• 제목/요약/키워드: Unsupervised Learning Technique

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Unsupervised Learning-Based Pipe Leak Detection using Deep Auto-Encoder

  • Yeo, Doyeob;Bae, Ji-Hoon;Lee, Jae-Cheol
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제24권9호
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    • pp.21-27
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    • 2019
  • In this paper, we propose a deep auto-encoder-based pipe leak detection (PLD) technique from time-series acoustic data collected by microphone sensor nodes. The key idea of the proposed technique is to learn representative features of the leak-free state using leak-free time-series acoustic data and the deep auto-encoder. The proposed technique can be used to create a PLD model that detects leaks in the pipeline in an unsupervised learning manner. This means that we only use leak-free data without labeling while training the deep auto-encoder. In addition, when compared to the previous supervised learning-based PLD method that uses image features, this technique does not require complex preprocessing of time-series acoustic data owing to the unsupervised feature extraction scheme. The experimental results show that the proposed PLD method using the deep auto-encoder can provide reliable PLD accuracy even considering unsupervised learning-based feature extraction.

비지도학습 기반의 뎁스 추정을 위한 지식 증류 기법 (Knowledge Distillation for Unsupervised Depth Estimation)

  • 송지민;이상준
    • 대한임베디드공학회논문지
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    • 제17권4호
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    • pp.209-215
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    • 2022
  • This paper proposes a novel approach for training an unsupervised depth estimation algorithm. The objective of unsupervised depth estimation is to estimate pixel-wise distances from camera without external supervision. While most previous works focus on model architectures, loss functions, and masking methods for considering dynamic objects, this paper focuses on the training framework to effectively use depth cue. The main loss function of unsupervised depth estimation algorithms is known as the photometric error. In this paper, we claim that direct depth cue is more effective than the photometric error. To obtain the direct depth cue, we adopt the technique of knowledge distillation which is a teacher-student learning framework. We train a teacher network based on a previous unsupervised method, and its depth predictions are utilized as pseudo labels. The pseudo labels are employed to train a student network. In experiments, our proposed algorithm shows a comparable performance with the state-of-the-art algorithm, and we demonstrate that our teacher-student framework is effective in the problem of unsupervised depth estimation.

A New Application of Unsupervised Learning to Nighttime Sea Fog Detection

  • Shin, Daegeun;Kim, Jae-Hwan
    • Asia-Pacific Journal of Atmospheric Sciences
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    • 제54권4호
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    • pp.527-544
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    • 2018
  • This paper presents a nighttime sea fog detection algorithm incorporating unsupervised learning technique. The algorithm is based on data sets that combine brightness temperatures from the $3.7{\mu}m$ and $10.8{\mu}m$ channels of the meteorological imager (MI) onboard the Communication, Ocean and Meteorological Satellite (COMS), with sea surface temperature from the Operational Sea Surface Temperature and Sea Ice Analysis (OSTIA). Previous algorithms generally employed threshold values including the brightness temperature difference between the near infrared and infrared. The threshold values were previously determined from climatological analysis or model simulation. Although this method using predetermined thresholds is very simple and effective in detecting low cloud, it has difficulty in distinguishing fog from stratus because they share similar characteristics of particle size and altitude. In order to improve this, the unsupervised learning approach, which allows a more effective interpretation from the insufficient information, has been utilized. The unsupervised learning method employed in this paper is the expectation-maximization (EM) algorithm that is widely used in incomplete data problems. It identifies distinguishing features of the data by organizing and optimizing the data. This allows for the application of optimal threshold values for fog detection by considering the characteristics of a specific domain. The algorithm has been evaluated using the Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization (CALIOP) vertical profile products, which showed promising results within a local domain with probability of detection (POD) of 0.753 and critical success index (CSI) of 0.477, respectively.

