• 제목/요약/키워드: Regularization

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위상민감도를 이용한 선형구조물의 레벨셋 기반 형상 최적설계 (Level Set Based Shape Optimization of Linear Structures using Topological Derivatives)

  • 윤민호;하승현;김민근;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.9-16
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    • 2014
  • 레벨셋 기법과 위상민감도를 이용하여 선형 탄성 구조물에 대하여, 초기 설계형상에 의존성이 없는 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 레벨셋 기법에서는 복잡한 위상 형상변화를 쉽게 다루기 위해 초기 영역은 고정한 채 레벨셋 함수로 표현되는 암시적 이동경계로 경계를 표현한다. 해밀턴-자코비(H-J) 방정식과 수치적으로 강건한 기법인 'up-wind scheme'은 컴플라이언스 목적함수를 최소화시키고 허용체적 제약조건을 만족시키면서, 초기 암시적 경계를 법선 속도장에 따라 최적의 형상으로 이끌어 낸다. 점근적인 정규화 개념에 근거하여, 구멍의 반지름을 0으로 접근시켜 형상 미분의 극한을 취한 위상민감도를 고려하였다. 최적조건으로부터 유도된 라그란지안의 감소 방향을 이용하여 H-J 방정식을 갱신하기 위한 속도장을 결정하였다. 개발한 방법에서는 위상민감도로부터 얻어지는 지표를 이용하여 구멍을 언제든지 어디에서나 생성가능하기 때문에 초기 구멍이 최적 형상을 얻기 위해 요구되지 않는다는 사실을 확인하였다. 또한 효율적인 최적화 과정을 위해서는 구멍 생성을 위한 조정변수의 적절한 선택이 중요함을 확인하였다.

영상의 물리적 센서모델을 이용한 RPC 모델 추출 (RPC Model Generation from the Physical Sensor Model)

  • 김혜진;이재빈;김용일
    • 대한공간정보학회지
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    • 제11권4호
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    • pp.21-27
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    • 2003
  • IKONOS 2호와 QuickBird 2호의 센서 모델로서 제공되는 RPC(rational polynomial coefficients) 모델은 물리적 센서 모델의 대체 모델로 다양한 센서에 적용 가능하다. 고해상도 위성들이 상용화되면서 각기 센서들의 복잡성과 보안성 문제로 인해 물리적 센서모델을 대체할 수 있는 센서 모델로서 RPC의 활용도가 높아지고 있다. 대표적인 상업용 고해상도 위성인 IKONOS 2호는 물리적 센서 모델을 공개하지 않고 각영상에 대한 RPC만을 제공하며 QuckBird 영상은 센서의 기하 정보와 함께 RPC를 제공한다. 이에 본 연구에서는 물리적 센서모델로부터 RPC를 추출하는 원천 기술을 확보하고 RPC의 물리적 센서모델에 대한대체 적합성을 평가해보고자 하였다. 이를 위해 공간해상도가 높은 항공사진과 국내 위성인 KOMPSAT 1호의 기하 모델로부터 분모식과 차수를 달리하는 RPC모델들을 추출하는 실험을 수행하였다. 최소제곱법을 통해 RPC 초기값을 구하고 Levenberg Marquardt 기법을 이용하여 반복 조정한 RPC를 물리적 센서 모델과 비교 평가하여 최적의 RPC를 결정하였다. 그 결과 항공사진은 분모식이 동일한 1차 RPC가 KOMPSAT 1호는 분모식이 상이한 3차 RPC가 가장 정확도가 높았으며 각 오차(RMSE)는 $2{\times}10^{-5}$ 화소 이하로 나타났다.

