• 정보보호학회논문지
• /
• 제32권2호
• /
• pp.201-211
• /
• 2022

최근 사이버보안 패러다임의 변화에 따라, 인공지능 구현 기술인 기계학습과 딥러닝 기법을 적용한 이상탐지 방법의 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 공개 데이터셋인 NGIDS-DS(Next Generation IDS Dataset)를 이용하여 GRU(Gated Recurrent Unit) 신경망 기반 침입 탐지 모델의 이상(anomaly) 탐지 성능을 향상시킬 수 있는 데이터 전처리 기술에 관한 비교 연구를 수행하였다. 또한 정상 데이터와 공격 데이터 비율에 따른 클래스 불균형 문제를 해결하기 위해 DCGAN(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks)을 적용한 오버샘플링 기법 등을 사용하여 오버샘플링 비율에 따른 탐지 성능을 비교 및 분석하였다. 실험 결과, 시스템 콜(system call) 특성과 프로세스 실행패스 특성에 Doc2Vec 알고리즘을 사용하여 전처리한 방법이 좋은 성능을 보였고, 오버샘플링별 성능의 경우 DCGAN을 사용하였을 때, 향상된 탐지 성능을 보였다.

• 산업경영시스템학회지
• /
• 제45권4호
• /
• pp.233-239
• /
• 2022

The injection molding process is a process in which thermoplastic resin is heated and made into a fluid state, injected under pressure into the cavity of a mold, and then cooled in the mold to produce a product identical to the shape of the cavity of the mold. It is a process that enables mass production and complex shapes, and various factors such as resin temperature, mold temperature, injection speed, and pressure affect product quality. In the data collected at the manufacturing site, there is a lot of data related to good products, but there is little data related to defective products, resulting in serious data imbalance. In order to efficiently solve this data imbalance, undersampling, oversampling, and composite sampling are usally applied. In this study, oversampling techniques such as random oversampling (ROS), minority class oversampling (SMOTE), ADASYN(Adaptive Synthetic Sampling), etc., which amplify data of the minority class by the majority class, and complex sampling using both undersampling and oversampling, are applied. For composite sampling, SMOTE+ENN and SMOTE+Tomek were used. Artificial neural network techniques is used to predict product quality. Especially, MLP and RNN are applied as artificial neural network techniques, and optimization of various parameters for MLP and RNN is required. In this study, we proposed an SA technique that optimizes the choice of the sampling method, the ratio of minority classes for sampling method, the batch size and the number of hidden layer units for parameters of MLP and RNN. The existing sampling methods and the proposed SA method were compared using accuracy, precision, recall, and F1 Score to prove the superiority of the proposed method.

• Imaging Science in Dentistry
• /
• 제49권2호
• /
• pp.131-137
• /
• 2019

Purpose: This study was designed to investigate the effects of voxel size, the oversampling technique, and the direction and area of measurement on modulation transfer function (MTF) values to identify the optimal method of MTF measurement. Materials and Methods: Images of the wire inserts of the SedentexCT IQ phantom were acquired, and MTF values were calculated under different conditions(voxel size of 0.1, 0.2, and 0.3 mm; 5 oversampling techniques; simulated pixel location errors; and different directions and areas of measurement). The differences in the MTF values across various conditions were evaluated. Results: The MTF 10 values showed smaller standard deviations than the MTF 50 values. Stable and accurate MTF values were obtained in the 0.1-mm voxel images. In the 0.3-mm voxel images, oversampling techniques of 11 lines or more did not show significant differences in MTF values depending on the presence of simulated location errors. MTF 10 values showed significant differences according to the direction and area of the measurement. Conclusion: To measure more accurate and stable MTF values, it is better to measure MTF 10 values in small-voxel images. In large-voxel images, the proper oversampling technique is required. MTF values from the radial and tangential directions may be different, and MTF values vary depending on the measured area.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제26권12호
• /
• pp.1872-1879
• /
• 2022

