• Korean Journal of Radiology
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• 제22권11호
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• pp.1764-1776
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• 2021

Objective: This study aimed to validate a deep learning-based fully automatic calcium scoring (coronary artery calcium [CAC]_auto) system using previously published cardiac computed tomography (CT) cohort data with the manually segmented coronary calcium scoring (CAC_hand) system as the reference standard. Materials and Methods: We developed the CAC_auto system using 100 co-registered, non-enhanced and contrast-enhanced CT scans. For the validation of the CAC_auto system, three previously published CT cohorts (n = 2985) were chosen to represent different clinical scenarios (i.e., 2647 asymptomatic, 220 symptomatic, 118 valve disease) and four CT models. The performance of the CAC_auto system in detecting coronary calcium was determined. The reliability of the system in measuring the Agatston score as compared with CAC_hand was also evaluated per vessel and per patient using intraclass correlation coefficients (ICCs) and Bland-Altman analysis. The agreement between CAC_auto and CAC_hand based on the cardiovascular risk stratification categories (Agatston score: 0, 1-10, 11-100, 101-400, > 400) was evaluated. Results: In 2985 patients, 6218 coronary calcium lesions were identified using CAC_hand. The per-lesion sensitivity and false-positive rate of the CAC_auto system in detecting coronary calcium were 93.3% (5800 of 6218) and 0.11 false-positive lesions per patient, respectively. The CAC_auto system, in measuring the Agatston score, yielded ICCs of 0.99 for all the vessels (left main 0.91, left anterior descending 0.99, left circumflex 0.96, right coronary 0.99). The limits of agreement between CAC_auto and CAC_hand were 1.6 ± 52.2. The linearly weighted kappa value for the Agatston score categorization was 0.94. The main causes of false-positive results were image noise (29.1%, 97/333 lesions), aortic wall calcification (25.5%, 85/333 lesions), and pericardial calcification (24.3%, 81/333 lesions). Conclusion: The atlas-based CAC_auto empowered by deep learning provided accurate calcium score measurement as compared with manual method and risk category classification, which could potentially streamline CAC imaging workflows.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제11권1호
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• pp.19-27
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• 2022

Across the world, 'housing' comprises a significant portion of wealth and assets. For this reason, fluctuations in real estate prices are highly sensitive issues to individual households. In Korea, housing prices have steadily increased over the years, and thus many Koreans view the real estate market as an effective channel for their investments. However, if one purchases a real estate property for the purpose of investing, then there are several risks involved when prices begin to fluctuate. The purpose of this study is to design a real estate price 'return rate' prediction model to help mitigate the risks involved with real estate investments and promote reasonable real estate purchases. Various approaches are explored to develop a model capable of predicting real estate prices based on an understanding of the immovability of the real estate market. This study employs the LSTM method, which is based on artificial intelligence and deep learning, to predict real estate prices and validate the model. LSTM networks are based on recurrent neural networks (RNN) but add cell states (which act as a type of conveyer belt) to the hidden states. LSTM networks are able to obtain cell states and hidden states in a recursive manner. Data on the actual trading prices of apartments in autonomous districts between January 2006 and December 2019 are collected from the Actual Trading Price Disclosure System of the Ministry of Land, Infrastructure and Transport (MOLIT). Additionally, basic data on apartments and commercial buildings are collected from the Public Data Portal and Seoul Metropolitan Government's data portal. The collected actual trading price data are scaled to monthly average trading amounts, and each data entry is pre-processed according to address to produce 168 data entries. An LSTM model for return rate prediction is prepared based on a time series dataset where the training period is set as April 2015~August 2017 (29 months), the validation period is set as September 2017~September 2018 (13 months), and the test period is set as December 2018~December 2019 (13 months). The results of the return rate prediction study are as follows. First, the model achieved a prediction similarity level of almost 76%. After collecting time series data and preparing the final prediction model, it was confirmed that 76% of models could be achieved. All in all, the results demonstrate the reliability of the LSTM-based model for return rate prediction.

