Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.26
no.1
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pp.49-57
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2022
Recently, various uses of artificial intelligence have been made possible through the deep artificial neural network structure of machine learning, demonstrating human-like capabilities. Unfortunately, the deep structure of the artificial neural network has not yet been accurately interpreted. This part is acting as anxiety and rejection of artificial intelligence. Among these problems, we solve the capability part of artificial neural networks. Calculate the size of the artificial neural network structure and calculate the size of data that the artificial neural network can process. The calculation method uses the group method used in mathematics to calculate the size of data and artificial neural networks using an order that can know the structure and size of the group. Through this, it is possible to know the capabilities of artificial neural networks, and to relieve anxiety about artificial intelligence. The size of the data and the deep artificial neural network are calculated and verified through numerical experiments.
Taehyeong Kim;Dae-Hyun Lee;Seung-Woo Kang;Soo-Hyun Cho;Kyoung-Chul Kim
Korean Journal of Agricultural Science
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v.49
no.4
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pp.785-793
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2022
In this study, tomato maturity was estimated based on deep learning for a harvesting robot. Tomato images were obtained using a RGB camera installed on a monitoring robot, which was developed previously, and the samples were cropped to 128 × 128 size images to generate a dataset for training the classification model. The classification model was constructed based on convolutional neural networks, and the mean-variance loss was used to learn implicitly the distribution of the data features by class. In the test stage, the tomato maturity was estimated as a continuous index, which has a range of 0 to 1, by calculating the expected class value. The results show that the F1-score of the classification was approximately 0.94, and the performance was similar to that of a deep learning-based classification task in the agriculture field. In addition, it was possible to estimate the distribution in each maturity stage. From the results, it was found that our approach can not only classify the discrete maturation stages of the tomatoes but also can estimate the continuous maturity.
With a widespread of sensor-rich mobile devices, the analysis of human activities becomes more general and simpler than ever before. In this paper, we propose two deep neural networks that efficiently and accurately perform human activity recognition (HAR) using tri-axial accelerometers. In combination with powerful modern deep learning techniques like batch normalization and LSTM networks, our model outperforms baseline approaches and establishes state-of-the-art results on WISDM dataset.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.26
no.6
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pp.591-610
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2019
Deep Learning is one of the machine learning methods to find features from a huge data using non-linear transformation. It is now commonly used for supervised learning in many fields. In particular, Convolutional Neural Network (CNN) is the best technique for the image classification since 2012. For users who consider deep learning models for real-world applications, Keras is a popular API for neural networks written in Python and also can be used in R. We try examine the parameter estimation procedures of Deep Neural Network and structures of CNN models from basics to advanced techniques. We also try to figure out some crucial steps in CNN that can improve image classification performance in the CIFAR10 dataset using Keras. We found that several stacks of convolutional layers and batch normalization could improve prediction performance. We also compared image classification performances with other machine learning methods, including K-Nearest Neighbors (K-NN), Random Forest, and XGBoost, in both MNIST and CIFAR10 dataset.
Jo, Hwiyeol;Kim, Jin-Hwa;Kim, Kyung-Min;Chang, Jeong-Ho;Eom, Jae-Hong;Zhang, Byoung-Tak
KIISE Transactions on Computing Practices
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v.23
no.5
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pp.322-327
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2017
The classification problem in the field of Natural Language Processing has been studied for a long time. Continuing forward with our previous research, which classifies large-scale text using Convolutional Neural Networks (CNN), we implemented Recurrent Neural Networks (RNN), Long-Short Term Memory (LSTM) and Gated Recurrent Units (GRU). The experiment's result revealed that the performance of classification algorithms was Multinomial Naïve Bayesian Classifier < Support Vector Machine (SVM) < LSTM < CNN < GRU, in order. The result can be interpreted as follows: First, the result of CNN was better than LSTM. Therefore, the text classification problem might be related more to feature extraction problem than to natural language understanding problems. Second, judging from the results the GRU showed better performance in feature extraction than LSTM. Finally, the result that the GRU was better than CNN implies that text classification algorithms should consider feature extraction and sequential information. We presented the results of fine-tuning in deep neural networks to provide some intuition regard natural language processing to future researchers.
