• 제목/요약/키워드: Non-linear Classification

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A novel approach to damage localisation based on bispectral analysis and neural network

  • Civera, M.;Fragonara, L. Zanotti;Surace, C.
    • Smart Structures and Systems
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    • 제20권6호
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    • pp.669-682
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    • 2017
  • The normalised version of bispectrum, the so-called bicoherence, has often proved a reliable method of damage detection on engineering applications. Indeed, higher-order spectral analysis (HOSA) has the advantage of being able to detect non-linearity in the structural dynamic response while being insensitive to ambient vibrations. Skewness in the response may be easily spotted and related to damage conditions, as the majority of common faults and cracks shows bilinear effects. The present study tries to extend the application of HOSA to damage localisation, resorting to a neural network based classification algorithm. In order to validate the approach, a non-linear finite element model of a 4-meters-long cantilever beam has been built. This model could be seen as a first generic concept of more complex structural systems, such as aircraft wings, wind turbine blades, etc. The main aim of the study is to train a Neural Network (NN) able to classify different damage locations, when fed with bispectra. These are computed using the dynamic response of the FE nonlinear model to random noise excitation.

Discriminant analysis of grain flours for rice paper using fluorescence hyperspectral imaging system and chemometric methods

  • Seo, Youngwook;Lee, Ahyeong;Kim, Bal-Geum;Lim, Jongguk
    • 농업과학연구
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    • 제47권3호
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    • pp.633-644
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    • 2020
  • Rice paper is an element of Vietnamese cuisine that can be used to wrap vegetables and meat. Rice and starch are the main ingredients of rice paper and their mixing ratio is important for quality control. In a commercial factory, assessment of food safety and quantitative supply is a challenging issue. A rapid and non-destructive monitoring system is therefore necessary in commercial production systems to ensure the food safety of rice and starch flour for the rice paper wrap. In this study, fluorescence hyperspectral imaging technology was applied to classify grain flours. Using the 3D hyper cube of fluorescence hyperspectral imaging (fHSI, 420 - 730 nm), spectral and spatial data and chemometric methods were applied to detect and classify flours. Eight flours (rice: 4, starch: 4) were prepared and hyperspectral images were acquired in a 5 (L) × 5 (W) × 1.5 (H) cm container. Linear discriminant analysis (LDA), partial least square discriminant analysis (PLSDA), support vector machine (SVM), classification and regression tree (CART), and random forest (RF) with a few preprocessing methods (multivariate scatter correction [MSC], 1st and 2nd derivative and moving average) were applied to classify grain flours and the accuracy was compared using a confusion matrix (accuracy and kappa coefficient). LDA with moving average showed the highest accuracy at A = 0.9362 (K = 0.9270). 1D convolutional neural network (CNN) demonstrated a classification result of A = 0.94 and showed improved classification results between mimyeon flour (MF)1 and MF2 of 0.72 and 0.87, respectively. In this study, the potential of non-destructive detection and classification of grain flours using fHSI technology and machine learning methods was demonstrated.

원격탐사 자료를 이용한 하와이 해안지역 식생 분류 (Vegetation Mapping of Hawaiian Coastal Lowland Using Remotely Sensed Data)

  • 박선엽
    • 한국지역지리학회지
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    • 제12권4호
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    • pp.496-507
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    • 2006
  • 본 연구는 고해상도 자료와 하이퍼스펙트럴 자료를 혼용하여 하와이 화산 국립공원 내 해안 지역의 식생을 분류하고자 하였다. 연구지역에 주로 나타나는 식생은 3종의 초본(broomsedge, natal redtop, and pili)과 작은 관목 등으로 대표되는 비초본으로 구분된다. 분류 기법으로는 unsupervised classification과 supervised classification을 결합한 하이브리드법을 이용하여 전체적으로 3단계 분류과정을 적용하였다. 첫째로는, IKONOS 고해상 위성자료를 이용하여, 식생 및 비식생지역을 unsupervised classification법을 통해 분류하였다. 두 번째로는, minimum noise fraction(MNF) transformation을 이용하여 AVIRIS하이퍼스펙트럴 자료로부터 주성분을 추출하여 자료를 압축하는 과정을 거쳤다. 20미터 해상도를 가진 AVIRIS 픽셀들은 대부분 용암면과 식생면으로부터 반사된 복사신호가 혼합되어 있기때문에, 용암과 식생의 지표피복 비율에 따른 선형모형을 적용하여 용암면이 갖는 반사 신호를 각 픽셀로부터 제거하였다. 최종적으로, 각 픽셀에 대하여, 식생피복 비율에 비례하는 AVIRIS 하이퍼스펙트럴 자료의 식생성분을 토대로 maximum likelihood algorithm에 따라 supervised classification법을 적용하여 초지 및 관목으로 대표되는 지표식생을 분류하였다.

