Dose calculations which are a crucial requirement for radiotherapy treatment planning systems require accuracy and rapid calculations. The conventional radiotherapy treatment planning dose algorithms are rapid but lack precision. Monte Carlo methods are time consuming but the most accurate. The new combined system that Monte Carlo methods calculate part of interesting domain and the rest is calculated by neural can calculate the dose distribution rapidly and accurately. The preliminary study showed that neural networks can map functions which contain discontinuous points and inflection points which the dose distributions in inhomogeneous media also have. Performance results between scaled conjugated gradient algorithm and Levenberg-Marquardt algorithm which are used for training the neural network with a different number of neurons were compared. Finally, the dose distributions of homogeneous phantom calculated by a commercialized treatment planning system were used as training data of the neural network. In the case of homogeneous phantom;the mean squared error of percent depth dose was 0.00214. Further works are programmed to develop the neural network model for 3-dimensinal dose calculations in homogeneous phantoms and inhomogeneous phantoms.
Jin, Moon Yong;Park, Jong Bin;Lee, Dong Suk;Park, Dong Sun
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.3
no.9
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pp.361-368
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2014
The LPR(License plate recognition) system has been developed to efficient control for complex traffic environment and currently be used in many places. However, because of light, noise, background changes, environmental changes, damaged plate, it only works limited environment, so it is difficult to use in real-time. This paper presents a heuristic segmentation algorithm for robust to noise and illumination changes and introduce a real-time license plate recognition system using it. In first step, We detect the plate utilized Haar-like feature and Adaboost. This method is possible to rapid detection used integral image and cascade structure. Second step, we determine the type of license plate with adaptive histogram equalization, bilateral filtering for denoise and segment accurate character based on adaptive threshold, pixel projection and associated with the prior knowledge. The last step is character recognition that used histogram of oriented gradients (HOG) and multi-layer perceptron(MLP) for number recognition and support vector machine(SVM) for number and Korean character classifier respectively. The experimental results show license plate detection rate of 94.29%, license plate false alarm rate of 2.94%. In character segmentation method, character hit rate is 97.23% and character false alarm rate is 1.37%. And in character recognition, the average character recognition rate is 98.38%. Total average running time in our proposed method is 140ms. It is possible to be real-time system with efficiency and robustness.
When frost occurs, crops are directly damaged. When crops come into contact with low temperatures, tissues freeze, which hardens and destroys the cell membranes or chloroplasts, or dry cells to death. In July 2020, a sudden sub-zero weather and frost hit the Minas Gerais state of Brazil, the world's largest coffee producer, damaging about 30% of local coffee trees. As a result, coffee prices have risen significantly due to the damage, and farmers with severe damage can produce coffee only after three years for crops to recover, which is expected to cause long-term damage. In this paper, we tried to predict frost using frost generation data and weather observation data provided by the Korea Meteorological Administration to prevent severe frost. A model was constructed by reflecting weather factors such as wind speed, temperature, humidity, precipitation, and cloudiness. Using XGB(eXtreme Gradient Boosting), SVM(Support Vector Machine), Random Forest, and MLP(Multi Layer perceptron) models, various hyper parameters were applied as training data to select the best model for each model. Finally, the results were evaluated as accuracy(acc) and CSI(Critical Success Index) in test data. XGB was the best model compared to other models with 90.4% ac and 64.4% CSI, followed by SVM with 89.7% ac and 61.2% CSI. Random Forest and MLP showed similar performance with about 89% ac and about 60% CSI.
In aged society, it is important to prevent older people from being disability needing long-term care. The purpose of this study is to develop a prediction model to discover high-risk groups who are likely to be beneficiaries of Long-Term Care Insurance. This study is a retrospective study using database of National Health Insurance Service (NHIS) collected in the past of the study subjects. The study subjects are 7,724,101, the population over 65 years of age registered for medical insurance. To develop the prediction model, we used logistic regression, decision tree, random forest, and multi-layer perceptron neural network. Finally, random forest was selected as the prediction model based on the performances of models obtained through internal and external validation. Random forest could predict about 90% of the older people in need of long-term care using DB without any information from the assessment of eligibility for long-term care. The findings might be useful in evidencebased health management for prevention services and can contribute to preemptively discovering those who need preventive services in older people.
Korean Journal of Construction Engineering and Management
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v.23
no.3
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pp.45-55
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2022
BIM models allow building spaces to be instantiated and recognized as unique objects independently of model elements. These instantiated spaces provide the required semantics that can be leveraged for building code checking, energy analysis, and evacuation route analysis. However, theses spaces or rooms need to be designated manually, which in practice, lead to errors and omissions. Thus, most BIM models today does not guarantee the semantic integrity of space designations, limiting their potential applicability. Recent studies have explored ways to automate space allocation in BIM models using artificial intelligence algorithms, but they are limited in their scope and relatively low classification accuracy. This study explored the use of Graph Convolutional Networks, an algorithm exclusively tailored for graph data structures. The goal was to utilize not only geometry information but also the semantic relational data between spaces and elements in the BIM model. Results of the study confirmed that the accuracy was improved by about 8% compared to algorithms that only used geometric distinctions of the individual spaces.
