• 제목/요약/키워드: Principal components analysis (PCA)

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유전알고리즘과 FCM 기반 퍼지 시스템을 이용한 비선형 시스템 모델링 (Nonlinear System Modeling Using Genetic Algorithm and FCM-basd Fuzzy System)

  • 곽근창;이대종;유정웅;전명근
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.491-499
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    • 2001
  • 본 논문에서는 유전알고리즘(Genetic Algorithm)과 FCM(Fuzzy c-means) 클러스터링을 이용하여 TSK(Takagi-Sugeno-Kang)형태의 퍼지 규칙 생성과 퍼지 시스템(FCM-ANFIS)을 효과적으로 구축하는 방법을 제안한다. 구조동정에서는 먼저 PCA(Principal Component Analysis)을 이용하여 입력 데이처 성분간의 상관관계를 제거한 후에 FCM을 이용하여 클러스터를 생성하고 성능지표에 근거해서 타당한 클러스터의 수, 즉 퍼지 규칙의 수를 얻는다. 파라미터 동정에서는 유전알고리즘을 이용하여 전제부 파라미터를 최적에 가깝도록 탐색을 시도한다. 결론부 파라미터는 유전알고리즘에 의한 탐색공간을 줄이기 위해 전제부 파라미터가 결정되면 PLSE(Recursive Least Square Estimate)에 의해 추정되어진다. 이렇게 함으로서 타당한 규칙 수와 효율적인 퍼지 규칙을 얻을 수 있다. 제안된 방법의 유용성을 보이기 위해 Box-Jenkins의 가스로 데이터와 Rice taste 데이터의 모델링에 적용하여 이전의 연구보다 좋은 결과를 보임을 알 수 있었다.

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Phenotypic Characterization and Multivariate Analysis to Explain Body Conformation in Lesser Known Buffalo (Bubalus bubalis) from North India

  • Vohra, V.;Niranjan, S.K.;Mishra, A.K.;Jamuna, V.;Chopra, A.;Sharma, Neelesh;Jeong, Dong Kee
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권3호
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    • pp.311-317
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    • 2015
  • Phenotypic characterization and body biometric in 13 traits (height at withers, body length, chest girth, paunch girth, ear length, tail length, length of tail up to switch, face length, face width, horn length, circumference of horn at base, distances between pin bone and hip bone) were recorded in 233 adult Gojri buffaloes from Punjab and Himachal Pradesh states of India. Traits were analysed by using varimax rotated principal component analysis (PCA) with Kaiser Normalization to explain body conformation. PCA revealed four components which explained about 70.9% of the total variation. First component described the general body conformation and explained 31.5% of total variation. It was represented by significant positive high loading of height at wither, body length, heart girth, face length and face width. The communality ranged from 0.83 (hip bone distance) to 0.45 (horn length) and unique factors ranged from 0.16 to 0.55 for all these 13 different biometric traits. Present study suggests that first principal component can be used in the evaluation and comparison of body conformation in buffaloes and thus provides an opportunity to distinguish between early and late maturing to adult, based on a small group of biometric traits to explain body conformation in adult buffaloes.

다변량 환경 공간변수 주성분 분석을 통한 남·북 생태계 차이 (Principal Component Analysis Based Ecosystem Differences between South and North Korea Using Multivariate Spatial Environmental Variables)

  • 유재심;김경민
    • 한국환경복원기술학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.15-27
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    • 2015
  • The objectives of this study are to analyze the quantitative ecological principal components of Korean Peninsula using the multivariate spatial environmental datasets and to compare the ecological difference between South and North Korea. Ecological maps with GIS(Geographical Information System) are constructed by PCA(Principal Component Analysis) based on seventeen raster(cell based) variables at 1km resolution. Ecological differences between South and North Korea are extracted by Factor Analysis using ecosystem maps masked from Korean ones. Spatial data include SRTM(Shuttle Radar Topography Mission), Temperature, Precipitation, SWC(Soil Water Content), fPAR(Fraction of Photosynthetically Active Radiation) representing for a productivity, and SR(Solar Radiation), which all cover Korean peninsula. When it performed PCA, the first three scores were assigned to red, green, and blue color. This color triplet indicates the relative mixture of the seventeen environmental conditions inside each ecological region. The first red one represents for 'physiographic conditions' worked by high elevation and solar radiation and low temperature. The second green one stands for 'seasonality' caused by seasonal variations of temperature, precipitation, and productivity. The third blue one means 'wetness condition' worked by high value such as precipitation and soil water contents. FA extraction shows that South Korea has relatively warm and humid ecosystem affected by high temperature, precipitation, and soil water contents whereas North Korea has relatively cold and dry ecosystem due to the high elevation, low temperature and precipitation. Results would be useful at environmental planning on inaccessible land of North Korea.