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한국어 트위터의 감정 분류를 위한 기계학습의 실증적 비교 (An Empirical Comparison of Machine Learning Models for Classifying Emotions in Korean Twitter)

  • 임좌상;김진만
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제17권2호
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    • pp.232-239
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    • 2014
  • 온라인에서의 글쓰기가 늘어나면서, 기계학습을 통해 이를 분류하는 연구가 늘고 있다. 그럼에도 불구하고 한국어로 작성된 마이크로블로그를 대상으로 한 연구는 많지 않다. 또한 통계적으로 기계학습을 평가한 연구를 찾아보기 힘들다. 본 논문에서는 트위터를 대상으로, 표본을 추출하고, 형태소와 음절을 자질로 사용하여 기계학습에 따라 감정을 분류하였다. 그 결과 약 76%정도 트위터에 포함된 감정이 분류되었다. Support Vector Machine이 Na$\ddot{i}$ve Bayes보다 정확했고, 선형모델도 비구조적인 텍스트 처리에 비선형모델에 상응하는 정확성을 보였다. 또한 형태소가 음절 자질에 비해 높은 정확성을 보이지 않았다.

BCI 시스템의 성능 개선을 위한 병렬 모델 특징 추출 (Parallel Model Feature Extraction to Improve Performance of a BCI System)

  • ;박승민;심귀보
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제19권11호
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    • pp.1022-1028
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    • 2013
  • It is well knowns that based on the CSP (Common Spatial Pattern) algorithm, the linear projection of an EEG (Electroencephalography) signal can be made to spaces that optimize the discriminant between two patterns. Sharing disadvantages from linear time invariant systems, CSP suffers from the non-stationary nature of EEGs causing the performance of the classification in a BCI (Brain-Computer Interface) system to drop significantly when comparing the training data and test data. The author has suggested a simple idea based on the parallel model of CSP filters to improve the performance of BCI systems. The model was tested with a simple CSP algorithm (without any elaborate regularizing methods) and a perceptron learning algorithm as a classifier to determine the improvement of the system. The simulation showed that the parallel model could improve classification performance by over 10% compared to conventional CSP methods.

데이터 마이닝에서 패턴 분류를 위한 다중 SVM 분류기 (Multiple SVM Classifier for Pattern Classification in Data Mining)

  • 김만선;이상용
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제15권3호
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    • pp.289-293
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    • 2005
  • 패턴 분류는 실세계의 객체를 표현한 다양한 형태의 패턴 정보를 추출하여, 이것이 어떤 부류(클래스)인가를 결정하는 것이다. 패턴 분류 기술은 데이터 마이닝, 산업 자동화나 업무자동화를 위한 컴퓨터 응용 소프트웨어 기술로서 현재 다양한 분야에서 활용되고 있다. 패턴 분류 기술의 최대 목표는 분류 성능 향상이며 이것을 위해 지난 40년간 많은 연구자들이 다양한 접근 방법들을 시도해 왔다. 주로 이용되는 단일 분류 방법들로는 패턴들의 확률적 추론에 기반한 베이즈 분류기, 결정 트리, 거리함수를 이용하는 방법, 신경망, 군집화 등이 있으나 대용량 다차원 데이터를 분석하기에는 효율적이지 못하다. 따라서 상호 보완적인 여러 분류기들을 사용해 결합을 통하여 성능 향상에 도움을 주고 있는 다중 분류기 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 다중 SVM(Support Vector Machine) 분류기에 관한 기존 연구의 문제점을 지적하고 새로운 모델을 제안한다. SVM을 다중 클래스 분류기로 확장하기 위해 일대다 정책을 기반으로 하여 각각의 SVM 출력값을 비선형 패턴을 갖는 신호로 간주하고 이를 신경망에 학습하여 최종 분류 성능 결과를 결합하는 모델인 BORSE(Bootstrap Resampling SVM by Ensemble)를 제안한다.

