expected scores and expected loss. The team with the higher expected rate of victory was predicted as the winning team. In order to verify the effectiveness of the proposed model, we compared the actual percentage of win, pythagorean expectation, and win percentage of the proposed model.

머신러닝 기반 메모리 성능 개선 연구 (Study on Memory Performance Improvement based on Machine Learning)

  • 조두산
    • 문화기술의 융합
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    • 제7권1호
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    • pp.615-619
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    • 2021
  • 이 연구는 사물인터넷, 클라우드 컴퓨팅 그리고 에지 컴퓨팅 등 많은 임베디드 시스템에서 성능 및 에너지 효율을 높이고자 최적화하는 메모리 시스템에 초점을 맞추어 그 성능 개선 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 최근 많이 이용되고 있는 머신 러닝 알고리즘을 기반으로 메모리 시스템 성능을 도모한다. 머신 러닝 기법은 학습을 통하여 다양한 응용에 사용될 수 있는데, 메모리 시스템 성능 개선에서 사용되는 데이터의 분류 태스크에 적용될 수 있다. 정확도 높은 머신 러닝 기법 기반 데이터 분류는 데이터의 사용 패턴에 따라 데이터를 적절하게 배치할 수 있게 하여 전체 시스템 성능 개선을 도모할 수 있게 한다.

통계분석 기법과 머신러닝 기법의 비교분석을 통한 건물의 지진취약도 공간분석 (A Spatial Analysis of Seismic Vulnerability of Buildings Using Statistical and Machine Learning Techniques Comparative Analysis)

  • 김성훈;김상빈;김대현
    • 산업융합연구
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    • 제21권1호
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    • pp.159-165
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    • 2023
  • 최근 지진 발생 빈도가 증가하고 있는 반면 국내 지진 대응 체계는 취약한 현실에서, 본 연구의 목적은 통계분석 기법과 머신러닝 기법을 활용한 공간분석을 통해 건물의 지진취약도를 비교분석 하는 것이다. 통계분석 기법을 활용한 결과, 최적화척도법을 활용해 개발된 모델의 예측정확도는 약 87%로 도출되었다. 머신러닝 기법을 활용한 결과, 분석된 4가지 방법 중, Random Forest의 정확도가 Train Set의 경우 94%, Test Set의 경우 76.7%로 가장 높아, 최종적으로 Random Forest가 선정되었다. 따라서, 예측정확도는 통계분석 기법이 약 87%, 머신러닝 기법이 76.7%로, 통계분석 기법의 예측정확도가 더 높은 것으로 분석되었다. 최종 결과로, 건물의 지진취약도는 분석된 건물데이터 총 22,296개 중, 1,627(0.1%)개의 건물데이터는 통계분석 기법 사용 시 더 위험하다고 도출되었고, 10,146(49%)개의 건물데이터는 동일하게 도출되었으며, 나머지 10,523(50%)개의 건물데이터는 머신러닝 기법 사용 시 더 위험하게 도출되었다. 기존 통계분석 기법에 첨단 머신러닝 기법활용결과가 추가로 비교검토 됨으로써 공간분석 의사결정에 있어서, 좀더 신뢰도가 높은 지진대응책 마련에 도움이 되길 기대한다.

무작위 생성 심층신경망 기반 유기발광다이오드 흑점 성장가속 전산모사를 통한 소자 변수 추출 (Extraction of the OLED Device Parameter based on Randomly Generated Monte Carlo Simulation with Deep Learning)

  • 유승열;박일후;김규태
    • 반도체디스플레이기술학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.131-135
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    • 2021
  • Numbers of studies related to optimization of design of organic light emitting diodes(OLED) through machine learning are increasing. We propose the generative method of the image to assess the performance of the device combining with machine learning technique. Principle parameter regarding dark spot growth mechanism of the OLED can be the key factor to determine the long-time performance. Captured images from actual device and randomly generated images at specific time and initial pinhole state are fed into the deep neural network system. The simulation reinforced by the machine learning technique can predict the device parameters accurately and faster. Similarly, the inverse design using multiple layer perceptron(MLP) system can infer the initial degradation factors at manufacturing with given device parameter to feedback the design of manufacturing process.

다중 스태킹을 가진 새로운 앙상블 학습 기법 (A New Ensemble Machine Learning Technique with Multiple Stacking)

  • 이수은;김한준
    • 한국전자거래학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.1-13
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    • 2020
  • 기계학습(machine learning)이란 주어진 데이터에 대한 일반화 과정으로부터 특정 문제를 해결할 수 있는 모델(model) 생성 기술을 의미한다. 우수한 성능의 모델을 생성하기 위해서는 양질의 학습데이터와 일반화 과정을 위한 학습 알고리즘이 준비되어야 한다. 성능 개선을 위한 한 가지 방법으로서 앙상블(Ensemble) 기법은 단일 모델(single model)을 생성하기보다 다중 모델을 생성하며, 이는 배깅(Bagging), 부스팅(Boosting), 스태킹(Stacking) 학습 기법을 포함한다. 본 논문은 기존 스태킹 기법을 개선한 다중 스태킹 앙상블(Multiple Stacking Ensemble) 학습 기법을 제안한다. 다중 스태킹 앙상블 기법의 학습 구조는 딥러닝 구조와 유사하고 각 레이어가 스태킹 모델의 조합으로 구성되며 계층의 수를 증가시켜 각 계층의 오분류율을 최소화하여 성능을 개선한다. 4가지 유형의 데이터셋을 이용한 실험을 통해 제안 기법이 기존 기법에 비해 분류 성능이 우수함을 보인다.