• 제목/요약/키워드: deep network

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Use of an Artificial Neural Network to Construct a Model of Predicting Deep Fungal Infection in Lung Cancer Patients

  • Chen, Jian;Chen, Jie;Ding, Hong-Yan;Pan, Qin-Shi;Hong, Wan-Dong;Xu, Gang;Yu, Fang-You;Wang, Yu-Min
    • Asian Pacific Journal of Cancer Prevention
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    • 제16권12호
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    • pp.5095-5099
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    • 2015
  • Background: The statistical methods to analyze and predict the related dangerous factors of deep fungal infection in lung cancer patients were several, such as logic regression analysis, meta-analysis, multivariate Cox proportional hazards model analysis, retrospective analysis, and so on, but the results are inconsistent. Materials and Methods: A total of 696 patients with lung cancer were enrolled. The factors were compared employing Student's t-test or the Mann-Whitney test or the Chi-square test and variables that were significantly related to the presence of deep fungal infection selected as candidates for input into the final artificial neural network analysis (ANN) model. The receiver operating characteristic (ROC) and area under curve (AUC) were used to evaluate the performance of the artificial neural network (ANN) model and logistic regression (LR) model. Results: The prevalence of deep fungal infection from lung cancer in this entire study population was 32.04%(223/696), deep fungal infections occur in sputum specimens 44.05%(200/454). The ratio of candida albicans was 86.99% (194/223) in the total fungi. It was demonstrated that older (${\geq}65$ years), use of antibiotics, low serum albumin concentrations (${\leq}37.18g/L$), radiotherapy, surgery, low hemoglobin hyperlipidemia (${\leq}93.67g/L$), long time of hospitalization (${\geq}14$days) were apt to deep fungal infection and the ANN model consisted of the seven factors. The AUC of ANN model($0.829{\pm}0.019$)was higher than that of LR model ($0.756{\pm}0.021$). Conclusions: The artificial neural network model with variables consisting of age, use of antibiotics, serum albumin concentrations, received radiotherapy, received surgery, hemoglobin, time of hospitalization should be useful for predicting the deep fungal infection in lung cancer.

심층 학습 모델을 이용한 EPS 동작 신호의 인식 (EPS Gesture Signal Recognition using Deep Learning Model)

  • 이유라;김수형;김영철;나인섭
    • 스마트미디어저널
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    • 제5권3호
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    • pp.35-41
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    • 2016
  • 본 논문에서는 심층 학습 모델 방법을 이용하여 EPS(Electronic Potential Sensor) 기반의 손동작 신호를 인식하는 시스템을 제안한다. 전기장 기반 센서인 EPS로부터 추출된 신호는 다량의 잡음이 포함되어 있어 이를 제거하는 전처리과정을 거쳐야 한다. 주파수 대역 특징 필터를 이용한 잡음 제거한 후, 신호는 시간에 따른 전압(Voltage) 값만 가지는 1차원적 특징을 지닌다. 2차원 데이터를 입력으로 하여 컨볼루션 연산을 하는 알고리즘에 적합한 형태를 갖추기 위해 신호는 차원 변형을 통해 재구성된다. 재구성된 신호데이터는 여러 계층의 학습 층(layer)을 가지는 심층 학습 기반의 모델을 통해 분류되어 최종 인식된다. 기존 확률 기반 통계적 모델링 알고리즘은 훈련 후 모델을 생성하는 과정에서 초기 파라미터에 결과가 좌우되는 어려움이 있었다. 심층 학습 기반 모델은 학습 층을 쌓아 훈련을 반복하므로 이를 극복할 수 있다. 실험에서, 제안된 심층 학습 기반의 서로 다른 구조를 가지는 컨볼루션 신경망(Convolutional Neural Networks), DBN(Deep Belief Network) 알고리즘과 통계적 모델링 기반의 방법을 이용한 인식 결과의 성능을 비교하였고, 컨볼루션 신경망 알고리즘이 다른 알고리즘에 비해 EPS 동작신호 인식에서 보다 우수한 성능을 나타냄을 보였다.

딥러닝을 이용한 경량혼합토의 일축압축강도 예측 시스템 (Predictive System for Unconfined Compressive Strength of Lightweight Treated Soil(LTS) using Deep Learning)

  • 박보현;김두기;박대욱
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권3호
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    • pp.18-25
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    • 2020
  • 경량혼합토의 일축압축강도는 배합비에 크게 의존한다. 경량혼합토와 다양한 경량혼합토의 구성성분들의 관계를 특징짓기 위한 기존연구에서는 시험을 통한 회귀모델을 사용하여 정규화계수를 제안하였다. 그러나 실내시험에서 얻은 결과는 재료와 배합비사이의 관계가 복잡하기 때문에 일정한 예측의 정확도를 기대할 수 없다. 이 연구에서는 다양한 배합조건에서 수행된 실내시험결과를 바탕으로 심층신경망 모델을 적용함으로써 경량혼합토의 일축압축강도를 예측하였다. 제안된 심층신경망 모델을 사용함으로써 설계 배합조건으로 구성된 경량혼합토의 일축압축강도 값을 합리적으로 산정할 수 있다.