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콘크리트 구조의 재료 물성 재구성을 위한 전기 임피던스 단층촬영 기법 (Electrical Impedance Tomography for Material Profile Reconstruction of Concrete Structures)

  • 정봉구;김보영;강준원;황진하
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제32권4호
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    • pp.249-256
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    • 2019
  • 이 논문은 재료의 전기 전도도 분포를 재구성하는 전기임피던스 단층이미지 기법(electrical impedance tomography; EIT)을 제시한다. 이 문제는 구조물 표면의 전극에서 측정된 전위와 계산된 전위의 차를 최소화하여 전기 전도도의 공간적 분포를 재구성하는 최적화 문제로 정의된다. 전류 입력 시 전위를 구하는 정해석 문제의 수학적 모델로서 완전전극모델(complete electrode model; CEM)을 사용하였다. 완전전극모델은 전기 포텐셜에 대한 라플라스 방정식과 전류 입력에 따른 경계조건들로 구성되는 경계값 문제이다. 완전전극모델 해의 정확성을 검증하기 위하여 유한요소법을 이용해 구한 원형 구조물의 전위해와 Technology Computer Aided Design(TCAD) 소프트웨어를 사용해 얻은 결과를 비교하였다. 완전전극모델의 지배방정식과 경계조건을 구속조건으로 하는 최적화 문제를 라그랑주 승수법(lagrange multiplier method)을 이용해 비구속 최적화 문제로 전환하고 라그랑지안의 1차 최적화 조건으로부터 전극에서의 전위 차를 최소화하는 최적의 전기전도도 분포를 도출하였다. 원형 균일영역의 전기 전도도 분포를 재구성하는 역해석 예제를 통해 완전전극모델 기반 EIT 프레임워크의 적용성을 검토하였다.

3차원 뇌 자기공명 영상의 비지도 학습 기반 비강체 정합 네트워크 (Unsupervised Non-rigid Registration Network for 3D Brain MR images)

  • 오동건;김보형;이정진;신영길
    • 한국차세대컴퓨팅학회논문지
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    • 제15권5호
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    • pp.64-74
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    • 2019
  • 비강체 정합은 임상적 필요성은 높으나 계산 복잡도가 높고, 정합의 정확성 및 강건성을 확보하기 어려운 분야이다. 본 논문은 비지도 학습 환경에서 3차원 뇌 자기공명 영상 데이터에 딥러닝 네트워크를 이용한 비강체 정합 기법을 제안한다. 서로 다른 환자의 두 영상을 입력받아 네트워크를 통하여 두 영상 간의 특징 벡터를 생성하고, 변위 벡터장을 만들어 기준 영상에 맞추어 다른 쪽 영상을 변형시킨다. 네트워크는 U-Net 형태를 기반으로 설계하여 정합 시 두 영상의 전역적, 지역적인 차이를 모두 고려한 특징 벡터를 만들 수 있고, 손실함수에 균일화 항을 추가하여 3차원 선형보간법 적용 후에 실제 뇌의 움직임과 유사한 변형 결과를 얻을 수 있다. 본 방법은 비지도 학습을 통해 임의의 두 영상만을 입력으로 받아 단일 패스 변형으로 비강체 정합을 수행한다. 이는 반복적인 최적화 과정을 거치는 비학습 기반의 정합 방법들보다 빠르게 수행할 수 있다. 실험은 50명의 뇌를 촬영한 3차원 자기공명 영상을 가지고 수행하였고, 정합 전·후의 Dice Similarity Coefficient 측정 결과 평균 0.690으로 정합 전과 비교하여 약 16% 정도의 유사도 향상을 확인하였다. 또한, 비학습 기반 방법과 비교하여 유사한 성능을 보여주면서 약 10,000배 정도의 속도 향상을 보여주었다. 제안 기법은 다양한 종류의 의료 영상 데이터의 비강체 정합에 활용이 가능하다.

딥러닝과 머신러닝을 이용한 아파트 실거래가 예측 (Apartment Price Prediction Using Deep Learning and Machine Learning)