KPCA 기반 노이즈 제거 기법을 이용한 부분 손상된 얼굴 영상의 복원 (Reconstruction of Partially Occluded Facial Image Utilizing KPCA-based Denoising Method)

  • 강대성;김종호;박주영
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 2005년도 춘계학술대회 학술발표 논문집 제15권 제1호
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    • pp.247-250
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    • 2005
  • 많은 경우, 부분 손상된 얼굴 영상을 복원해야 할 필요가 있다. 대표적인 예로는 감시 카메라에 찍힌 범인의 얼굴 영상이 이에 속한다. 이런 경우 얼굴의 중요한 부분이 가려져 있기 때문에 자동 얼굴 인식 시스템이나 사람의 관찰로는 그 부분을 인식하기는 매우 어렵다. 이 논문에서는 그 어려움을 극복하기 위해 Kernel PCA 기반 노이즈 제거 기법을 부분 손상된 얼굴 영상에 적용한 문제를 고려해 보았다.

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Comparison of Pyrolysis Patterns of Different Tobacco Leaves by Double-Shot Pyrolysis-GC/MSD Method

  • Lee, Chang-Gook;Lee, Jae-Gon;Jang, Hee-Jin;Kwon, Young-Ju;Lee, Jang-Mi;Kwag, Jae-Jin;Kim, Soo-Ho;Sung, Yong-Joo;Shin, Chang-Ho;Kim, Kun-Soo;Rhee, Moon-Soo
    • 한국연초학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.94-102
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    • 2008
  • In this paper, we describe our study on the characterization of tobacco leaves by their pyrolysis patterns. Two kinds of tobacco leaves were pyrolyzed and analyzed by Double-Shot Pyrolysis-Gas Chromatography/Mass Spectroscopy (Py-GC/MS) methods. Three grades of Korean flue-cured tobacco leafsuch as B1O, AB3O, CD3L and burley tobacco leaves such as B1T, AB3T, CD3W were pyrolyzed with six discrete but stepwise heating temperature ranges, those are from 100$^{\circ}C$ to 150$^{\circ}C$, 150$^{\circ}C$ to 200$^{\circ}C$, 200$^{\circ}C$ to 250$^{\circ}C$, 250$^{\circ}C$ to 300$^{\circ}C$, 300$^{\circ}C$ to 350$^{\circ}C$ and finally from 350$^{\circ}C$ to 400$^{\circ}C$. Using the resultant 52 pyrolytic components identified in the programs as components, principal component analysis (PCA) showed statistical classification between flue-cured and burley tobacco lamina. Among six pyrolysis temperature ranges, the best discrimination was achieved at the temperature range from 250$^{\circ}C$ to 300$^{\circ}C$ and from 300$^{\circ}C$ to 350$^{\circ}C$.

Half Hanning 윈도우 전처리를 통한 기저 세포암 자동 검출 성능 개선 (Performance Improvement of Automatic Basal Cell Carcinoma Detection Using Half Hanning Window)

  • 박아론;백성준;민소희;유홍연;김진영;홍성훈
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제6권12호
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    • pp.105-112
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    • 2006
  • 본 연구에서는 일반적으로 잘 알려진 기저 세포암 검출을 위한 간단한 전처리 방법을 제안하였다. 전처리 과정은 half Hanning 윈도우와 함께 데이터를 클리핑하고 PCA(principal components analysis)를 이용하여 차원을 감소하였다. Half Hanning 윈도우는 $1650cm^{-1}$ 피크 부근의 크기를 낮춤으로써 음성 오류율을 줄여 분류 성능을 향상시켰다. 이 실험에서 사용한 MAP(maximum a posteriori), KNN (k-nearest neighbor), PNN(probabilistic neural network), MLP(multilayer perceptron), SVM(support vector machine)와 MSE(minimum squared error)의 분류결과는 제안한 방법이 효과적임을 입증하고 있다. KNN 분류방법은 216개 라만 스펙트럼에 대한 분류실험에서 민감도가 약 97.3%로 제안한 윈도우를 적용한 이 실험에서 기저 세포암 검출 성능이 가장 많이 개선되었다.

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유비쿼터스 센서 네트워크 환경을 위한 다중 생체인식 시스템 (Multi-Modal Biometries System for Ubiquitous Sensor Network Environment)

  • 노진수;이강현
    • 전자공학회논문지CI
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    • 제44권4호통권316호
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    • pp.36-44
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    • 2007
  • 본 논문에서는 무선 오디오와 영상 인터페이스를 이용한 스위치 제어 및 인식 등의 다양한 유비쿼터스 센서 네트워크 응용 서비스를 지원하기 위한 음성과 얼굴인식 시스템을 구현하였다. 제안된 시스템은 하드웨어 부분으로 무선 오디오 및 이미지 센서, 심리응용모델을 이용한 음성인식과 주성분 분석법(PCA: Principal Components Analysis)을 이용한 얼굴이식 알고리즘, 그리고 LDPC(Low Density Parity Check)로 구성되어 있다. 제안된 음성과 얼굴인식 시스템은 센서의 효율적인 에너지 사용을 위하여 HOST PC에 삽입된다. 그리고 인식 시스템의 정확도를 개선하기 위하여 전방향 에러 정정 시스템을 구현하였다. 또한, 무선 채널 잡음의 효과적인 제거와 정정을 위하여 테스트환경과 시뮬레이션 계수를 최적화하였다. 결과적으로 사람 음성과 음성센서의 거리가 1.5m 이하일 경우에 FAR과 FRR을 각각 0.126%, 7.5%를 얻었고, 얼굴인식 알고리즘을 2회로 제한하였을 경우, GAR과 FAR을 각각 98.5%와 0.036%를 획득하였다.