최근 인공지능 기술이 발전하면서 해킹 공격을 탐지하기 위해 인공지능을 이용하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 인공지능 모델 개발에 핵심인 학습데이터를 구성하는데 있어서 보안데이터가 대표적인 불균형 데이터라는 점이 큰 장애물로 인식되고 있다. 이에 본 눈문에서는 오버샘플링을 위한 데이터 추출에 딥러닝 생성 모델인 VAE를 적용하고 K-NN을 이용한 가중치 계산을 통해 클래스별 오버샘플링 개수를 설정하여 샘플링을 하는 W-VAE 오버샘플링 기법을 제안한다. 본 논문에서는 공개 네트워크 보안 데이터셋인 NSL-KDD를 통해 ROS, SMOTE, ADASYN 등 총 5가지 오버샘플링 기법을 적용하였으며 본 논문에서 제안한 오버샘플링 기법이 F1-Score 평가지표를 통해 기존 오버샘플링 기법과 비교하여 가장 효과적인 샘플링 기법임을 증명하였다.

• KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
• /
• 제15권11호
• /
• pp.4028-4042
• /
• 2021

Aiming at the problem of software defect prediction difficulty caused by insufficient software defect marker samples and unbalanced classification, a semi-supervised software defect prediction model based on a tri-training algorithm was proposed by combining feature normalization, over-sampling technology, and a Tri-training algorithm. First, the feature normalization method is used to smooth the feature data to eliminate the influence of too large or too small feature values on the model's classification performance. Secondly, the oversampling method is used to expand and sample the data, which solves the unbalanced classification of labelled samples. Finally, the Tri-training algorithm performs machine learning on the training samples and establishes a defect prediction model. The novelty of this model is that it can effectively combine feature normalization, oversampling techniques, and the Tri-training algorithm to solve both the under-labelled sample and class imbalance problems. Simulation experiments using the NASA software defect prediction dataset show that the proposed method outperforms four existing supervised and semi-supervised learning in terms of Precision, Recall, and F-Measure values.

• 경영정보학연구
• /
• 제24권4호
• /
• pp.97-118
• /
• 2022

이미지와 같은 비정형 데이터의 불균형 클래스 문제 해결에 있어 생산적 적대 신경망(generative adversarial network)에 기반한 오버샘플링 기법의 우수성이 알려짐에 따라 다양한 연구들이 이를 정형 데이터의 불균형 문제 해결에도 적용하기 시작하였다. 그러나 이러한 연구들은 데이터의 형태를 비정형 데이터 구조로 변경함으로써 정형 데이터의 특징을 정확하게 반영하지 못한다는 점이 문제로 지적되고 있다. 본 연구에서는 이를 해결하기 위해 순환 생산적 적대 신경망(cycle GAN)을 정형 데이터의 구조에 맞게 재구성하고 이를 SMOTE(synthetic minority oversampling technique) 기법과 결합한 하이브리드 오버샘플링 기법을 제안하였다. 특히 기존 연구와 달리 생산적 적대 신경망을 구성함에 있어 1차원 합성곱 신경망(1D-convolutional neural network)을 사용함으로써 기존 연구의 한계를 극복하고자 하였다. 본 연구에서 제안한 기법의 성능 비교를 위해 불균형 정형 데이터를 기반으로 오버샘플링을 진행하고 그 결과를 SMOTE, ADASYN(adaptive synthetic sampling) 등과 같은 기존 기법과 비교하였다. 비교 결과 차원이 많을수록, 불균형 정도가 심할수록 제안된 모형이 우수한 성능을 보이는 것으로 나타났다. 본 연구는 기존 연구와 달리 정형 데이터의 구조를 유지하면서 소수 클래스의 특징을 반영한 오버샘플링을 통해 분류의 성능을 향상시켰다는 점에서 의의가 있다.