  • 김학현;유환규;오하영
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제12권2호
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    • pp.59-76
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    • 2023
  • 코로나 시대 이후 아파트 가격 상승은 비상식적이었다. 이러한 불확실한 부동산 시장에서 가격 예측 연구는 매우 중요하다. 본 논문에서는 다양한 부동산 사이트에서 자료 수집 및 크롤링을 통해 2015년부터 2020년까지 87만개의 방대한 데이터셋을 구축하고 다양한 아파트 정보와 경제지표 등 가능한 많은 변수를 모은 뒤 미래 아파트 매매실거래가격을 예측하는 모델을 만든다. 해당 연구는 먼저 다중 공선성 문제를 변수 제거 및 결합으로 해결하였다. 이후 의미있는 독립변수들을 뽑아내는 전진선택법(Forward Selection), 후진소거법(Backward Elimination), 단계적선택법(Stepwise Selection), L1 Regularization, 주성분분석(PCA) 총 5개의 변수 선택 알고리즘을 사용했다. 또한 심층신경망(DNN), XGBoost, CatBoost, Linear Regression 총 4개의 머신러닝 및 딥러닝 알고리즘을 이용해 하이퍼파라미터 최적화 후 모델을 학습시키고 모형간 예측력을 비교하였다. 추가 실험에서는 DNN의 node와 layer 수를 바꿔가면서 실험을 진행하여 가장 적절한 node와 layer 수를 찾고자 하였다. 결론적으로 가장 성능이 우수한 모델로 2021년의 아파트 매매실거래가격을 예측한 후 실제 2021년 데이터와 비교한 결과 훌륭한 성과를 보였다. 이를 통해 머신러닝과 딥러닝은 다양한 경제 상황 속에서 투자자들이 주택을 구매할 때 올바른 판단을 할 수 있도록 도움을 줄 수 있을 것이라 확신한다.

대학 연구윤리체계의 발전방안 연구 (A Study on Improvement of Research Ethic System in University)

  • 안상윤
    • 디지털융복합연구
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    • 제20권1호
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    • pp.203-211
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    • 2022
  • 이 연구는 대학 연구자들의 표절, 위변조, 중복게재, 부당한 저자표시, 연구윤리제도의 무력화 등 연구부정행위의 원인을 살펴보고 연구윤리체계의 개선방안을 모색하는 것을 목적으로 한다. 연구방법에 있어서 기본적으로 문헌연구에 의존하였으며, 보완적으로 국내 4년제 대학에서 연구 관련 분야에 대한 책임자로 일한 경험이 있거나 현재 연구윤리와 관련된 보직을 수행하고 있는 전문가 교수를 대상으로 델파이기법을 통한 자문을 실시했다. 연구결과 연구자 개인 측면에서는 연구자들이 관습에 미루는 안이한 태도와 부정직성, 연구비에 대한 욕심 등이 주요한 이유로 파악되었다. 조직측면에서는 규정의 세밀성과 적용의 미흡, 검증시스템의 결여, 성과중심의 연구 환경 등이 그 이유로 분석되었다. 연구자 개인적 이유로 발생하는 부정행위를 극복하기 위한 방안으로 연구윤리교육의 정례화 및 횟수 증가, 개인적 벌칙 강화가 제시되었다. 제도적 이유로 발생하는 부정행위를 극복하기 위한 방안으로서는 검증시스템의 강화, 고발자 신변보호제도 강화, 승진누락 등 벌칙제도의 강화 및 연구평가의 질적·양적 균형 강화 등이 제시되었다.

호흡조절방사선치료를 위한 피부움직임과 종양움직임 차이 평가 (Evaluation of Difference between Skin Motion and Tumor Motion for Respiration Gated Radiotherapy)

  • 권경태;임상욱;박성호;권수일;신성수;이상욱;안승도;김종훈;최은경
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제19권1호
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    • pp.14-20
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    • 2008
  • 본 연구는 호흡조절방사선치료(Respiration gated radiotherapy)를 위해 종양의 실제 움직임과 호흡조절감시장치로 측정한 피부움직임과의 차이를 분석하여 호흡조절방사선치료 시 발생 가능한 오차를 예측하고자 하였다. 호흡에 따른 종양의 움직임을 알아보기 위해 본원에서 2007년1월 10일부터 2월 28일까지 횡경막 주위의 종양 움직임이 큰 폐부위 환자8명, 복부부위 환자 2명에 대해 투시검사기와 호흡조절감시장치를 이용하여 종양의 움직임 영상 및 복부에 위치시킨 적외선 반사장치의 움직임을 측정하였으며, 이 두 측정값의 차이를 정량적으로 비교 평가하였다. 투시검사기에서 종양의 움직임은 $1.3{\sim}3.5cm$ 종축방향(craniocaudal direction)으로 측정되었으며, 호흡조절감시장치는 $0.43{\sim}2.19cm$ 종축방향(craniocaudal direction)의 움직임이 측정되었다. 두 측정값의 비는 $1.31{\sim}5.56$으로 나타났으며 정규화 한 두 값의 표준편차는 $0.08{\sim}0.87cm$ (평균 0.204 cm)로 나타났다. 위상차가 존재한 patient 3를 제외하면 평균 0.13 cm, 최대 0.23 cm의 차이를 보이고 있다. 호흡조절감시장치로 종양의 움직임을 예측할 경우 0.23 cm 차이 이내에서 잘 예측됨을 말 수 있었고, 이 결과로 호흡조절방사선치료 시 0.2cm 정도 오차범위 내에서 치료가 가능할 것으로 예측된다. 다만 위상차이가 있는 환자는 호흡조절방사선치료를 적용하지 않는 것이 바람직하다고 생각된다.