Deep Metric Learning을 활용한 합성곱 신경망 기반의 피부질환 분류 기술 (Skin Disease Classification Technique Based on Convolutional Neural Network Using Deep Metric Learning)

  • 김강민;김판구;전찬준
    • 스마트미디어저널
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    • 제10권4호
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    • pp.45-54
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    • 2021
  • 피부는 외부 오염으로부터 일차적으로 몸을 보호하는 역할을 한다. 피부병이 발생하게 되면 피부의 보호 기능이 저하되므로 신속한 진단과 처치가 필요하다. 최근 인공지능의 발달로 인해 여러 분야에 기술적용을 위한 연구가 이루어지고 있으며, 피부과에서도 인공지능을 활용해 오진율을 줄여 신속한 치료를 받을 수 있는 환경을 만들기 위한 연구가 진행되고 있다. 종래 연구들의 주된 흐름은 발생 빈도가 낮은 피부질환의 진단이었지만, 본 논문에서는 사람들에게 흔히 발생할 수 있고, 개인이 명확히 판별하기 힘든 티눈과 사마귀를 합성곱 신경망을 통해 분류하는 방법을 제안한다. 사용한 데이터셋은 3개의 클래스로 이루어져 있으며, 총 2,515장의 이미지를 가지고 있다, 학습 데이터 부족과 클래스 불균형 문제가 존재한다. 모델의 학습에는 deep metric 손실 함수와 교차 손실 함수를 이용해 각각 성능을 분석하였으며, 정밀도, 재현율, F1 점수, 정확도의 측면에서 비교한 결과 deep metric 손실 함수에서 더 우수한 성능을 보였다.

부채널 분석을 이용한 DNN 기반 MNIST 분류기 가중치 복구 공격 및 대응책 구현 (Weight Recovery Attacks for DNN-Based MNIST Classifier Using Side Channel Analysis and Implementation of Countermeasures)

  • 이영주;이승열;하재철
    • 정보보호학회논문지
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    • 제33권6호
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    • pp.919-928
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    • 2023
  • 딥러닝 기술은 자율 주행 자동차, 이미지 생성, 가상 음성 구현 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며 하드웨어 장치에서 고속 동작을 위해 딥러닝 가속기가 등장하게 되었다. 그러나 최근에는 딥러닝 가속기에서 발생하는 부채널 정보를 이용한 내부 비밀 정보를 복구하는 공격이 연구되고 있다. 본 논문에서는 DNN(Deep Neural Network) 기반 MNIST 숫자 분류기를 마이크로 컨트롤러에서 구현한 후 상관 전력 분석(Correlation Power Analysis) 공격을 시도하여 딥러닝 가속기의 가중치(weight)를 충분히 복구할 수 있음을 확인하였다. 또한, 이러한 전력 분석 공격에 대응하기 위해 전력 측정 시점의 정렬 혼돈(misalignment) 원리를 적용한 Node-CUT 셔플링 방법을 제안하였다. 제안하는 대응책은 부채널 공격을 효과적으로 방어할 수 있으며, Fisher-Yates 셔플링 기법을 사용하는 것보다 추가 계산량이 1/3보다 더 줄어듦을 실험을 통해 확인하였다.

Transfer learning in a deep convolutional neural network for implant fixture classification: A pilot study

  • Kim, Hak-Sun;Ha, Eun-Gyu;Kim, Young Hyun;Jeon, Kug Jin;Lee, Chena;Han, Sang-Sun
    • Imaging Science in Dentistry
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    • 제52권2호
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    • pp.219-224
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    • 2022
  • Purpose: This study aimed to evaluate the performance of transfer learning in a deep convolutional neural network for classifying implant fixtures. Materials and Methods: Periapical radiographs of implant fixtures obtained using the Superline (Dentium Co. Ltd., Seoul, Korea), TS III(Osstem Implant Co. Ltd., Seoul, Korea), and Bone Level Implant(Institut Straumann AG, Basel, Switzerland) systems were selected from patients who underwent dental implant treatment. All 355 implant fixtures comprised the total dataset and were annotated with the name of the system. The total dataset was split into a training dataset and a test dataset at a ratio of 8 to 2, respectively. YOLOv3 (You Only Look Once version 3, available at https://pjreddie.com/darknet/yolo/), a deep convolutional neural network that has been pretrained with a large image dataset of objects, was used to train the model to classify fixtures in periapical images, in a process called transfer learning. This network was trained with the training dataset for 100, 200, and 300 epochs. Using the test dataset, the performance of the network was evaluated in terms of sensitivity, specificity, and accuracy. Results: When YOLOv3 was trained for 200 epochs, the sensitivity, specificity, accuracy, and confidence score were the highest for all systems, with overall results of 94.4%, 97.9%, 96.7%, and 0.75, respectively. The network showed the best performance in classifying Bone Level Implant fixtures, with 100.0% sensitivity, specificity, and accuracy. Conclusion: Through transfer learning, high performance could be achieved with YOLOv3, even using a small amount of data.