데이터 큐브 모델과 SVM을 이용한 철도 선로전환기의 교체시기 탐지 (Replacement Condition Detection of Railway Point Machines Using Data Cube and SVM)

  • 최용주;오지영;박대희;정용화;김희영
    • 스마트미디어저널
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    • 제6권2호
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    • pp.33-41
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    • 2017
  • 철도 선로전환기는 열차의 진로를 현재의 궤도에서 다른 궤도로 제어하는 장치이다. 선로전환기의 노후화로 인한 이상 상황은 탈선 등과 같은 심각한 문제를 발생할 수 있기 때문에, 선로전환기의 적절한 교체시기를 결정하는 것은 매우 중요하다. 본 논문에서는 국내 철도 현장에서 획득한 선로전환기의 전류신호로부터 다차원 데이터 큐브를 구성하고 OLAP(On-Line Analytical Processing) 분석을 통하여 체계적으로 "교체가 필요한 데이터"와 "교체 시점이 아닌 데이터" 집합을 정제하여 분류하였다. 또한 선로전환기의 교체시기 탐지 문제를 이진 분류 문제로 해석하여 이진 분류기의 대표적 모델인 SVM(Support Vector Machine)을 탐지기로 설계함으로써 선로전환기의 노후화에 따른 적절한 교체시기를 탐지하는 시스템을 제안한다. 이때, 입력되는 전류 신호를 DWT(Discrete Wavelet Transform)와 PCA(Principal Components Analysis) 기법으로 고차원의 특징벡터 신호를 정보의 손실을 최소화하면서 저차원의 특징벡터로 변환한다. 실제 국내에서 운행 중인 선로전환기의 이상상황 정보가 포함된 대규모의 전류 신호를 이용하여 제안하는 시스템의 성능을 실험적으로 검증한 바 98%를 넘는 탐지 정확도를 확인하였다.

Differences in the heritability of craniofacial skeletal and dental characteristics between twin pairs with skeletal Class I and II malocclusions

  • Park, Heon-Mook;Kim, Pil-Jong;Sung, Joohon;Song, Yun-Mi;Kim, Hong-Gee;Kim, Young Ho;Baek, Seung-Hak
    • 대한치과교정학회지
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    • 제51권6호
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    • pp.407-418
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    • 2021
  • Objective: To investigate differences in the heritability of skeletodental characteristics between twin pairs with skeletal Class I and Class II malocclusions. Methods: Forty Korean adult twin pairs were divided into Class I (C-I) group (0° ≤ angle between point A, nasion, and point B [ANB]) ≤ 4°; mean age, 40.7 years) and Class II (C-II) group (ANB > 4°; mean age, 43.0 years). Each group comprised 14 monozygotic and 6 dizygotic twin pairs. Thirty-three cephalometric variables were measured using lateral cephalograms and were categorized as the anteroposterior, vertical, dental, mandible, and cranial base characteristics. The ACE model was used to calculate heritability (A > 0.7, high heritability). Thereafter, principal component analysis (PCA) was performed. Results: Twin pairs in C-I group exhibited high heritability values in the facial anteroposterior characteristics, inclination of the maxillary and mandibular incisors, mandibular body length, and cranial base angles. Twin pairs in C-II group showed high heritability values in vertical facial height, ramus height, effective mandibular length, and cranial base length. PCA extracted eight components with 88.3% in the C-I group and seven components with 91.0% cumulative explanation in the C-II group. Conclusions: Differences in the heritability of skeletodental characteristics between twin pairs with skeletal Class I and II malocclusions might provide valuable information for growth prediction and treatment planning.

가공시간에 따른 인삼의 대사체학 분석 (Differential Metabolomics Analysis of Ginseng (Panax ginseng) by Processing Time)

  • 최문영;김경민;최민석;허윤석;이해나;이충우;권성원
    • Journal of Pharmaceutical Investigation
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    • 제38권1호
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    • pp.23-29
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    • 2008
  • Red ginseng is made of white ginseng through the steaming and drying procedure. In this process, the amounts of toxic elements of ginseng are decreased and those of effective components, ginsenosides are increased. In order to identify the components alteration of white ginseng by processing time, we applied HPLC-based metabolomics approach combined with the principal component analysis (PCA) multivariate analysis. White ginsengs were steamed at 0, 1, 2, 4, 8 and 16 h, respectively and followed by drying process at moderate temperature. Then the steamed ginsengs and the commercial red ginsengs were analyzed by HPLC. On the basis of HPLC results, PCA multivariate analysis was applied for evaluating the quality of red ginseng, which showed the processed ginsengs are grouped by processed time because less polar ginsenosides were increased in proportion as the steaming time was increased. The purchased red ginsengs were distributed in the range of $0{\sim}1$ hour steaming time. This pilot experiment suggests that HPLC-based metabolomics approach is able to allow the quality of herbal medicines to be controlled with a simple and economic method.