• 한국방사선학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.603-609
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• 2022

본 연구에서는 핵의학 분야에서 사용 빈도가 높은 방사성 동위원소 ^99mTc, ¹⁸F을 대상으로 물 팬텀과 전리함을 이용한 실측 데이터와 몬테카를로 법 기반의 모의실험 계산을 통해 인체 내 선량 분포를 평가하여 분석하였다. 실험 결과, 방사성 동위원소를 중심으로 거리가 멀어질수록 선량이 지수함수적으로 감소하는 것으로 나타났으며, 특히, 5 cm 이격 시 급격히 감소하는 경향을 보였다. 이를 수치상으로 보면, ^99mTc의 경우 0.16 ~ 2.16 pC/min, ¹⁸F의 경우 0.49 ~ 9.29 pC/min 범위에서 형성되었다. 또한, 결과값을 이용하여 계산한 에너지 전달계수는 0.240 ~ 0.260 범위에서 실측값과 시뮬레이션 결과값이 유사하게 나타났다. 이와 같은 결과는 실험 결과값에 대한 신뢰도를 확보한 것으로 판단이 되며, 특히, 인체 내 선원 집적 시 선원 이동 경로를 중심으로 4 cm 이내에 위치한 장기에 선량이 많이 전달될 수 있다는 것을 의미한다. 본 연구는 방사성 동위원소에 의한 내부피폭 선량을 정량적으로 평가하기 위해 선원에서 발생하는 방사선 분포를 계산 하였으며, 실측과 모의실험 결과를 비교 분석을 통해 신뢰도가 높은 결과값을 제시할 수 있었다. 무엇보다도 계측기를 통해 체내 방사선 분포를 직접 측정하여 제시한 부분에서 큰 의미를 가지고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제31권2호
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• pp.28-35
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• 2024

전자패키지 내부의 부식이 시스템 성능 및 신뢰성에 큰 영향을 미치고 있어, 시스템 건전성 관리를 위해 부식에 대한 비파괴적 진단 기법의 필요성이 커지고 있다. 본 연구에서는 복소 임피던스의 크기와 위상을 통합적으로 시각화하는 도구인 스미스 차트를 활용하여, 구리 인터커넥트의 부식을 비파괴적으로 평가하는 방법을 제시하고자 한다. 실험을 위해 구리 전송선을 모사한 시편을 제작하고, MIL-STD-810G 기준 온습도 사이클에 노출시켜 시편에 부식을 인가하였다. R 채널 기반 색변화로 시편의 부식도를 정량적으로 평가하고 레이블링 하였다. 부식의 성장에 따라 시편의 S-파라미터와 스미스 차트를 측정한 결과, 5 단계의 부식도에 따라 유의미한 패턴의 변화가 관찰되어, 스미스 차트가 부식도 평가에 효과적인 도구임을 확인하였다. 더 나아가 데이터 증강을 통해 다양한 부식도를 갖는 4,444개의 스미스 차트를 확보하여, 스미스 차트를 입력 받아 구리 인터커넥트의 부식 단계를 출력하는 인공지능 모델을 학습시켰다. 이미지 분류에 특화된 CNN 및 Transfomrer 모델을 적용한 결과, ConvNeXt 모델이 정확도 89.4%로 가장 높은 부식 진단 성능을 보였다. 스미스 차트를 이용하여 전자패키지 내부 부식을 진단할 경우, 전자신호를 이용하는 비파괴적 평가를 수행할 수 있다. 또한. 신호 크기와 위상 정보를 통합적으로 시각화 하여 직관적이며 노이즈에 강건한 진단이 가능할 것으로 기대한다.

