• 제목/요약/키워드: k-mean algorithm

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MODIS 전천후 기상자료 기반의 생물리학적 벼 수량 모형 개발 (Development of a Biophysical Rice Yield Model Using All-weather Climate Data)

  • 이지혜;서범석;강신규
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제33권5_2호
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    • pp.721-732
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    • 2017
  • 벼 등 식량작물 작황 추정의 경제, 산업적 중요성이 증가함에 따라 생물리 모형과 원격탐사 기반의 위성자료를 활용한 작황 추정 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구에서는 위성 기반의 전천후 기상 입력자료(i.e. 기온, 대기 수증기압 포차, 일사량)와 빛 이용효율 모형을 이용한 생물리적 작물 성장 알고리즘을 벼에 적용하여 벼의 수확량을 수확 시기 보다 이르게(9월 중순 경) 추정하는 것을 목적으로 하였다. 2003년부터 2014년까지 12년간 경상권을 제외한 국내의 군 단위 행정구역별 벼 수확량을 추정하고, 이를 통계청에서 제공하는 현미 생산량 통계와 비교, 평가하였다. 벼 건중량, 수확지수 그리고 수확량 추정 결과는 각각 지도로 작성하여 공간적 분포 양상을 분석하였다. 연도별 전국 평균 추정 건중량은 평균오차(ME)가 0.56%, 평균절대오차(MAE)가 5.73%로 유의미한 결과를 보였다. 연도별 군 단위 건중량은 ME가 0.10%에서 2.00%, MAE가 2.10에서 11.62%의 범위를 보였다. 추정된 건중량은 강원지역에서 상대적으로 과대 모의하고, 충청 이남의 도심과 서해 인근지역에서 과소 모의하는 경향을 보였다. 건중량과 유관한 통계청 자료(i.e. 볏짚 생산량)와는 상반된 변동 양상을 보였는데, 이는 입력자료의 해상도(1 km)로 인한 픽셀 내 토지피복 이질성으로 인한 오차로 사료된다. 또한 생육기간 이후 수확시기의 생육상황을 고려하지 못하는 점을 향후 연구에서 개선할 필요가 있다.

확률적 reduced K-means 군집분석 (Probabilistic reduced K-means cluster analysis)

  • 이승훈;송주원
    • 응용통계연구
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    • 제34권6호
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    • pp.905-922
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    • 2021
  • 라벨 없이 진행되는 비지도 학습 중 하나인 군집분석은 자료에 어떤 그룹이 내포되어 있는지 사전 지식이 없을 경우에 군집을 발굴하고, 군집 간의 특성 차이와 군집 안에서의 유사성을 분석하고자 할 때 유용한 방법이다. 기본적인 군집분석 중 하나인 K-means 방법은 변수의 개수가 많아질 때 잘 동작하지 않을 수 있으며, 군집에 대한 해석도 쉽지 않은 문제가 있다. 따라서 고차원 자료의 경우 주성분 분석과 같은 차원 축소 방법을 사용하여 변수의 개수를 줄인 후에 K-means 군집분석을 행하는 Tandem 군집분석이 제안되었다. 하지만 차원 축소 방법을 이용해서 찾아낸 축소 차원이 반드시 군집에 대한 구조를 잘 반영할 것이라는 보장은 없다. 특히 군집의 구조와는 상관없는 변수들의 분산 또는 공분산이 클 때, 주성분 분석을 통한 차원 축소는 오히려 군집의 구조를 가릴 수 있다. 이에 따라 군집분석과 차원 축소를 동시에 진행하는 방법들이 제안되어 왔다. 그 중에서도 본 연구에서는 De Soete와 Carroll (1994)이 제안한 방법론을 확률적인 모형으로 바꿔 군집분석을 진행하는 확률적 reduced K-means를 제안한다. 모의실험 결과 차원 축소를 배제한 군집분석과 Tandem 군집분석보다 더 좋은 군집을 형성함을 알 수 있었고 군집 당 표본 크기에 비해 변수의 개수가 많은 자료에서 기존의 비 확률적 reduced K-means 군집분석에 비해 우수한 성능을 확인했다. 보스턴 자료에서는 다른 군집분석 방법론보다 명확한 군집이 형성됨을 확인했다.

