• 제목/요약/키워드: Multi-label Learning

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효과적인 딥러닝 기반 비프로파일링 부채널 분석 모델 설계방안 (Design of an Effective Deep Learning-Based Non-Profiling Side-Channel Analysis Model)

  • 한재승;심보연;임한섭;김주환;한동국
    • 정보보호학회논문지
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    • 제30권6호
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    • pp.1291-1300
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    • 2020
  • 최근 딥러닝 기반 비프로파일링 부채널 분석이 제안됐다. 딥러닝 기반 비프로파일링 분석은 신경망 모델을 모든 추측키에 대해 학습시킨 뒤, 학습된 정도의 차이를 통해 올바른 비밀키를 찾아내는 기법이다. 이때, 신경망 학습모델 설계에 따라 비프로파일링 분석성능이 크게 달라지기 때문에 올바른 모델 설계의 기준이 필요하다. 본 논문은 학습모델 설계에 사용 가능한 2가지 loss 함수와 8가지 label 기법을 설명하고, 비프로파일링 분석과 소비전력모델 관점에서 각 label 기법의 분석성능을 예측했다. 해밍웨이트 소비전력모델을 가정했을 때의 비프로파일링 분석 특징을 고려해서 One-hot 인코딩을 적용하지 않은 HW(Hamming Weight) label과 CO(Correlation Optimization) loss를 적용한 학습모델이 가장 좋은 분석성능을 가질 것으로 예측했다. 그리고 AES-128 1라운드 Subbytes 연산 부분 데이터 집합 3가지에 대해 실제 분석을 수행했다. 제시한 각 label 기법과 loss 함수를 적용한 총 16가지 MLP(Multi-Layer Perceptron)기반 학습모델로 두 데이터 집합을 비프로파일링 분석하여 예측에 대해 검증했다.

효과적인 애스팩트 마이닝을 위한 다중 레이블 분류접근법 (Multi-Label Classification Approach to Effective Aspect-Mining)

  • 원종윤;이건창
    • 경영정보학연구
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    • 제22권3호
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    • pp.81-97
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    • 2020
  • 최근의 감성분류 연구는 출력변수가 하나인 단일레이블 분류방법을 사용한 연구가 많다. 특히, 이러한 연구는 하나의 극성 값(긍정, 부정)만을 찾는 연구가 많다. 그러나 한 문장 안에는 다중적인 의미가 내포되어 있다. 그 중에서도 감정과 오피니언이 이러한 특징을 갖는다. 본 논문은 두 가지 연구목적을 제시한다. 첫째, 한 문장 안에 다양한 토픽(주제 또는 애스팩트)이 있다는 사실을 기반으로, 해당 문장을 각 애스팩트 별로 감성을 분류하는 애스팩트 마이닝을 수행한다. 둘째, 두개 이상의 종속변수(출력 값)를 한 번에 분석하는 다중레이블 분류방법을 적용한다. 이에 본 연구는 감성분류의 연구가 단일분류기에 의해서만 이루어진 연구를 개선하고자 다중레이블 분류방법에 의한 애스팩트 마이닝을 수행하고자 한다. 이와 같은 연구목적을 달성하기 위해 국내 뮤지컬 데이터를 수집하였다. 분석결과 문장 안에 있는 다양한 애스팩트별 감성을 추출하였고, 유의한 결과를 얻었다.

LDAM 손실 함수를 활용한 클래스 불균형 상황에서의 옷차림 T.P.O 추론 모델 학습 (Learning T.P.O Inference Model of Fashion Outfit Using LDAM Loss in Class Imbalance)

  • 박종혁
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.17-25
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    • 2021
  • 의복을 착용하는데 있어 목적 상황에 부합하는 옷차림을 구성하는 것은 중요하다. 따라서 인공지능 기반의 다양한 패션 추천 시스템에서 의복 착용의 T.P.O(Time, Place, Occasion)를 고려하고 있다. 하지만 옷차림으로부터 직접 T.P.O를 추론하는 연구는 많지 않은데, 이는 문제 특성 상 다중 레이블 및 클래스 불균형 문제가 발생하여 모델 학습을 어렵게 하기 때문이다. 이에 본 연구에서는 label-distribution-aware margin(LDAM) loss를 도입하여 옷차림의 T.P.O를 추론할 수 있는 모델을 제안한다. 모델의 학습 및 평가를 위한 데이터셋은 패션 쇼핑몰로부터 수집되었고 이를 바탕으로 성능을 측정한 결과, 제안 모델은 비교 모델 대비 모든 T.P.O 클래스에서 균형잡힌 성능을 보여주는 것을 확인할 수 있었다.

