Husnu Baris Baydargil;Jangsik Park;Ibrahim Furkan Ince
ETRI Journal
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제46권3호
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pp.513-525
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2024
Deep neural networks trained on labeled medical data face major challenges owing to the economic costs of data acquisition through expensive medical imaging devices, expert labor for data annotation, and large datasets to achieve optimal model performance. The heterogeneity of diseases, such as Alzheimer's disease, further complicates deep learning because the test cases may substantially differ from the training data, possibly increasing the rate of false positives. We propose a reconstruction-based self-supervised anomaly detection model to overcome these challenges. It has a dual-subnetwork encoder that enhances feature encoding augmented by skip connections to the decoder for improving the gradient flow. The novel encoder captures local and global features to improve image reconstruction. In addition, we introduce an entropy-based image conversion method. Extensive evaluations show that the proposed model outperforms benchmark models in anomaly detection and classification using an encoder. The supervised and unsupervised models show improved performances when trained with data preprocessed using the proposed image conversion method.
기계학습은 데이터를 기반으로 한 컴퓨터를 학습시켜 컴퓨터 스스로 데이터의 경향성을 파악하게 하여 새로운 입력 데이터의 출력을 예측하도록 하는 알고리즘이다. 기계학습은 크게 지도학습, 비지도학습, 강화학습으로 나눌 수 있다. 지도학습은 데이터에 대한 레이블이 주어진 상태로 기계를 학습시키는 방법이다. 즉, 데이터 및 레이블의 쌍을 통해 해당 시스템의 함수를 추론하는 방법으로 새로운 입력 데이터에 대해서 추론한 함수를 이용하여 결과를 예측한다. 그리고 예측하는 결과 값이 연속 값이면 회귀분석, 예측하는 결과 값이 이산 값이면 분류로 사용된다. 새로운 붓꽃 데이터 Sepal length(5.01)과 Sepal width(3.43)을 이용하여 기초 데이터와 유클리드 거리를 분석하였다. 분석결과, 테이블 3의 8번(5, 3.4, setosa), 27번(5, 3.4, setosa), 41번(5, 3.5, setosa), 44번(5, 3.5, setosa) 그리고 40번(5.1, 3.4, setosa)의 데이터 순으로 유사도가 높은 붓꽃으로 분류되었다. 따라서 이론적 실무적 시사점을 제시하였다.
본 논문은 자연어처리 연구를 위하여 지도학습(supervised learning)방식의 어휘지식(lexical knowledge) 수동 구축 방법의 한계점을 극복하기 위하여 비지도학습(unsupervised learning)방식의 자동 어휘지식 획득 모델을 제안한다. 제안하는 모델은 벡터화, 클러스터링, 어휘지식 획득 과정을 통하여 입력으로 주어지는 어휘목록에서 어휘지식을 자동으로 획득한다. 모델의 어휘지식 획득 과정에서 파라미터 변화에 따른 어휘지식 개수의 변화와 어휘지식의 특징이 나타나는 어휘 지식 사전의 일부 모습을 보인다. 실험결과 어휘지식 중 하나로 획득되는 어휘범주 지식의 클러스터가 일정한 개수에서 수렴하는 것이 관찰되어 어휘지식을 필요로 하는 전자사전 자동구축의 가능성을 확인하였다. 또한 한국어 특성이 반영되어 좌 우 통사정보가 포함된 어휘사전을 구축하였다.
텍스트 데이터는 일반적으로 많은 변수를 포함하고 있으며 변수들 사이의 연관성도 높아 통계 분석의 정확성, 효율성 등에서 문제가 생길 수 있다. 이러한 문제점에 대처하기 위해 목표 변수가 주어진 지도 학습에서는 목표 변수를 잘 설명할 수 있는 단어들을 선택하여 이 단어들만 통계 분석에 이용하기도 한다. 반면, 비지도 학습에서는 목표 변수가 주어지지 않으므로 지도 학습에서와 같은 단어 선택 절차를 활용하기 어렵다. 이 연구에서는 토픽 모형을 이용하여 지도 학습에서의 목표 변수를 대신할 수 있는 토픽을 생성하고 각 토픽별로 연관성이 높은 단어들을 선택하는 단어 선택 절차를 제안한다. 제안된 절차를 실제 텍스트 데이터에 적용한 결과, 단어 선택 절차를 이용하면 많은 토픽에서 공통적으로 자주 등장하는 단어들을 제거함으로써 토픽을 더 명확하게 식별할 수 있었다. 또한, 군집 분석에 적용한 결과, 군집과 범주 사이에 높은 연관성을 가지는 군집 분석 결과를 얻을 수 있는 것으로 나타났다. 목표 변수에 대한 정보없이 토픽 모형을 이용하여 선택한 단어들을 분류 분석에 적용하였을 때 목표 변수를 이용하여 단어들을 선택한 경우와 비슷한 분류 정확성을 얻을 수 있음도 확인하였다.