자율 학습에 의한 실질 형태소와 형식 형태소의 분리 (A Korean Language Stemmer based on Unsupervised Learning)

  • 조세형
    • 정보처리학회논문지B
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    • 제8B권6호
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    • pp.675-684
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    • 2001
  • 본 논문은 태그가 없는 단순 말뭉치만을 가지고 자율학습을 이용하여 정보 검색을 위한 색인어의 추출 등에 이용될 수 있도록 한국어의 실질 형태소와 형식 형태소를 분리해내는 기법에 대하여 기술한다. 본 기법은 사전 등의 언어 관련 지식을 요구하지 않으며 오직 단순 말뭉치만을 필요로 한다. 또한 자율학습을 이용함으로써 사람의 간섭이 필요하지 않아 학습에 필요한 시간과 노력이 거의 들지 않는다. 본 방식은 잘 확립된 통계적 방법론을 이용하기 때문에 일반적인 휴리스틱과는 달리 이론적인 기반이 확고하여 확장 및 발전이 용이하다. 본 결과는 한국어에 우선 적용되었으나 한국어에 종속적인 방법이 아니어서 다른 교착어에도 쉽게 적용될 수 있을 것이다.

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Feature Selection via Embedded Learning Based on Tangent Space Alignment for Microarray Data

  • Ye, Xiucai;Sakurai, Tetsuya
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제11권4호
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    • pp.121-129
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    • 2017
  • Feature selection has been widely established as an efficient technique for microarray data analysis. Feature selection aims to search for the most important feature/gene subset of a given dataset according to its relevance to the current target. Unsupervised feature selection is considered to be challenging due to the lack of label information. In this paper, we propose a novel method for unsupervised feature selection, which incorporates embedded learning and $l_{2,1}-norm$ sparse regression into a framework to select genes in microarray data analysis. Local tangent space alignment is applied during embedded learning to preserve the local data structure. The $l_{2,1}-norm$ sparse regression acts as a constraint to aid in learning the gene weights correlatively, by which the proposed method optimizes for selecting the informative genes which better capture the interesting natural classes of samples. We provide an effective algorithm to solve the optimization problem in our method. Finally, to validate the efficacy of the proposed method, we evaluate the proposed method on real microarray gene expression datasets. The experimental results demonstrate that the proposed method obtains quite promising performance.

비감독 학습 기법에 의한 한국어의 키워드 추출 (Keyword Extraction in Korean Using Unsupervised Learning Method)

  • 신성윤;이양원
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권6호
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    • pp.1403-1408
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    • 2010
  • 한국어 정보검색에서는 문서를 대표하는 색인어 또는 키워드로서 명사를 사용하는데, 이러한 명사 및 키워드 추출이란 문서 내에 존재하는 모든 명사를 찾아내는 작업이다. 본 논문에서는 기 구축된 사전을 이용하여 키워드를 추출하는 방법을 제시한다. 이 방법은 불필요한 연산을 줄여서 수행 시간을 단축시켰다. 그리고 대용량의 문서에서도 정확도에 크게 영향을 미치지 않으면서 명사를 추출할 수 있다. 본 논문에서는 명사의 출현 특성을 이용한 명사추출 방법 및 비감독 학습 기법에 의한 키워드 추출 방법을 제시한다.

비감독 학습 기법에 의한 키워드 추출 (Keyword Extraction Using Unsupervised Learning Method)

  • 신성윤;백정욱;이양원
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2010년도 춘계학술대회
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    • pp.165-166
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    • 2010
  • 명사 추출이란 문서 내에 존재하는 모든 명사를 찾아내는 작업으로서, 한국어 정보검색에서는 문서를 대표하는 색인어 또는 키워드로서 명사를 사용한다. 본 논문에서는 기 구축된 사전을 이용하여 키워드를 추출하는 방법을 제시한다. 이 방법은 불필요한 연산을 줄여서 수행 시간을 단축시켰다. 그리고 대용량의 문서에서도 정확도에 크게 영향을 미치지 않으면서 명사를 추출할 수 있다. 본 논문에서는 명사의 출현 특성을 이용한 명사 추출 방법 및 비감독 학습 기법에 의한 키워드 추출 방법을 제시한다.