• 응용통계연구
• /
• 제35권2호
• /
• pp.177-188
• /
• 2022

일반적으로 support vector machine (SVM)은 높은 수준의 분류 정확도를 제공함으로써 다양한 분야의 분류분석에서 널리 사용되고 있다. 그러나 SVM은 최적화 계산식이 이차계획법(quadratic programming)으로 공식화되어 많은 계산 비용이 필요하므로 대용량 자료의 분류분석에는 그 사용이 제한된다. 또한 불균형 자료(imbalanced data)의 분류분석에서는 다수집단에 편향된 분류함수를 추정함으로써 대부분의 자료를 다수집단으로 분류하여 소수집단의 분류 정확도를 현저히 감소시키게 된다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 다수집단을 분할(divide)하고, 소수집단을 과대추출(oversampling)하여 여러 분류함수들을 추정하고 이들을 통합(conquer)하는 DOC-SVM 분류기법을 제안한다. 제안한 DOC-SVM은 분할정복 알고리즘을 다수집단에 적용하여 SVM의 계산 효율을 향상시키고, 과대추출 알고리즘을 소수집단에 적용하여 SVM 분류함수의 편향을 줄이게 된다. 본 논문에서는 모의실험과 실제자료 분석을 통해 제안한 DOC-SVM의 효율적인 성능과 활용 가능성을 확인하였다.

• International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
• /
• 제11권4호
• /
• pp.37-42
• /
• 2019

In this paper, we explore the details of three classic data augmentation methods and two generative model based oversampling methods. The three classic data augmentation methods are random sampling (RANDOM), Synthetic Minority Over-sampling Technique (SMOTE), and Adaptive Synthetic Sampling (ADASYN). The two generative model based oversampling methods are Conditional Generative Adversarial Network (CGAN) and Wasserstein Generative Adversarial Network (WGAN). In imbalanced data, the whole instances are divided into majority class and minority class, where majority class occupies most of the instances in the training set and minority class only includes a few instances. Generative models have their own advantages when they are used to generate more plausible samples referring to the distribution of the minority class. We also adopt CGAN to compare the data augmentation performance with other methods. The experimental results show that WGAN-based oversampling technique is more stable than other approaches (RANDOM, SMOTE, ADASYN and CGAN) even with the very limited training datasets. However, when the imbalanced ratio is too small, generative model based approaches cannot achieve satisfying performance than the conventional data augmentation techniques. These results suggest us one of future research directions.

• International Journal of Computer Science & Network Security
• /
• 제23권1호
• /
• pp.53-63
• /
• 2023

Many researchers are trying hard to minimize the incidence of cancers, mainly Gastric Cancer (GC). For GC, the five-year survival rate is generally 5-25%, but for Early Gastric Cancer (EGC), it is almost 90%. Predicting the onset of stomach cancer based on risk factors will allow for an early diagnosis and more effective treatment. Although there are several models for predicting stomach cancer, most of these models are based on unbalanced datasets, which favours the majority class. However, it is imperative to correctly identify cancer patients who are in the minority class. This research aims to apply three class-balancing approaches to the NHS dataset before developing supervised learning strategies: Oversampling (Synthetic Minority Oversampling Technique or SMOTE), Undersampling (SpreadSubsample), and Hybrid System (SMOTE + SpreadSubsample). This study uses Naive Bayes, Bayesian Network, Random Forest, and Decision Tree (C4.5) methods. We measured these classifiers' efficacy using their Receiver Operating Characteristics (ROC) curves, sensitivity, and specificity. The validation data was used to test several ways of balancing the classifiers. The final prediction model was built on the one that did the best overall.

• 한국컴퓨터정보학회논문지
• /
• 제29권1호
• /
• pp.31-40
• /
• 2024

국내 온라인 패션 플랫폼은 개인사업자가 제품정보를 직접 등록하기 때문에 개인사업자의 불편함을 초래한다. 많은 제품군을 한꺼번에 수동 등록하므로 수기 입력된 제품정보로 인한 신뢰성 문제가 발생한다. 등록된 상품 이미지의 저품질 및 데이터 수의 불균형으로 인한 편향도 심각하게 제기된다. 본 연구는 오버샘플링 기법을 통해 데이터 편향을 최소화하고 13개 패션 카테고리의 다중 분류를 수행하는 ResNet50 모델을 제안한다. 컴퓨팅 자원과 오랜 학습시간을 최소화하기 위해 전이학습을 활용했다. 결과적으로, 데이터 수가 매우 부족했던 클래스의 데이터 증강을 통해 기본 CNN 모델에 비해 최대 33.4%의 향상된 식별력을 보여주었다. 모든 결과의 신뢰성은 정밀도-재현율 곡선으로 보장한다. 본 연구는 국내 온라인 패션 플랫폼 산업의 발전을 한 단계 끌어올릴 수 있을 것으로 기대한다.