• 제목/요약/키워드: Time-delay neural network

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AI 컴포넌트 추상화 모델 기반 자율형 IoT 통합개발환경 구현 (Implementation of Autonomous IoT Integrated Development Environment based on AI Component Abstract Model)

  • 김서연;윤영선;은성배;차신;정진만
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제21권5호
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    • pp.71-77
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    • 2021
  • 최근 이질적인 하드웨어 특성을 고려한 IoT 응용 지원 프레임워크의 효율적인 프로그램 개발이 요구되고 있다. 또한, 인간의 뇌를 모사하여 스스로 학습 및 자율적 컴퓨팅이 가능한 뉴로모픽 아키텍처의 발전으로 하드웨어 지원의 범위가 넓어지고 있다. 하지만 기존 대부분의 IoT 통합개발환경에서는 AI(Artificial Intelligence) 기능을 지원하거나 뉴로모픽 아키텍처와 같은 다양한 하드웨어와 결합된 서비스 지원이 어렵다. 본 논문에서는 2세대 인공 신경망 및 3세대 스파이킹 신경망 모델을 모두 지원하는 AI 컴포넌트 추상화 모델을 설계하고 제안 모델 기반의 자율형 IoT 통합개발환경을 구현하였다. IoT 개발자는 AI 및 스파이킹 신경망에 대한 지식이 없어도 제안 기법을 통해 자동으로 AI 컴포넌트를 생성할 수 있으며 런타임에 따라 코드 변환이 유연하여 개발 생산성이 높다. 제안 기법의 실험을 진행하여 가상 컴포넌트 계층으로 인한 변환 지연시간이 발생할 수 있으나 차이가 크지 않음을 확인하였다.

Application of an Adaptive Autopilot Design and Stability Analysis to an Anti-Ship Missile

  • Han, Kwang-Ho;Sung, Jae-Min;Kim, Byoung-Soo
    • International Journal of Aeronautical and Space Sciences
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    • 제12권1호
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    • pp.78-83
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    • 2011
  • Traditional autopilot design requires an accurate aerodynamic model and relies on a gain schedule to account for system nonlinearities. This paper presents the control architecture applied to a dynamic model inversion at a single flight condition with an on-line neural network (NN) in order to regulate errors caused by approximate inversion. This eliminates the need for an extensive design process and accurate aerodynamic data. The simulation results using a developed full nonlinear 6 degree of freedom model are presented. This paper also presents the stability evaluation for control systems to which NNs were applied. Although feedback can accommodate uncertainty to meet system performance specifications, uncertainty can also affect the stability of the control system. The importance of robustness has long been recognized and stability margins were developed to quantify it. However, the traditional stability margin techniques based on linear control theory can not be applied to control systems upon which a representative non-linear control method, such as NNs, has been applied. This paper presents an alternative stability margin technique for NNs applied to control systems based on the system responses to an inserted gain multiplier or time delay element.

성대마이크를 이용한 ASR 시스템 개발을 위한 인식기 최적화 (Recognizer Optimization for a Isolated-word Recognition system using Throat Microphone)

  • 정영규;한문성;이상조
    • 한국HCI학회:학술대회논문집
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    • 한국HCI학회 2007년도 학술대회 1부
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    • pp.406-410
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    • 2007
  • 성대마이크는 디바이스의 특성상 환경 잡음을 최소화하는 장점이 있다. 그러나 고주파정보의 손실과 부분적인 포먼트 정보의 손실 때문에, 성대마이크를 이용한 명령어 인식기는 표준마이크를 이용한 명령어 인식기보다 낮은 성능을 보인다. 본 논문은 한국어 음운자질의 특성을 적용한 특징추출 알고리즘과 최적화된 인식모델을 이용하여 높은 성능을 갖는 명령어 인식시스템을 제안한다. 성대 울림 특성이 한국어 내의 분포 분석하여 성대 울림 정보만으로 명령어 인식기 개발이 가능함을 보이고 음성인식에 높은 성능을 보이는 Time Delay Neural Network(TDNN)[1]을 성대신호 명령어 인식에 최적화한 구조를 제안한다. 실험을 통해 찾은 최적 TDNN 구조를 성대신호에 적용한 했을 때 약 87%의 높은 성능을 보였다.