Dimension-Reduced Audio Spectrum Projection Features for Classifying Video Sound Clips

  • Kim, Hyoung-Gook
    • The Journal of the Acoustical Society of Korea
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    • 제25권3E호
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    • pp.89-94
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    • 2006
  • For audio indexing and targeted search of specific audio or corresponding visual contents, the MPEG-7 standard has adopted a sound classification framework, in which dimension-reduced Audio Spectrum Projection (ASP) features are used to train continuous hidden Markov models (HMMs) for classification of various sounds. The MPEG-7 employs Principal Component Analysis (PCA) or Independent Component Analysis (ICA) for the dimensional reduction. Other well-established techniques include Non-negative Matrix Factorization (NMF), Linear Discriminant Analysis (LDA) and Discrete Cosine Transformation (DCT). In this paper we compare the performance of different dimensional reduction methods with Gaussian mixture models (GMMs) and HMMs in the classifying video sound clips.

열 영상에서의 걸음걸이와 얼굴 특징을 이용한 개인 인식 (Person Recognition Using Gait and Face Features on Thermal Images)

  • 김사문;이대종;이호현;전명근
    • 전기학회논문지P
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    • 제65권2호
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    • pp.130-135
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    • 2016
  • Gait recognition has advantage of non-contact type recognition. But It has disadvantage of low recognition rate when the pedestrian silhouette is changed due to bag or coat. In this paper, we proposed new method using combination of gait energy image feature and thermal face image feature. First, we extracted a face image which has optimal focusing value using human body rate and Tenengrad algorithm. Second step, we extracted features from gait energy image and thermal face image using linear discriminant analysis. Third, calculate euclidean distance between train data and test data, and optimize weights using genetic algorithm. Finally, we compute classification using nearest neighbor classification algorithm. So the proposed method shows a better result than the conventional method.

RMR과 전기비저항의 상관성 해석에 기초하여 지시크리깅을 적용한 최적 암반 분류 기법 고찰 (Investigation of Indicator Kriging for Evaluating Proper Rock Mass Classification based on Electrical Resistivity and RMR Correlation Analysis)

  • 이경주;하희상;고광범;김지수
    • 터널과지하공간
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    • 제19권5호
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    • pp.407-420
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    • 2009
  • 이 연구에서는 시추 조사와 물리탐사 자료와 같은 다양한 지반 정보를 통합하여 최적의 암반 분류 기법을 도출하는데 지시크리깅을 적용하였다. 최적의 지시크리깅 결과를 얻기 위해서는 효과적으로 hard data(시추조사)와 soft data(물리탐사 자료)를 통합하기 위한 알맞은 방법을 모색할 필요가 있다. 이론적인 베리오그램 모델변수를 결정하기 위해 반복적 비선형 역산 방법을 적용하였고 이 알고리즘의 타당성 검증을 위해 목적함수의 분포양상을 검토한 결과 상관거리에 따른 구배는 대단히 작은 특성을 보였다. 현장 적용지역은 지표에서 터널 계획고까지의 심도가 최대 500 m인 대규모 산악터널 예정지이다. 지시크리깅을 이용하여 soft data인 AMT (Audio frequency Magneto-Telluric) 탐사 자료와 hard data인 RMR자료를 하나로 통합하고자 하였다. 결론적으로 터널계획고와 터널 상부 1D 구간에 대한 암반등급도를 작성하여 도시하였다.

효율적인 Quadratic Projection 기반 홍채 인식: Dual QML을 적용한 홍채 인식의 성능 개선 방안 (An Efficient Quadratic Projection-Based Iris Recognition: Performance Improvements of Iris Recognition Using Dual QML)

  • 권태연;노건태;정익래
    • 정보보호학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.85-93
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    • 2018
  • 생체 정보를 이용한 사용자 인증은 차세대 인증 방법으로서 기존의 인증 시스템에서 급진적으로 사용되고 있는 인증 방법이다. 대부분의 생체 인증 시스템은 수집된 생체 정보가 가지는 노이즈로 인한 문제, 데이터의 품질에 대한 문제, 인식률의 한계 등 많은 문제점들을 가지고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 본 논문에서는 비선형적인 실제 데이터를 정확하게 처리하기 위해 비선형기법인 Dual QML을 사용하고, 또한 정확한 영역을 추출하여 인증의 정확도를 증가시키는 전처리 과정을 추가로 제안하여 정확도 증가뿐만 아니라 성능을 향상시키는 방법을 제안하고자 한다. 앞서 발표된 Dual QML은 생체 정보로 얼굴, 장문, 귀를 사용하였다. 본 논문은 앞선 Dual QML 실험에 사용하지 않은 홍채를 생체 정보로 사용하여 홍채 인식을 위한 방법으로도 Dual QML이 우수하다는 것을 보이고자 한다. 마지막으로 실험을 통해 이에 대한 실증을 보이고자 한다.