• 사물인터넷융복합논문지
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• 제8권5호
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• pp.11-16
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• 2022

상수도분야 인공지능 기술개발 관심도가 증가함에 따라 상수도 관로에 대해서 노후관 상태평가 데이터 결과를 활용하여 반복적인 학습으로 개량 의사결정 등급을 예측할 수 있는 인공신경망 알고리즘을 개발하고 검증과정을 통하여 가장 신뢰성 있는 예측 모델을 제시하고자 한다. 2020년 한강유역의 노후관로 정비 기본계획에 의한 간접평가 데이터 12개 항목을 기반으로 데이터 전처리 하고 인공신경망 알고리즘을 적용하여 반복학습과 검증을 통해 계산된 결과값과 직접평가 결과값의 일치율이 90% 이상이 되도록 역전파 과정을 통해 가중치를 업데이트 하면서 최적화하여 관로 등급을 예측하는 알고리즘을 개발하였다. 알고리즘 정확도 검증결과 모든 관종 데이터가 고르게 분포되어 있고 학습 데이터가 많아야 예측평가 정확도가 높아지는 것을 확인할 수 있었다. 향후 전국의 다양한 데이터가 확보되면 인공신경망을 이용한 관로등급 예측의 신뢰도가 좀 더 향상되어 객관화된 노후관 상태평가 의사결정 지원 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대된다.

• 문화기술의 융합
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• 제8권2호
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• pp.385-391
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• 2022

소도체의 품질평가는 축산업 분야의 중요한 문제이다. 최근 인공지능을 기반으로 한 AI 모니터 시스템을 통해 품질 관리사는 소도체 영상의 분석이나 결과 정보를 기반으로 정확한 판단에 도움을 받을 수 있다. 이러한 인공지능의 데이터셋은 성능을 판단하는 중요한 요소이다. 기존의 데이터셋은 표면의 방향이나 해상도가 달라질 수 있다. 본 논문에서는 딥러닝을 이용한 소도축 영상의 등급을 효율적으로 관리할 수 있는 단계별 분류 모델을 제안하였다. 그리고 기존의 세그멘테이션 추출된 영상의 데이터셋의 다양한 조건의 일관성을 위해 새로운 데이터셋 1,300장을 구성하였다. 새로운 데이셋을 이용한 5등급 분류에 대한 딥러닝의 인식률은 72.5%를 얻었다. 제안된 단계별 분류는 1++, 1+, 1등급과 2, 3등급의 차이가 크다는 것을 이용한 방안이다. 이로 인해 제안된 2단계 모델의 두 가지 방법에 따른 실험 결과, 73.7%, 77.2%의 인식률을 얻을 수 있었다. 이처럼 1단계 인식률을 100%를 갖는 데이터셋을 가진다면 더욱 효율적인 방법이 될 것이다.

• 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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• 제11권8호
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• pp.339-346
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• 2022

최근 화석연료의 무분별한 사용으로 인한 자원고갈 문제 및 기후변화 문제 등이 심각해짐에 따라 화석연료를 대체할 수 있는 신재생에너지에 대한 관심이 증가하고 있다. 특히 신재생에너지 중 태양광 에너지는 다른 신재생에너지원에 비해 고갈될 염려가 적고, 공간적인 제약이 크지 않아 전국적으로 수요가 증가하고 있다. 태양광 발전 시스템에서 생산된 전력을 효율적으로 사용하기 위해서는 보다 정확한 태양광 발전량 예측 모델이 필요하다. 이를 위하여 다양한 기계학습 및 심층학습 기반의 태양광 발전량 예측 모델이 제안되었지만, 심층학습 기반의 예측 모델은 모델 내부에서 일어나는 의사결정 과정을 해석하기가 어렵다는 단점을 보유하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 설명 가능한 인공지능 기술이 많은 주목을 받고 있다. 설명 가능한 인공지능 기술을 통하여 예측 모델의 결과 도출 과정을 해석할 수 있다면 모델의 신뢰성을 확보할 수 있을 뿐만 아니라 해석된 도출 결과를 바탕으로 모델을 개선하여 성능 향상을 기대할 수도 있다. 이에 본 논문에서는 BiLSTM(Bidirectional Long Short-Term Memory)을 사용하여 모델을 구성하고, 모델에서 어떻게 예측값이 도출되었는지를 SHAP(SHapley Additive exPlanations)을 통하여 설명하는 설명 가능한 태양광 발전량 예측 기법을 제안한다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제2권4호
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• pp.285-297
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• 2000