The massive card transaction data generated in the tourism industry has become an important resource that implies tourist consumption behaviors and patterns. Based on the transaction data, developing a smart service system becomes one of major goals in both tourism businesses and knowledge management system developer communities. However, the lack of rating scores, which is the basis of traditional recommendation techniques, makes it hard for system designers to evaluate a learning process. In addition, other auxiliary factors such as temporal, spatial, and demographic information are needed to increase the performance of a recommendation system; but, gathering those are not easy in the card transaction context. In this paper, we introduce CTDDTR, a novel approach using card transaction data to recommend tourism services. It consists of two main components: i) Temporal preference Embedding (TE) represents tourist groups and services into vectors through Doc2Vec. And ii) Deep tourism Recommendation (DR) integrates the vectors and the auxiliary factors from a tourism RDF (resource description framework) through MLP (multi-layer perceptron) to provide services to tourist groups. In addition, we adopt RFM analysis from the field of knowledge management to generate explicit feedback (i.e., rating scores) used in the DR part. To evaluate CTDDTR, the card transactions data that happened over eight years on Jeju island is used. Experimental results demonstrate that the proposed method is more positive in effectiveness and efficacies.
The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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v.17
no.2
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pp.343-350
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2022
It is worth verifying the effectiveness of data integration between data with different features. This study investigated whether the data integration affects the accuracy of deep neural network (DNN), and which integration method shows the best improvement. This study used two different public datasets. One public dataset was taken in an actual farm in India. And another was taken in a laboratory environment in Korea. Leaf images were selected from two different public datasets to have five classes which includes normal and four different types of plant diseases. DNN used pre-trained VGG16 as a feature extractor and multi-layer perceptron as a classifier. Data were integrated into three different ways to be used for the training process. DNN was trained in a supervised manner via the integrated data. The trained DNN was evaluated by using a test dataset taken in an actual farm. DNN shows the best accuracy for the test dataset when DNN was first trained by images taken in the laboratory environment and then trained by images taken in the actual farm. The results show that data integration between plant images taken in a different environment helps improve the performance of deep neural networks. And the results also confirmed that independent use of plant images taken in different environments during the training process is more effective in improving the performance of DNN.
Exploratory data analysis is the process of observing and understanding data collected from various sources to identify their distributions and correlations through their structures and characterization. This process can be used to identify correlations among conditioning factors and select the most effective factors for analysis. This can help the assessment of landslide susceptibility, because landslides are usually triggered by multiple factors, and the impacts of these factors vary by region. This study compared two stages of exploratory data analysis to examine the impact of the data exploration procedure on the landslide prediction model's performance with respect to factor selection. Deep-learning-based landslide susceptibility analysis used either a combinations of selected factors or all 23 factors. During the data exploration phase, we used a Pearson correlation coefficient heat map and a histogram of random forest feature importance. We then assessed the accuracy of our deep-learning-based analysis of landslide susceptibility using a confusion matrix. Finally, a landslide susceptibility map was generated using the landslide susceptibility index derived from the proposed analysis. The analysis revealed that using all 23 factors resulted in low accuracy (55.90%), but using the 13 factors selected in one step of exploration improved the accuracy to 81.25%. This was further improved to 92.80% using only the nine conditioning factors selected during both steps of the data exploration. Therefore, exploratory data analysis selected the conditioning factors most suitable for landslide susceptibility analysis and thereby improving the performance of the analysis.
Studies on target motion in 4-dimensional radiotherapy are being world-widely conducted to enhance treatment record and protection of normal organs. Prediction of tumor motion might be very useful and/or essential for especially free-breathing system during radiation delivery such as respiratory gating system and tumor tracking system. Neural network is powerful to express a time series with nonlinearity because its prediction algorithm is not governed by statistic formula but finds a rule of data expression. This study intended to assess applicability of neural network method to predict tumor motion in 4-dimensional radiotherapy. Scaled Conjugate Gradient algorithm was employed as a learning algorithm. Considering reparation data for 10 patients, prediction by the neural network algorithms was compared with the measurement by the real-time position management (RPM) system. The results showed that the neural network algorithm has the excellent accuracy of maximum absolute error smaller than 3 mm, except for the cases in which the maximum amplitude of respiration is over the range of respiration used in the learning process of neural network. It indicates the insufficient learning of the neural network for extrapolation. The problem could be solved by acquiring a full range of respiration before learning procedure. Further works are programmed to verify a feasibility of practical application for 4-dimensional treatment system, including prediction performance according to various system latency and irregular patterns of respiration.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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