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On The Reflection And Coreflection

  • Park, Bae-Hun
    • 한국수학교육학회지시리즈A:수학교육
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    • 제16권2호
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    • pp.22-26
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    • 1978
  • ($\alpha$$_{x}$, $\alpha$X)와 ($\alpha$$_{Y}$ , $\alpha$Y)를 T$_2$ 공간 X와 Y의 Alexandroff base Compactification이라 할 때 $\alpha$fㆍ$\alpha$$_{x}$=$\alpha$$_{Y}$ f를 만족하는 open이고 연속인 함수 $\alpha$f:$\alpha$X$\longrightarrow$$\alpha$Y가 존재하는 연속함수 f:X$\longrightarrow$Y는 유일한 $\alpha$-extension $\alpha$f를 가지며 Category ABC를 T$_2$ 공간과 위와 같은 연속함수 f들의 Category라고 할 때 open이고 연속인 함수와 Compact space들의 Category는 Category ABC의 epireflective subcategory임을 밝혔다.

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우주법(宇宙法)의 최근동향(最近動向) (Recent Developments in Space Law)

  • 최준선
    • 항공우주정책ㆍ법학회지
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    • 제1권
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    • pp.223-243
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    • 1989
  • The practical application of modern space science and technology have resulted in many actual and potential gains of mankind. These successes have conditioned and increased the need for a viable space law regime and the challenge of space has ultimately led to the formation of an international legal regime for space. Space law is no longer a primitive law. It is a modern law. Yet, in its stages of growth, it has not reached the condition of perfection. Therefore, under the existing state of thing, we could carefully say that the space law is one of the most newest fields of jurisprudence despite the fact that no one has so far defined it perfectly. However, if space law can be a true jurisprudential entity, it must be definable. In defining the space law, first of all, the grasp of it's nature iis inevitable. Although space law encompasses many tenets and facets of other legal discriplines, its principal nature is public international law, because space law affects and effects law relating intercourse among nations. Since early 1960s when mankind was first able to flight and stay in outer space, the necessity to control and administrate the space activities of human beings has growingly increased. The leading law-formulating agency to this purpose is the United Nation's ad hoc Committee on Peaceful Uses of Outer Space("COPUOS"). COPUOS gave direction to public international space law by establishing the 1963 Declaration of Legal Principles Governing the Activities of the States in the Exploration and Use of Outer Space("1963 Declaration"). The 1963 Declaration is very foundation of the five international multilateral treaties that were established successively after the 1963 Declaration. The five treaties are as follows: 1) The Treaty on Principles Governing the Activities of States in the Exploration and Use of Outer Space including Moon and other Celestial Bodies, 1967. 2) The Agreement on the Rescue of Astronauts, the Return of Astronauts, and the Return of Objects Launched into Outer Space, 1968. 3) The Convention on International Liability for Damage Caused by Space Objects, 1972. 4) The Convention on Registration of Objects Launched into Outer Space, 1974. 5) The Agreement Governing Activities of States on the Moon and Other Celestial Bodies: Moon Treaty, 1979. The other face of space law is it's commercial aspect. Space is no longer the sole domination of governments. Many private enterprise have already moved directly or indirectly into space activities in the parts such as telecommunications and space manufacturing. Since space law as the public international law has already advanced in accordance with the developments of space science and technology, there left only a few areas untouched in this field of law. Therefore the possibility of rapid growth of space law is expected in the parts of commerical space law, as it is, at this time, in a nascent state. The resources of the space environment are also commercially both valuable and important since the resources include the tangible natural resources to be found on the moon and other celestial bodies. Other space-based resources are solar energy, geostationary and geosynchronous orbital positions, radio frequencies, area possibly suited to human habitations, all areas and materials lending themselves to scientific research and inquiry. Remote sensing, space manufacturing and space transportation services are also another potential areas in which commercial. endeavors of Mankind can be carried out. In this regard, space insurance is also one of the most important devices allowing mankind to proceed with commercial space venture. Thus, knowlege of how space insurance came into existence and what it covers is necessary to understand the legal issues peculiar to space law. As a conclusion the writer emphasized the international cooperation of all nations in space activities of mankind, because space commerce, by its nature, will give rise many legal issues of international scope and concern. Important national and world-community interests would be served over time through the acceptance of new international agreements relating to remote sencing, direct television broadcasting, the use of nuclear power sources in space, the regularization of the activities of space transportation systems. standards respecting contamination and pollution, and a practical boundary between outer space and air space. If space activity regulation does not move beyond the national level, the peaceful exploration of space for all mankind will not be realized. For the efficient regulation on private and governmental space activities, the creation of an international space agency, similar to the International Civil Aviation Organization but modified to meet the needs of space technology, will be required. But prior to creation of an international organization, it will be necessary to establish, at national level, the Office of Air and Space Bureau, which will administrate liscence liscence application process, safety review and sale of launch equipment, and will carry out launch service.