Understanding actions in videos is an important task. It helps in finding the anomalies present in videos such as fights. Detection of fights becomes more crucial when it comes to sports. This paper focuses on finding fight scenes in Hockey sport videos using blur & radon transform and convolutional neural networks (CNNs). First, the local motion within the video frames has been extracted using blur information. Next, fast fourier and radon transform have been applied on the local motion. The video frames with fight scene have been identified using transfer learning with the help of pre-trained deep learning model VGG-Net. Finally, a comparison of the methodology has been performed using feed forward neural networks. Accuracies of 56.00% and 75.00% have been achieved using feed forward neural network and VGG16-Net, respectively.
The electrocardiogram (ECG) is one of the most extensively employed signals used to diagnose and predict cardiovascular diseases (CVDs). In recent years, several deep learning (DL) models have been proposed to improve detection accuracy. Among these, deep neural networks (DNNs) are the most popular, wherein the features are extracted automatically. Despite the increment in classification accuracy, DL models require exorbitant computational resources and power. This causes the mapping of DNNs to be slow; in addition, the mapping is challenging for a wearable device. Embedded systems have constrained power and memory resources. Therefore full-precision DNNs are not easily deployable on devices. To make the neural network faster and more power-efficient, spiking neural networks (SNNs) have been introduced for fewer operations and less complex hardware resources. However, the conventional SNN has low accuracy and high computational cost. Therefore, this paper proposes a new binarized SNN which modifies the synaptic weights of SNN constraining it to be binary (+1 and -1). In the simulation results, this paper compares the DL models and SNNs and evaluates which model is optimal for ECG classification. Although there is a slight compromise in accuracy, the latter proves to be energy-efficient.
Comparison of different optimizer performance in photovoltaic power modeling using artificial neural deep learning techniques is described in this paper. Six different deep learning optimizers are tested for Long-Short-Term Memory networks in this study. The optimizers are namely Adam, Stochastic Gradient Descent, Root Mean Square Propagation, Adaptive Gradient, and some variants such as Adamax and Nadam. For comparing the optimization techniques, high and low fluctuated photovoltaic power output are examined and the power output is real data obtained from the site at Mokpo university. Using Python Keras version, we have developed the prediction program for the performance evaluation of the optimizations. The prediction error results of each optimizer in both high and low power cases shows that the Adam has better performance compared to the other optimizers.
International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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v.15
no.3
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pp.166-175
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2023
Reinforcement learning can be applied to a wide variety of problems. However, the fundamental limitation of reinforcement learning is that it is difficult to derive an answer within a given time because the problems in the real world are too complex. Then, with the development of neural network technology, research on deep reinforcement learning that combines deep learning with reinforcement learning is receiving lots of attention. In this paper, two types of neural networks are combined with reinforcement learning and their characteristics were compared and analyzed with existing value-based reinforcement learning algorithms. Two types of neural networks are FNN and CNN, and existing reinforcement learning algorithms are SARSA and Q-learning.
Sign-in point of interest (POI) are extremely sparse in location-based social networks, hindering recommendation systems from capturing users' deep-level preferences. To solve this problem, we propose a content-aware POI recommendation algorithm based on a convolutional neural network. First, using convolutional neural networks to process comment text information, we model location POI and user latent factors. Subsequently, the objective function is constructed by fusing users' geographical information and obtaining the emotional category information. In addition, the objective function comprises matrix decomposition and maximisation of the probability objective function. Finally, we solve the objective function efficiently. The prediction rate and F1 value on the Instagram-NewYork dataset are 78.32% and 76.37%, respectively, and those on the Instagram-Chicago dataset are 85.16% and 83.29%, respectively. Comparative experiments show that the proposed method can obtain a higher precision rate than several other newer recommended methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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