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Decision support system for underground coal pillar stability using unsupervised and supervised machine learning approaches

  • Kamran, Muhammad;Shahani, Niaz Muhammad;Armaghani, Danial Jahed
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제30권2호
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    • pp.107-121
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    • 2022
  • Coal pillar assessment is of broad importance to underground engineering structure, as the pillar failure can lead to enormous disasters. Because of the highly non-linear correlation between the pillar failure and its influential attributes, conventional forecasting techniques cannot generate accurate outcomes. To approximate the complex behavior of coal pillar, this paper elucidates a new idea to forecast the underground coal pillar stability using combined unsupervised-supervised learning. In order to build a database of the study, a total of 90 patterns of pillar cases were collected from authentic engineering structures. A state-of-the art feature depletion method, t-distribution symmetric neighbor embedding (t-SNE) has been employed to reduce significance of actual data features. Consequently, an unsupervised machine learning technique K-mean clustering was followed to reassign the t-SNE dimensionality reduced data in order to compute the relative class of coal pillar cases. Following that, the reassign dataset was divided into two parts: 70 percent for training dataset and 30 percent for testing dataset, respectively. The accuracy of the predicted data was then examined using support vector classifier (SVC) model performance measures such as precision, recall, and f1-score. As a result, the proposed model can be employed for properly predicting the pillar failure class in a variety of underground rock engineering projects.

A method for concrete crack detection using U-Net based image inpainting technique

  • Kim, Su-Min;Sohn, Jung-Mo;Kim, Do-Soo
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제25권10호
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    • pp.35-42
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    • 2020
  • 본 연구에서는 비지도 이상 탐지 방법을 변형한 U-Net 기반의 이미지 복원 기법을 통해 한정적인 데이터를 활용한 균열 탐지 방안을 제안한다. 콘크리트 균열은 다양한 원인으로 인해 발생하며, 장기적으로 구조물의 심각한 손상을 초래할 수 있는 요소이다. 일반적으로 균열 조사는 검사원의 육안으로 판단하는 외관 검사법을 사용하는데, 이는 판단에 객관성이 떨어지며 인적 오류 발생 가능성이 크다. 따라서 객관적이고 정확한 이미지 분석 처리를 통한 방법이 요구된다. 최근에는 균열을 신속하고 정밀하게 탐지할 수 있도록 딥러닝을 활용한 기술들이 연구되고 있다. 하지만 일반적인 균열자료에 비해 점검 대상물에 대한 데이터는 한정적이므로 이를 활용한 기존 균열 탐지 모델의 성능은 제한적인 경우가 많다. 따라서 본 연구에서는 비지도 이상 탐지 방법을 사용해 점검 대상물에 대한 데이터를 증강하여 해당 데이터를 사용하여 학습한 결과, 정확도 98.78%, 조화평균(F1_Score) 82.67%의 성능을 확인하였다.

정보검색 기술을 이용한 비지도 학습 기반 문서 분류 시스템 개발 (Developing a Text Categorization System Based on Unsupervised Learning Using an Information Retrieval Technique)

  • 노대욱;이수용;나동열
    • 한국정보과학회논문지:소프트웨어및응용
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    • 제34권2호
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    • pp.160-168
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    • 2007
  • 문서분류기의 개발에 있어 지도학습기법을 이용할 경우 많은 양의 사람에 의한 범주 부착 말뭉치가 필요하다. 그러나 이의 구축은 많은 시간과 노력을 필요로 한다. 최근 이러한 범주 부착 말뭉치 대신 원시말뭉치와 범주마다 약간의 씨앗 정보를 이용하여 학습을 수행하여 문서분류기를 개발하는 방법론이 제시되었다. 본 논문에서는 이 방법론 하에서 다른 연구에서의 결과보다 좋은 성능을 나타내는 비지도 학습 기법을 소개한다. 본 논문에서 제시하는 기법의 특징은 씨앗 단어에서 출발하여 평균상호정보를 이용하여 다른 대표단어 및 그들의 가중치를 학습한 다음, 정보검색에서 많이 사용하는 기술을 이용하여 그 가중치를 갱신하는 것이다. 그리고 이 과정을 반복 수행하여 최종적으로 높은 성능의 시스템을 개발 할 수 있음을 제시하였다.