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시간 지연 신경 회로망을 이용한 능동 소음 제어 시스템의 2차 경로 모델링 (Modeling of Secondary Path in an Active Noise Control Using Time Delay Neural Network)

  • 이병도;이민호
    • 한국음향학회지
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    • 제17권8호
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    • pp.19-24
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    • 1998
  • 이 논문에서는 능동 소음 제어 시스템을 구성하는 요소들인 증폭기와 저주파 필터 와 같은 소자들의 비선형 특성과 공간에서의 주파수 대역에 따른 비선형 특성을 보상하여, 보다 효과적인 능동 소음 제어기를 설계하기 위해 시간 지연 신경 회로망을 이용하는 새로 운 방법을 제안한다. 공간을 포함한 2차 경로 함수를 모델링하여 보다 나은 성능을 갖는 능 동 소음 제어기를 구성하기 위한 기존의 최소 자승 오차 알고리듬에 기반한 filtered-x least mean square(LMS) 알고리듬과 오차 역전달 학습 알고리듬을 갖는 시간 지연 다층 구조 인 식자를 이용한 결과를 간단한 실험을 통하여 그 성능을 비교 분석한다.

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Two-Dimensional Attention-Based LSTM Model for Stock Index Prediction

  • Yu, Yeonguk;Kim, Yoon-Joong
    • Journal of Information Processing Systems
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    • 제15권5호
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    • pp.1231-1242
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    • 2019
  • This paper presents a two-dimensional attention-based long short-memory (2D-ALSTM) model for stock index prediction, incorporating input attention and temporal attention mechanisms for weighting of important stocks and important time steps, respectively. The proposed model is designed to overcome the long-term dependency, stock selection, and stock volatility delay problems that negatively affect existing models. The 2D-ALSTM model is validated in a comparative experiment involving the two attention-based models multi-input LSTM (MI-LSTM) and dual-stage attention-based recurrent neural network (DARNN), with real stock data being used for training and evaluation. The model achieves superior performance compared to MI-LSTM and DARNN for stock index prediction on a KOSPI100 dataset.

용접부 건전성 평가를 위한 카오럴 후처리 시스템의 구축 (Construction of Chaoral Post-Process System for Integrity Evaluation of Weld Zone)

  • 이원;윤인식
    • 한국정밀공학회지
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    • 제15권11호
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    • pp.152-165
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    • 1998
  • This study proposes the analysis and evaluation method of time series ultrasonic signal using the chaoral post-process system for precision rate enhancement of ultrasonic pattern recognition. Chaos features extracted from time series data for analysis quantitatively weld defects For this purpose, feature extraction objectives in this study are fractal dimension, Lyapunov exponent, shape of strange attrator. Trajectory changes in the strange attractor indicated that even same type of defects carried substantial difference in chaoticity resulting from distance shifts such as nearby 0.5, 1.0 skip distance. Such difference in chaoticity enables the evaluation of unique features of defects in the weld zone. In quantitative chaos fenture extraction, feature values of 0.835 and 0.823 in the case of slag inclusion and 0.609 and 0.573 in the case of crack were suggested on the basis of fractal dimension and Lyapunov exponent. Proposed chaoral post-process system in this study can enhances precision rate of ultrasonic pattern recognition results from defect signals of weld zone, such as slag inclusion and crack.