One of the research objectives in the area of multimedia human-computer interaction is the application of artificial intelligence and robotics technologies to the development of computer interfaces. This involves utilizing many forms of media, integrating speed input, natural language, graphics, hand pointing gestures, and other methods for interactive dialogues. Although current human-computer communication methods include computer keyboards, mice, and other traditional devices, the two basic ways by which people communicate with each other are voice and gesture. This paper reports on research focusing on the development of an intelligent multimedia interface system modeled based on the manner in which people communicate. This work explores the interaction between humans and computers based only on the processing of speech(Work uttered by the person) and processing of images(hand pointing gestures). The purpose of the interface is to control a pan/tilt camera to point it to a location specified by the user through utterance of words and pointing of the hand, The systems utilizes another stationary camera to capture images of the users hand and a microphone to capture the users words. Upon processing of the images and sounds, the systems responds by pointing the camera. Initially, the interface uses hand pointing to locate the general position which user is referring to and then the interface uses voice command provided by user to fine-the location, and change the zooming of the camera, if requested. The image of the location is captured by the pan/tilt camera and sent to a color TV monitor to be displayed. This type of system has applications in tele-conferencing and other rmote operations, where the system must respond to users command, in a manner similar to how the user would communicate with another person. The advantage of this approach is the elimination of the traditional input devices that the user must utilize in order to control a pan/tillt camera, replacing them with more "natural" means of interaction. A number of experiments were performed to evaluate the interface system with respect to its accuracy, efficiency, reliability, and limitation.

• 대한토목학회논문집
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• 제43권1호
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• pp.99-107
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• 2023

최근 건설 현장의 안전사고 비율은 전체 산업에서 가장 높은 비중을 차지한다. 인공지능 기술을 건설 현장에 접목하기 위해서는 기초 학습 자료로 활용될 수 있는 데이터셋 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 실제 현장 확보를 통해 원천 데이터를 수집하였으며, 토목 현장에서 주로 운용되고 있는 주요 건설장비 객체를 선정하고 약 9만장의 정지영상 데이터셋 가공을 통해 최적의 학습 데이터셋 구축을 완료하였다. 또한, 객체 인식분야의 대표적인 모델인 YOLO를 활용하여 구축된 데이터의 검증 작업을 수행하였고 90 % 근접한 검출 성능을 확인해 데이터 신뢰성을 확보하였다. 본 연구에서 사용되는 학습 데이터셋은 공공데이터포털에서 활용 가능하도록 공개를 완료하였다. 본 데이터셋은 향후 건설안전 분야의 객체 인식 기술의 건설현장 적용을 위한 기반 데이터로 활용 가능하리라 판단된다.

• Imaging Science in Dentistry
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• 제51권3호
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• pp.299-306
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• 2021

Purpose: This study aimed to propose a fully automatic landmark identification model based on a deep learning algorithm using real clinical data and to verify its accuracy considering inter-examiner variability. Materials and Methods: In total, 950 lateral cephalometric images from Yonsei Dental Hospital were used. Two calibrated examiners manually identified the 13 most important landmarks to set as references. The proposed deep learning model has a 2-step structure-a region of interest machine and a detection machine-each consisting of 8 convolution layers, 5 pooling layers, and 2 fully connected layers. The distance errors of detection between 2 examiners were used as a clinically acceptable range for performance evaluation. Results: The 13 landmarks were automatically detected using the proposed model. Inter-examiner agreement for all landmarks indicated excellent reliability based on the 95% confidence interval. The average clinically acceptable range for all 13 landmarks was 1.24 mm. The mean radial error between the reference values assigned by 1 expert and the proposed model was 1.84 mm, exhibiting a successful detection rate of 36.1%. The A-point, the incisal tip of the maxillary and mandibular incisors, and ANS showed lower mean radial error than the calibrated expert variability. Conclusion: This experiment demonstrated that the proposed deep learning model can perform fully automatic identification of cephalometric landmarks and achieve better results than examiners for some landmarks. It is meaningful to consider between-examiner variability for clinical applicability when evaluating the performance of deep learning methods in cephalometric landmark identification.