호텔링 $T^2$ 통계량에 근거한 다변량 관리도는 공정의 이상상태를 식별하는 통계적 공정관리의 강력한 도구 중 하나이다. 다수의 품질 특성치를 동시에 모니터링하는데 사용된다. $T^2$ 관리도를 통해 이상신호가 탐지된다는 것은 평균 벡터의 변화가 있다는 것을 의미하게 된다. 그러나, 이러한 다변량 통계량의 신호는 이상신호에 대한 원인을 식별하기 어렵게 한다. 이 논문에서는 $T^2$ 통계량을 서로 독립인 항으로 분해한 Mason, Young, Tracy (MYT) 분해에 기반한 원인 식별 방법들을 살펴본다. 또한, R 소프트웨어를 사용하여 사례분석을 하고, 모의실험을 통해 각 절차의 성능을 비교 평가해보고자 한다.
Background: Gait analysis is an important measurement for health professionals to assess gait patterns related to functional limitations due to neurological or orthopedic conditions. The purpose of this study was to investigate the reliability of the newly developed portable gait analysis system (PGAS). Design: Cross-sectional design. Test-retest study. Methods: The PGAS study was based on a wearable sensor, and measurement of gait kinematic parameters, such as gait velocity, cadence, step length and stride length, and joint angle (hip, knee, and ankle) in stance and swing phases. The results were compared with a motion capture system (MCS). Twenty healthy individuals were applied to the MCS and PGAS simultaneously during gait performance. Results: The test-retest reliability of the PGAS showed good repeatability in gait parameters with mean intra-class correlation coefficients (ICCs) ranging from 0.840 to 0.992, and joint angles in stance and swing phase from 0.907 to 0.988. The acceptable test-retest ICC was observed for the gait parameters (0.809 to 0.961), and joint angles (0.800 to 0.977). Conclusion: The results of this study indicated that the developed PGAS showed good grades of repeatability for gait kinematic data along with acceptable ICCs compared with the results from the MCS. The gait kinematic parameters in healthy subjects can be used as standard values for adopting this PGAS.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제15권11호
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pp.4043-4064
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2021
Night-time image quality evaluation is an urgent requirement in visual inspection. The lighting environment of night-time results in low brightness, low contrast, loss of detailed information, and colour dissonance of image, which remains a daunting task of delicately evaluating the image quality at night. A new blind quality assessment metric is presented for realistic night-time scenario through a comprehensive consideration of contrast, texture, and colour in this article. To be specific, image blocks' color-gray-difference (CGD) histogram that represents contrast features is computed at first. Next, texture features that are measured by the mean subtracted contrast normalized (MSCN)-weighted local binary pattern (LBP) histogram are calculated. Then statistical features in Lαβ colour space are detected. Finally, the quality prediction model is conducted by the support vector regression (SVR) based on extracted contrast, texture, and colour features. Experiments conducted on NNID, CCRIQ, LIVE-CH, and CID2013 databases indicate that the proposed metric is superior to the compared BIQA metrics.
In this study, machine learning (ML) techniques were used to model surveillance test data of nuclear power plants from an international database of the ASTM E10.02 committee. Regression modeling was conducted using various techniques, including Cubist, XGBoost, and a support vector machine. The root mean square deviation of each ML model for the baseline dataset was less than that of the ASTM E900-15 nonlinear regression model. With respect to the interpolation, the ML methods provided excellent predictions with relatively few computations when applied to the given data range. The effect of the explanatory variables on the transition temperature shift (TTS) for the ML methods was analyzed, and the trends were slightly different from those for the ASTM E900-15 model. ML methods showed some weakness in the extrapolation of the fluence in comparison to the ASTM E900-15, while the Cubist method achieved an extrapolation to a certain extent. To achieve a more reliable prediction of the TTS, it was confirmed that advanced techniques should be considered for extrapolation when applying ML modeling.
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.