매우 많은 소프트웨어 결함 예측에 관한 연구들이 수행되어왔지만 대부분은 라벨 데이터를 훈련 데이터로 사용하는 감독형 모델들이었다. 언라벨 데이터만을 사용하는 비감독형 모델이나 언라벨 데이터와 매우 적은 라벨 데이터 정보를 함께 사용하는 세미감독형 모델에 관한 연구는 극소수에 불과하다. 본 논문은 Self-training 기법에 트리 알고리즘들을 사용하여 새로운 세미감독형 모델들을 제작하였다. 세미감독형 기법인 Self-training 모델에 트리 기법들을 사용하는 새로운 세미감독형 모델들을 제작하였다. 모델 평가 실험 결과 새롭게 제작한 트리 모델들이 기존 모델들보다 더 나은 성능을 보였으며, 특히 CollectiveWoods는 타 모델들에 비해 압도적으로 우월한 성능을 보였다. 또한 매우 적은 라벨 데이터 보유 상황에서도 매우 안정적인 성능을 보였다.
Journal of Information Science Theory and Practice
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제6권4호
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pp.28-38
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2018
Wikipedia is composed of millions of articles, each of which explains a particular entity with various languages in the real world. Since the articles are contributed and edited by a large population of diverse experts with no specific authority, Wikipedia can be seen as a naturally occurring body of human knowledge. In this paper, we propose a method to automatically identify key entities and relations in Wikipedia articles, which can be used for automatic ontology construction. Compared to previous approaches to entity and relation extraction and/or identification from text, our goal is to capture naturally occurring entities and relations from Wikipedia while minimizing artificiality often introduced at the stages of constructing training and testing data. The titles of the articles and anchored phrases in their text are regarded as entities, and their types are automatically classified with minimal training. We attempt to automatically detect and identify possible relations among the entities based on clustering without training data, as opposed to the relation extraction approach that focuses on improvement of accuracy in selecting one of the several target relations for a given pair of entities. While the relation extraction approach with supervised learning requires a significant amount of annotation efforts for a predefined set of relations, our approach attempts to discover relations as they occur naturally. Unlike other unsupervised relation identification work where evaluation of automatically identified relations is done with the correct relations determined a priori by human judges, we attempted to evaluate appropriateness of the naturally occurring clusters of relations involving person-artifact and person-organization entities and their relation names.
서지 데이터베이스를 이용한 인용분석연구를 진행하기 이전에 이루어져야 할 과정 중 하나가 모호한 저자명의 식별이라고 할 수 있다. 대부분 서지 데이터베이스에는 저자의 성(姓)과 이름의 이니셜만을 표기하는 경우가 많은데, 중국이나 한국 등 아시아 국가 출신의 연구자들은 같은 성을 가진 사람이 매우 많고, 이름의 이니셜까지 같은 경우도 상당히 많아서 이름검색만으로 찾고자 하는 저자를 식별해내기가 쉽지 않기 때문이다. 아시아 국가 출신의 학자들이 유난히 많은 연구분야들에서는 이러한 문제들이 더더욱 큰 문제가 되며, 인용분석 뿐만 아니라 일반적인 정보검색에서도 매우 중요한 요인이 될 수 있다. 모호한 저자명을 식별해내는 방법에는 자동화된 알고리듬을 이용하여 각각의 저자를 식별해내는 방법과 저자 클러스터링을 얻어내기 위해 일일이 수작업으로 데이터셋을 구축하는 방법, 그리고 두 가지 방법을 혼용한 반자동화된 방법 등이 있다. 본 연구는 "모호한 저자명 식별"을 위해 개발된 여러 가지 방법들을 고찰해보기로 한다.
기계학습이란 인공지능의 한 분야이다. 컴퓨터에 명시적인 프로그램 없이 배울 수 있는 능력을 부여하는 연구 분야이며, 사람이 학습하듯이 컴퓨터에도 데이터들을 줘서 학습하게 함으로써 새로운 지식을 얻어내게 하는 분야이다. 기계학습 종류에는 크게 Supervised Learning, Unsupervised Learning, Reinforcement Learning이 있다. 본 논문에서는 기계학습 종류 및 컴퓨터가 데이터들을 학습하면서 생기는 문제점을 알아보고, 문제점의 종류 및 해결방안을 제시한다.
Journal of Information Technology Applications and Management
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제9권2호
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pp.1-16
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2002
Recently, neural network methods have been studied to find out more valuable information in data bases. But the supervised learning methods of neural networks have an overfitting problem, which leads to errors of target patterns. And the unsupervised learning methods can distort important information in the process of regularizing data. Thus they can't efficiently classify data, To solve the problems, this paper introduces a hybrid neural networks HACAB(Hybrid Algorithm combining a Competition learning model And BP Algorithm) combining a competition learning model and 8P algorithm. HACAB is designed for cases which there is no target patterns. HACAB makes target patterns by adopting a competition learning model and classifies input patterns using the target patterns by BP algorithm. HACAB is evaluated with random input patterns and Iris data In cases of no target patterns, HACAB can classify data more effectively than BP algorithm does.
Novelty detection involves identifying novel patterns. They are not usually available during training. Even if they are, the data quantity imbalance leads to a low classification accuracy when a supervised learning scheme is employed. Thus, an unsupervised learning scheme is often employed ignoring those few novel patterns. In this paper, we propose two ways to make use of the few available novel patterns. First, a scheme to determine local thresholds for the Self Organizing Map boundary is proposed. Second, a modification of the Learning Vector Quantization learning rule is proposed so that allows one to keep codebook vectors as far from novel patterns as possible. Experimental results are quite promising.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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