KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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제12권9호
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pp.4317-4335
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2018
Semi-supervised multi-view latent space learning is gaining considerable popularity recently in many machine learning applications due to the high cost and difficulty to obtain the large amount of label information of data. Although some semi-supervised multi-view latent space learning methods have been presented, there is still much space for improvement: 1) How to learn latent discriminant intact feature representations by employing data of multiple views; 2) How to exploit the manifold structure of both labeled and unlabeled point in the learned latent intact space effectively. To address the above issues, we propose an approach called semi-supervised multi-view manifold discriminant intact space learning ($SM^2DIS$) for image classification in this paper. $SM^2DIS$ aims to seek a manifold discriminant intact space for data of different views by making use of both the discriminant information of labeled data and the manifold structure of both labeled and unlabeled data. Experimental results on MNIST, COIL-20, Multi-PIE, and Caltech-101 databases demonstrate the effectiveness and robustness of our proposed approach.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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