Ming Li;Xiaolin Zhang;Rongchen Sun;Zengmao Chen;Chenghao Liu
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제17권6호
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pp.1743-1758
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2023
Automatic modulation classification is a critical algorithm for non-cooperative communication systems. This paper addresses the challenging problem of closed-set and open-set signal modulation classification in complex channels. We propose a novel approach that incorporates a self-learning filter and center-loss in Deep Residual Shrinking Networks (DRSN) for closed-set modulation classification, and the Opendistance method for open-set modulation classification. Our approach achieves better performance than existing methods in both closed-set and open-set recognition. In closed-set recognition, the self-learning filter and center-loss combination improves recognition performance, with a maximum accuracy of over 92.18%. In open-set recognition, the use of a self-learning filter and center-loss provide an effective feature vector for open-set recognition, and the Opendistance method outperforms SoftMax and OpenMax in F1 scores and mean average accuracy under high openness. Overall, our proposed approach demonstrates promising results for automatic modulation classification, providing better performance in non-cooperative communication systems.
Simultaneous motion is essential in the activities of daily living (ADL). For motion intention recognition, surface electromyogram (sEMG) and corresponding motion label is necessary. However, this process is time-consuming and it may increase the burden of the user. Therefore, we propose a simultaneous motion recognition framework using data augmentation based on muscle activation model. The model consists of multiple point sources to be optimized while the number of point sources and their initial parameters are automatically determined. From the experimental results, it is shown that the framework has generated the data which are similar to the real one. This aspect is quantified with the following two metrics: structural similarity index measure (SSIM) and mean squared error (MSE). Furthermore, with k-nearest neighbor (k-NN) or support vector machine (SVM), the classification accuracy is also enhanced with the proposed framework. From these results, it can be concluded that the generalization property of the training data is enhanced and the classification accuracy is increased accordingly. We expect that this framework reduces the burden of the user from the excessive and time-consuming data acquisition.
최근 은행과 증권회사를 중심으로 다양한 로보어드바이저 금융상품들이 출시되고 있다. 로보어드바이저는 사람 대신 컴퓨터가 포트폴리오 자산배분에 대한 투자 결정을 실행하기 때문에 다양한 자산배분 알고리즘이 활용되고 있다. 본 연구에서는 대표적 로보어드바이저 알고리즘인 블랙리터만모형의 강점을 살리면서 객관적 투자자 전망을 도출할 수 있는 지능형 전망모형을 제안하고 이를 내재균형수익률과 결합하여 최종 포트폴리오를 도출하는 로보어드바이저 자산배분 알고리즘을 새로이 제안하며, 실제 주가자료를 이용한 실증분석 결과를 통해 전문가의 주관적 전망을 대신할 수 있는 지능형 전망모형의 실무적 적용 가능성을 보여주고자 한다. 그동안 주가 예측에서 우수한 성과를 보여주었던 기계학습 방법 중 SVM 모형을 이용하여 각 자산별 기대수익률에 대한 예측과 예측 확률을 도출하고 이를 각각 기대수익률에 대한 투자자 전망과 전망에 대한 신뢰도 수준의 입력변수로 활용하는 지능형 전망모형을 제안하였다. 시장포트폴리오로부터 도출된 내재균형수익률과 지능형 전망모형의 기대수익률, 확률을 결합하여 최종적인 블랙리터만모형의 최적포트폴리오를 도출하였다. 주가자료는 2008년부터 2018년까지의 132개월 동안의 8개의 KOSPI 200 섹터지수 월별 자료를 분석하였다. 블랙리터만모형으로 도출된 최적포트폴리오의 결과가 기존의 평균분산모형이나 리스크패리티모형 등과 비교하여 우수한 성과를 보여주었다. 구체적으로 2008년부터 2015년까지의 In-Sample 자료에서 최적화된 블랙리터만모형을 2016년부터 2018년까지의 Out-Of-Sample 기간에 적용한 실증분석 결과에서 다른 알고리즘보다 수익과 위험 모두에서 좋은 성과를 기록하였다. 총수익률은 6.4%로 최고 수준이며, 위험지표인 MDD는 20.8%로 최저수준을 기록하였다. 수익과 위험을 동시에 고려하여 투자 성과를 측정하는 샤프비율 역시 0.17로 가장 좋은 결과를 보여주었다. 증권계의 애널리스트 전문가들이 발표하는 투자자 전망자료의 신뢰성이 낮은 상태에서, 본 연구에서 제안된 지능형 전망모형은 현재 빠른 속도로 확장되고 있는 로보어드바이저 관련 금융상품을 개발하고 운용하는 실무적 관점에서 본 연구는 의의가 있다고 판단된다.