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지연시간을 갖는 다변수 유량제어 시스템의 2-자유도 PID 제어기 특성 비교 (The comparison of the output characteristics of 2-DOF PID controller in the multivariable flow control system with delayed time)

  • 김동화
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.744-752
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    • 1999
  • In this paper, we studied the response characteristics of $\alpha$, $\beta$ separated type, combined type, PI typed, and feedforward type in 2DOF-PID controller through the simulation and the experiments designed with the multivariable flow control system. The parameters $\alpha$ and $\beta$ give an affect to characteristics of controller in separated type but $\gamma$ does not give an affect to the characteristics of 2-DOF PID. The more $\beta$ increases, the more overshoot decreases and especially, in case of PI type represent clearly. The $\alpha$, $\beta$ separated type has a very small overshoot and its magnitudes in 2-DOF PID onctroller increases in order of $\alpha$, $\beta$ combined type, PI type, feedforward type, conventional type. The response characteristics of simulation are similar to that of experiments but the experimental characteristics in the multivariable flow control system has the delayed response. The time delay of response in experiments depends on 2-DOF parameter $\alpha$, $\beta$, $\gamma$ and the overshoot increase as the $\alpha$, $\beta$, $\gamma$ increase. So, we can have a satisfactory response by tuning D gain.

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실시간 신호제어를 위한 신경망 적용 지체최소화 주기길이 설계모형 개발 (Development of Neural Network Based Cycle Length Design Model Minimizing Delay for Traffic Responsive Control)

  • 이정윤;김진태;장명순
    • 대한교통학회지
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    • 제22권3호
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    • pp.145-157
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    • 2004
  • 국내 실시간 신호제어시스템은 주요교차로의 검지체계에서 산출되는 포화도 정보 및 실시간 신호운영자료를 토대로 차기 주기길이를 설계하고 있다. 이러한 국내 실시간 신호제어시스템의 주기길이 설계모형에 의해 설계되는 차기주기길이는 교통량이 증가하면 주기길이도 증가한다는 주기길이 결정 기본원리를 따르고 있으나 해당 주기길이 설계모형으로 결정되는 주기길이가 과연 지체최소화 주기인지 검토가 요구된다. 또한 국내 실시간 신호제어시스템의 주기길이 설계모형에는 운영자 결정 변수가 있어 차기 주기길이 설계가 비효율적일 수 있으므로 운영자 결정 변수를 제외한 주기길이 설계모형 개발이 필요하다. 이에 본 연구에서는 (1)국내 실시간 신호제어시스템의 주기길이 설계모형을 검토하고, (2)운영자 결정변수를 제외한 주기길이 설계모형을 개발한다. 국내 실시간신호제어시스템의 주기길이 설계모형을 검토한 결과 (1)교차로의 운영상태가 비포화일 경우 지체최소화 주기보다 큰 주기길이를 설계하는 것으로 검토되었고, (2)교차로의 현재 신호주기가 90초 이상일 경우 목적 운영포화도(Target operational volume-to-capacity ratio)가 0.90을 유지하는 반면 신호주기가 90초 미만일 경우 목적운영포화도가 0.90보다 작아지는 것으로 검토되었다. 본 연구는 이러한 점을 고려, 신경망을 이용하여 운영자 결정변수를 제외한 국내 실시간 신호제어시스템을 위한 지체 최소화 주기길이 설계 모형을 개발하였다. 모형 검증결과 본 연구에서 개발된 신경망 모형은 국내 실시간 신호 제어시스템과는 달리 지체최소화 주기길이와 유사한 패턴으로 주기길이를 설계한다는 결과를 도출하였다.택배서비스시장도 성장한 것으로 나타났다. 특히 정부주도에 의한 정보화추진이 전자상거래를 촉진시켜 택배서비스시장에 영향을 미친 것으로 분석되었다.수 있는 Load Balancing System을 제안한다.할 때 가장 효과적인 라우팅 프로토콜이라고 할 수 있다.iRNA 상의 의존관계를 분석할 수 있었다.수안보 등 지역에서 나타난다 이러한 이상대 주변에는 대개 온천이 발달되어 있었거나 새로 개발되어 있는 곳이다. 온천에 이용하고 있는 시추공의 자료는 배제하였으나 온천이응으로 직접적으로 영향을 받지 않은 시추공의 자료는 사용하였다 이러한 온천 주변 지역이라 하더라도 실제는 온천의 pumping 으로 인한 대류현상으로 주변 일대의 온도를 올려놓았기 때문에 비교적 높은 지열류량 값을 보인다. 한편 한반도 남동부 일대는 이번 추가된 자료에 의해 새로운 지열류량 분포 변화가 나타났다 강원 북부 오색온천지역 부근에서 높은 지열류량 분포를 보이며 또한 우리나라 대단층 중의 하나인 양산단층과 같은 방향으로 발달한 밀양단층, 모량단층, 동래단층 등 주변부로 NNE-SSW 방향의 지열류량 이상대가 발달한다. 이것으로 볼 때 지열류량은 지질구조와 무관하지 않음을 파악할 수 있다. 특히 이러한 단층대 주변은 지열수의 순환이 깊은 심도까지 가능하므로 이러한 대류현상으로 지표부근까지 높은 지온 전달이 되어 나타나는 것으로 판단된다.의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수