포인터 네트워크를 이용한 한국어 의존 구문 분석 (Korean Dependency Parsing using Pointer Networks)

  • 박천음;이창기
    • 정보과학회 논문지
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    • 제44권8호
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    • pp.822-831
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    • 2017
  • 본 논문에서는 멀티 태스크 학습 기반 포인터 네트워크를 이용한 한국어 의존 구문 분석 모델을 제안한다. 멀티 태스크 학습은 두 개 이상의 문제를 동시에 학습시켜 성능을 향상시키는 방법으로, 본 논문에서는 이 방법에 기반한 포인터 네트워크를 이용하여 어절 간의 의존 관계와 의존 레이블 정보를 동시에 구하여 의존 구문 분석을 수행한다. 어절 기반의 의존 구문 분석에서 형태소 기반의 멀티 태스크 학습 기반 포인터 네트워크를 수행하기 위하여 입력 기준 5가지를 정의하고, 성능 향상을 위하여 fine-tuning 방법을 적용한다. 실험 결과, 본 논문에서 제안한 모델이 기존 한국어 의존 구문 분석 연구들 보다 좋은 UAS 91.79%, LAS 89.48%의 성능을 보였다.

영화 포스터의 장르 예측을 위한 멀티 레이블과 NLP 학습 기반의 네트워크 아키텍처 (Network Architecture Based on Multi-label and NLP Learning for Genre Prediction of Movie Posters)

  • 김수미;김종현
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2023년도 제67차 동계학술대회논문집 31권1호
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    • pp.373-375
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    • 2023
  • 본 논문에서는 멀티 레이블을 이용한 CNN 구조 활용과 NLP 학습을 이용하여 한국 영화의 장르를 예측하는 방법을 제안한다. 포스터는 영화의 전반적인 내용을 한눈에 알아볼 수 있게 하는 매체이기 때문에 다양한 요소들로 구성되어 있다. 합성곱 신경망(Convolutional neural network)을 활용해, 한국 영화 포스터가 가지는 특징들을 추출하여 영화 장르 분류를 진행하였다. 하지만, 영화의 경우 감독이 생각하는 장르와 관객이 영화를 봤을 때, 느끼는 장르가 다를 수 있다. 그렇기 때문에 장르 예측에 있어서 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 완화하기 위해 본 논문에서는 합성곱 신경망 활용뿐만 아니라, 자연어 처리(Natural Language Processing)를 같이 활용한 방법을 제안한다.

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Approach to diagnosing multiple abnormal events with single-event training data

  • Ji Hyeon Shin;Seung Gyu Cho;Seo Ryong Koo;Seung Jun Lee
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제56권2호
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    • pp.558-567
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    • 2024
  • Diagnostic support systems are being researched to assist operators in identifying and responding to abnormal events in a nuclear power plant. Most studies to date have considered single abnormal events only, for which it is relatively straightforward to obtain data to train the deep learning model of the diagnostic support system. However, cases in which multiple abnormal events occur must also be considered, for which obtaining training data becomes difficult due to the large number of combinations of possible abnormal events. This study proposes an approach to maintain diagnostic performance for multiple abnormal events by training a deep learning model with data on single abnormal events only. The proposed approach is applied to an existing algorithm that can perform feature selection and multi-label classification. We choose an extremely randomized trees classifier to select dedicated monitoring parameters for target abnormal events. In diagnosing each event occurrence independently, two-channel convolutional neural networks are employed as sub-models. The algorithm was tested in a case study with various scenarios, including single and multiple abnormal events. Results demonstrated that the proposed approach maintained diagnostic performance for 15 single abnormal events and significantly improved performance for 105 multiple abnormal events compared to the base model.

Intelligent Intrusion Detection and Prevention System using Smart Multi-instance Multi-label Learning Protocol for Tactical Mobile Adhoc Networks

  • Roopa, M.;Raja, S. Selvakumar
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권6호
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    • pp.2895-2921
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    • 2018
  • Security has become one of the major concerns in mobile adhoc networks (MANETs). Data and voice communication amongst roaming battlefield entities (such as platoon of soldiers, inter-battlefield tanks and military aircrafts) served by MANETs throw several challenges. It requires complex securing strategy to address threats such as unauthorized network access, man in the middle attacks, denial of service etc., to provide highly reliable communication amongst the nodes. Intrusion Detection and Prevention System (IDPS) undoubtedly is a crucial ingredient to address these threats. IDPS in MANET is managed by Command Control Communication and Intelligence (C3I) system. It consists of networked computers in the tactical battle area that facilitates comprehensive situation awareness by the commanders for timely and optimum decision-making. Key issue in such IDPS mechanism is lack of Smart Learning Engine. We propose a novel behavioral based "Smart Multi-Instance Multi-Label Intrusion Detection and Prevention System (MIML-IDPS)" that follows a distributed and centralized architecture to support a Robust C3I System. This protocol is deployed in a virtually clustered non-uniform network topology with dynamic election of several virtual head nodes acting as a client Intrusion Detection agent connected to a centralized server IDPS located at Command and Control Center. Distributed virtual client nodes serve as the intelligent decision processing unit and centralized IDPS server act as a Smart MIML decision making unit. Simulation and experimental analysis shows the proposed protocol exhibits computational intelligence with counter attacks, efficient memory utilization, classification accuracy and decision convergence in securing C3I System in a Tactical Battlefield environment.