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GEase-K: 부가 정보를 활용한 선형 및 비선형 오토인코더 기반의 추천시스템 (GEase-K: Linear and Nonlinear Autoencoder-based Recommender System with Side Information)

  • 이태범;이승학;마민정;조윤호
    • 지능정보연구
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    • 제29권3호
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    • pp.167-183
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    • 2023
  • 최근 추천시스템 분야에서는 희소한 데이터를 효과적으로 모델링하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. GLocal-K(Global and Local Kernels for Recommender Systems)는 그중 하나의 연구로 전역 커널과 지역 커널을 결합하여 데이터의 전역적인 패턴과 개별 사용자의 특성을 모두 고려해 사용자 맞춤형 추천을 제공하는 모델이다. 하지만 GLocal-K는 커널 트릭을 사용하기 때문에 매우 희소한 데이터에서 성능이 떨어지고 부가 정보를 사용하지 않아 새로운 사용자나 아이템에 대한 추천을 제공하는 데 어려움이 있다. 본 논문에서는 이러한 GLocal-K의 단점을 극복하기 위해 EASE(Embarrassingly Shallow Autoencoders for Sparse Data) 모델과 부가 정보를 활용한 GEase-K(Global and EASE kernels for Recommender Systems) 모델을 제안한다. 우선 GLocal-K의 지역 커널 대신 EASE를 활용하여 매우 희소한 데이터에서 추천 성능을 높이고자 하였다. EASE는 단순한 선형 연산 구조로 이루어져 있지만, 규제화와 아이템 간 유사도 학습을 통해 매우 희소한 데이터에서 높은 성능을 내는 오토인코더이다. 다음으로 Cold Start 완화를 위해 부가 정보를 활용하였다. 학습 과정에서 부가 정보를 추가하기 위해 조건부 오토인코더 구조를 적용하였으며 이를 통해 사용자-아이템 간의 유사성을 더 잘 파악할 수 있도록 하였다. 결론적으로 GEase-K는 선형 구조와 비선형 구조의 결합, 부가 정보의 활용을 통해 매우 희소한 데이터와 Cold Start 상황에서 강건한 모습을 보인다. 실험 결과, GEase-K는 매우 희소한 GoodReads, ModCloth 데이터 세트에서 RMSE, MAE 평가 지표 기준 GLocal-K 보다 높은 성능을 보였다. 또한 GoodReads, ModCloth 데이터 세트를 4개의 집단으로 나누어 실험한 Cold Start 실험에서도 GLocal-K 대비 Cold Start 상황에서 좋은 성능을 보였다.