학습 기반의 자동차 번호판 인식 시스템 (Learning-based approach for License Plate Recognition System)

  • 김종배;김갑기;김광인;박민호;김항준
    • 융합신호처리학회논문지
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    • 제2권1호
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    • pp.1-11
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    • 2001
  • 자동차 번호판은 조명과 카메라에 따라 영상에서 다양한 형태로 나타나고 영상내의 잡음으로 인해 알고리즘 방식으로 자동차 번호판을 인식하기가 쉽지 않다. 이러한 문제에 적합한 해결 방법으로 본 논문에서는 학습 기반의 자동차 번호판 인식 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 자동차 검출 모듈, 번호판 추출 모듈, 번호판 문자 인식 모듈로 구성된다 본 논문에서는 자동차 번호판 추출을 위해서 입력 영상의 잡음에 상대적인 영향이 적은 시간-지연 신경망(Time-Delay Neural Networks : TDNN)과 번호판 인식을 위해서 일반적인 신경망보다 일반화 성능이 뛰어난 서포트 벡터 머신(Support Vector Machines : SVMs)을 시스템에 적용한다. 주차장과 톨게이트에서 여러 시간대의 움직이는 자동차 영상들을 실험한 결과, 번호판 추출율은 97.5%, 번호판 문자 인식률은 97.2%의 성능을 내었고, 전체 시스템 성능은 947%이며 처리 시간은 약 1조 미만이다. 따라서 본 논문에서 제안한 시스템은 실세계에서 유용하게 적용될 수 있다.

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산업용 사물 인터넷을 위한 프라이버시 보존 연합학습 기반 심층 강화학습 모델 (Federated Deep Reinforcement Learning Based on Privacy Preserving for Industrial Internet of Things)

  • 한채림;이선진;이일구
    • 정보보호학회논문지
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    • 제33권6호
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    • pp.1055-1065
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    • 2023
  • 최근 사물 인터넷을 활용한 산업 현장에서 수집되는 빅데이터를 활용해 복잡한 문제들을 해결하기 위하여 심층 강화학습 기술을 적용한 다양한 연구들이 이루어지고 있다. 심층 강화학습은 강화 학습의 시행 착오 알고리즘과 보상의 누적값을 이용해 자체 데이터를 생성하여 학습하고 신경망 구조와 파라미터 결정을 빠르게 탐색한다. 그러나 종래 방법은 학습 데이터의 크기가 커질수록 메모리 사용량과 탐색 시간이 기하급수적으로 높아지며 정확도가 떨어진다. 본 연구에서는 메타 학습을 적용한 연합학습 기반의 심층 강화학습 모델을 활용하여 55.9%만큼 보안성을 개선함으로써 프라이버시 침해 문제를 해결하고, 종래 최적화 기반 메타 학습 모델 대비 5.5% 향상된 97.8%의 분류 정확도를 달성하면서 평균 28.9%의 지연시간을 단축하였다.