DEMO: Deep MR Parametric Mapping with Unsupervised Multi-Tasking Framework

  • Cheng, Jing;Liu, Yuanyuan;Zhu, Yanjie;Liang, Dong
    • Investigative Magnetic Resonance Imaging
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    • 제25권4호
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    • pp.300-312
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    • 2021
  • Compressed sensing (CS) has been investigated in magnetic resonance (MR) parametric mapping to reduce scan time. However, the relatively long reconstruction time restricts its widespread applications in the clinic. Recently, deep learning-based methods have shown great potential in accelerating reconstruction time and improving imaging quality in fast MR imaging, although their adaptation to parametric mapping is still in an early stage. In this paper, we proposed a novel deep learning-based framework DEMO for fast and robust MR parametric mapping. Different from current deep learning-based methods, DEMO trains the network in an unsupervised way, which is more practical given that it is difficult to acquire large fully sampled training data of parametric-weighted images. Specifically, a CS-based loss function is used in DEMO to avoid the necessity of using fully sampled k-space data as the label, thus making it an unsupervised learning approach. DEMO reconstructs parametric weighted images and generates a parametric map simultaneously by unrolling an interaction approach in conventional fast MR parametric mapping, which enables multi-tasking learning. Experimental results showed promising performance of the proposed DEMO framework in quantitative MR T1ρ mapping.

Two-stage Deep Learning Model with LSTM-based Autoencoder and CNN for Crop Classification Using Multi-temporal Remote Sensing Images

  • Kwak, Geun-Ho;Park, No-Wook
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제37권4호
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    • pp.719-731
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    • 2021
  • This study proposes a two-stage hybrid classification model for crop classification using multi-temporal remote sensing images; the model combines feature embedding by using an autoencoder (AE) with a convolutional neural network (CNN) classifier to fully utilize features including informative temporal and spatial signatures. Long short-term memory (LSTM)-based AE (LAE) is fine-tuned using class label information to extract latent features that contain less noise and useful temporal signatures. The CNN classifier is then applied to effectively account for the spatial characteristics of the extracted latent features. A crop classification experiment with multi-temporal unmanned aerial vehicle images is conducted to illustrate the potential application of the proposed hybrid model. The classification performance of the proposed model is compared with various combinations of conventional deep learning models (CNN, LSTM, and convolutional LSTM) and different inputs (original multi-temporal images and features from stacked AE). From the crop classification experiment, the best classification accuracy was achieved by the proposed model that utilized the latent features by fine-tuned LAE as input for the CNN classifier. The latent features that contain useful temporal signatures and are less noisy could increase the class separability between crops with similar spectral signatures, thereby leading to superior classification accuracy. The experimental results demonstrate the importance of effective feature extraction and the potential of the proposed classification model for crop classification using multi-temporal remote sensing images.

머신러닝 기반의 기업 리뷰 다중 분류: 부분 문법 적용을 중심으로 (Multi-Label Classification for Corporate Review Text: A Local Grammar Approach)

  • 백혜연;장영균
    • 경영정보학연구
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    • 제25권3호
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    • pp.27-41
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    • 2023
  • 최근 많은 분야에서 기계학습에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 상당수의 연구들이 학습 모델의 성능을 개선하는 최신 방법론을 제시하고 있다. 본 연구에서는 방법론의 개발 못지않게 기계학습에 투입되는 훈련용 데이터의 '품질'을 개선하는 것 역시 중요하다는 점에 착안하여, 코퍼스 분석에서 자주 사용되는 '부분 문법' 처리 프로세스를 통해 훈련 데이터의 품질을 향상시키는 방법을 제시한다. 우리나라 100대 기업에 근무하는 재직자들이 채용플랫폼에 게시하는 방대한 양의 비정형 기업 리뷰 텍스트 데이터를 수집하고, 데이터 품질을 부분 문법 프로세스로 개선한 후, 부분 문법이 적용된 분류 모델이 적용되지 않은 모델보다 분류 성능이 우수함을 확인하였다. 분류 카테고리는 직원 몰입의 5가지 요인으로 상정하였는데, 국내 직장인들이 기업 리뷰가 각 유형별로 빈도에 차이가 있는지를 분석하였다. 추가로 리뷰 양상이 코로나 팬데믹 전후로 어떠한 변화가 있었는지도 분석하였다. 본 연구를 통해 국내 직장인들의 생생한 일터 경험들을 자동적으로 식별하고 분류하여, 이직을 포함한 주요한 조직문화 현상의 행태와 유발 원인 등을 유추해 볼 수 있는 근거를 제공한다.