Gait Type Classification Using Multi-modal Ensemble Deep Learning Network

  • Park, Hee-Chan;Choi, Young-Chan;Choi, Sang-Il
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제27권11호
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    • pp.29-38
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    • 2022
  • 본 논문에서는 멀티 센서가 장착된 스마트 인솔로 측정한 보행 데이터에 대해 앙상블 딥러닝 네트워크를 이용하여 보행의 타입을 분류하는 시스템을 제안한다. 보행 타입 분류 시스템은 인솔에 의해 측정된 데이터를 정규화하는 부분과 딥러닝 네트워크를 이용하여 보행의 특징을 추출하는 부분, 그리고 추출된 특징을 입력으로 보행의 타입을 분류하는 부분으로 구성되어 있다. 서로 다른 특성을 가지는 CNN과 LSTM을 기반으로 하는 네트워크를 독립적으로 학습하여 두 종류의 보행 특징 맵을 추출하였으며, 각각의 분류 결과를 결합하여 최종적인 앙상블 네트워크의 분류 결과를 도출하였다. 20~30대 성인의 걷기, 뛰기, 빠르게 걷기, 계단 오르기와 내려가기, 언덕 오르기와 내려가기의 7종류의 보행에 대해, 스마트 인솔을 이용하여 실측한 멀티 센서 데이터를 제안한 앙상블 네트워크로 분류해 본 결과 90% 이상의 높은 분류율을 보이는 것을 확인하였다.

Human-like sign-language learning method using deep learning

  • Ji, Yangho;Kim, Sunmok;Kim, Young-Joo;Lee, Ki-Baek
    • ETRI Journal
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    • 제40권4호
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    • pp.435-445
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    • 2018
  • This paper proposes a human-like sign-language learning method that uses a deep-learning technique. Inspired by the fact that humans can learn sign language from just a set of pictures in a book, in the proposed method, the input data are pre-processed into an image. In addition, the network is partially pre-trained to imitate the preliminarily obtained knowledge of humans. The learning process is implemented with a well-known network, that is, a convolutional neural network. Twelve sign actions are learned in 10 situations, and can be recognized with an accuracy of 99% in scenarios with low-cost equipment and limited data. The results show that the system is highly practical, as well as accurate and robust.

깊은 합성곱 신경망을 이용한 Synthetic Aperture Radar 영상 내 반전 잡음 성분 제거 기법 (A Despeckling Method Using Deep Convolutional Neural Network in Synthetic Aperture Radar Image)

  • 김문흠;이정현;정제창
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2017년도 추계학술대회
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    • pp.66-69
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    • 2017
  • 본 논문에서는 깊은 합성 곱 신경망 (Deep Convolutional Neural Network) 를 이용해서 SAR (Synthetic Aperture Radar) 영상의 반전 잡음 (speckle noise) 성분을 제거하는 기법을 제안하고자 한다. Deep Convolutional Neural Network는 이미지의 데이터 특성에 적합한 딥 러닝 방법이고, 이는 SAR 위성영상의 반전 잡음 제거에 사용해도 효과적이다. 반전 잡음 필터 모델 추정을 위한 학습은 임의로 반전 잡음을 합성한 트레이닝 이미지들과 원본 트레이닝 이미지들을 이용한 회귀모델을 통해 진행된다. 학습을 통해 얻은 반전 잡음 필터는 기존 알고리즘에 비해 우수한 외곽선 보존 성능을 나타냄을 확인하였다.

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A Robust Approach for Human Activity Recognition Using 3-D Body Joint Motion Features with Deep Belief Network

  • Uddin, Md. Zia;Kim, Jaehyoun
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제11권2호
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    • pp.1118-1133
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    • 2017
  • Computer vision-based human activity recognition (HAR) has become very famous these days due to its applications in various fields such as smart home healthcare for elderly people. A video-based activity recognition system basically has many goals such as to react based on people's behavior that allows the systems to proactively assist them with their tasks. A novel approach is proposed in this work for depth video based human activity recognition using joint-based motion features of depth body shapes and Deep Belief Network (DBN). From depth video, different body parts of human activities are segmented first by means of a trained random forest. The motion features representing the magnitude and direction of each joint in next frame are extracted. Finally, the features are applied for training a DBN to be used for recognition later. The proposed HAR approach showed superior performance over conventional approaches on private and public datasets, indicating a prominent approach for practical applications in smartly controlled environments.