한국인의 사회복지학에 대한 인식은 어떠한가? 본 연구는 총 3,319명의 설문 참여자가 제공한 응답자료에 기초해서, 심리학, 문헌정보학, 경제학, 사회학, 정치외교학, 신문방송학과 같은 사회과학분야 학문들 그리고 생물학, 의학, 물리학과 같은 자연과학분야 학문들과의 비교 차원에서 한국인의 사회복지학에 대한 인식을 비교 분석하였다. 각 학문에 대한 개인적 흥미도, 사회적 공헌도, 유망도, 학문적 중요도, 전문성, 개인적 지식정도 측면에서의 인식을 8-점 Likert 척도로 평정, 비교하였다. 또한 사회복지학에 초점을 두고 성별 요인과 고등학생, 대학생과 대학원생, 일반 시민과 같은 지위 요인에 따라서 사회복지학에 대한 인식이 어떻게 다른지를 분석해 보았다. 아울러 대학생 및 대학원생만을 대상으로 현재 전공하고 있는 학문적 배경 요인에 따라서 사회복지학에 대한 인식이 어떻게 다른지를 분석해 보았다. 연구결과를 보면, 사회복지학에 대해서 공헌도, 유망도, 중요도, 개인 지식은 상대적으로 더 높게 인식하는 것으로 나타났고, 개인적인 흥미도와 전문성은 상대적으로 더 낮게 인식하는 것으로 나타났다. 사회복지학에 대한 흥미도, 공헌도, 유망도, 중요도, 전문성, 개인지식의 벡터(vector)는 나이를 통제했을 때 성별 요인과 지위 요인에 의해서 차이를 갖는 것으로 나타났다. 대학생 및 대학원생의 경우, 학문적 배경 요인에 따라서 사회복지학에 대한 인식이 다른 것으로 나타났다. 객관적으로 비춰지는 학문의 모습과 관련된 이러한 결과는 한국 사회복지학이 오랜 기간 고민해 온 학문의 전문성 심화 과제 등을 정확하게 반영하고 있다. 본 논문은 한국 사회복지학의 발전과 관련해서 이러한 결과가 시사하는 바를 논의한다.
유도 전동기는 항공 산업, 자동차 산업 등의 산업 현장에서 중요한 역할을 하고 있으며, 이러한 유도 전동기의 고장으로 인한 피해를 최소화하기 위해 유도 전동기의 고장 검출 및 분류 시스템의 개발이 중요한 문제로 대두되고 있다. 이에 본 논문에서는 정상 및 각종 비정상 상태의 유도 전동기 진동 신호에 대해 부분 자기 상관(partial autocorrelation, PARCOR) 계수, 로그 스펙트럼 파워(log spectrum powers, LSP), 캡스트럼 계수의 평균값(cepstrum coefficients mean, CCM), 멜 주파수 캡스트럼 계수(mel-frequency cepstrum coefficient, MFCC)의 네 가지 특징 벡터를 신경 회로망의 입력으로 사용하여 유도 전동기의 고장을 검출하고 분류하였다. 고장 분류를 위한 최적의 특징 벡터를 찾기 위해 추출하는 특징의 수를 2에서 20으로 바꾸어 가며 분류 성능을 평가한 결과 CCM을 제외한 나머지의 경우 5~6의 특징만으로 분류 정확도가 거의 100%에 가까운 결과를 보였다. 또한 본 논문에서는 실제 산업 현장에서 진동 신호 취득 시 포함될 수 있는 잡음을 고려하여 취득한 신호에 백색 잡음(white Gaussian noise)을 인위적으로 추가하여 실험한 결과 LSP, PARCOR, MFCC 순으로 잡음 환경에 강인한 특징 벡터임을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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