모형그물에 대한 어군행동의 수직 모델링에 관한 연구 - 어군행동을 나타내는 수치 모델의 파라메터 추정 - (A Study on the Numerical Modeling of the Fish Behabior to the Model Net - Parameter Estimation in Numerical Model of Fish Behavior -)

  • 이병기;이대재;장호영
    • 수산해양기술연구
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    • 제31권4호
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    • pp.307-325
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    • 1995
  • 어군행동의 추정 및 제어등을 위한 기초자료의 제공과 어군행동의 모델링 기법을 현장에 적용하기 위한 가능성을 모색하기 위하여 어군행동을 나타내는 수치모델을 작성하고 유속이 있는 실험수조에서 유영하는 무지개송어를 대상으로 개체 및 어군의 3차원 위치 시계열 데이타를 이용하여 어군행동을 나타내는 수치 모델의 파라메터를 최소자승법으로 추정하였다. 어군행동을 나타내는 수치모델의 개체수 및 유속에 따른 파라메터 값의 변화를 조사하기 위하여 추정한 파라메터 값을 평균이 0이고, 분산이 1되게 파라메터를 표준화하여 비교한 결과를 요약하면 다음과 같다. (1) 개체의 전방추진력의 크기를 나타내는 파라메터 $a^*$는 개체수 및 유속이 증가함에 따라 대체로 작아지는 경향을 나타내었다. (2) 개체 사이의 영향력의 크기를 나타내는 파라메터 ${k_b}^*$는 개체수가 많아짐에 따라 대체로 커지는 경향을 나타내었으나, 유속이 빠를수록 대체로 작아지는 것으로 나타났다. (3) 성군력의 크기를 나타내는 파라메터 ${k_c}^*$는 개체수 및 유속이 증가함에 따라 대체로 커지는 경향을 나타내었다. (4) 수조의 벽이나 바닥 등에 대한 반발력의 크기를 나타내는 파라메터 ${\mid}{k_w}^{+*}{\mid}$는 개체수가 많아짐에 따라 다소 커졌으나, 유속이 빠를수록 작아지는 것으로 나타났다. (5) 수조의 벽이나 바닥등에 대한 유인력의 크기를 나타내는 파라메터 ${\mid}{k_w}^{+*}{\mid}$는 개체수에 관계없이 대체로 일정한 것으로 나타났으나, 유속이 빠를수록 대체로 커지는 경향을 나타내었다. (6) 저항력의 크기를 나타내는 파라메터 $v^{*}$는 개체수가 많아짐에 따라 다소 커지는 경향을 나타내었으나, 유속이 빠를수록 작아지는 것으로 나타났다.

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비정상 음향신호 필터링을 통한 플랜트 가스누출 위치 탐지기법 (Detection of Abnormal Leakage and Its Location by Filtering of Sonic Signals at Petrochemical Plant)

  • 윤영삼;김철
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권6호
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    • pp.655-662
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    • 2012
  • 심각한 사고를 초래하는 석유화학 플랜트의 가스 누출 여부와 위치를 실시간으로 탐지하기 위하여 주변의 여러 기계소음 등으로부터 비정상적 누출 음향을 분리할 수 있는 기법을 제시하였다. LMS 알고리즘을 이용하여 FIR구조의 적응필터와 누출 탐지용 상호상관함수를 이용하여, LABVIEW를 통하여 누출예측프로그램을 개발하였고 직접 제작한 장비를 이용하여 잔향실에서 실험을 수행하였다. 홀 사이즈, 압력, 거리, 주파수를 인자로 하여 비정상적 누출소음에 대한 실험에서 얻어진 데이터를 분석한 결과, 암소음은 1kHz 대역 이하에서 주로 발생하고 누출에 의한 소음신호는 고주파 대역, 특히 16kHz의 대역에서 가장 잘 발생한다는 것을 알게 되었다. 이런 음향기법의 가능성을 확인하기 위해서 실제로 정유공장에서 소음을 측정한 결과, 펌프와 압축기에서의 소음신호가 각각 2kHz, 4.5kHz로 측정됨으로써 주변 환경 소음과 누출음이 구별 가능하고 누출 위치(거리)의 탐지가 가능함을 밝혔다.

젖소집단의 산차에 따른 체세포점수의 환경효과 및 분산성분 추정 (Estimation of Variance Component and Environment Effects on Somatic Cell Scores by Parity in Dairy Cattle)

  • 조광현;나승환;서강석;김시동;박병호;이영창;박종대;손삼규;최재관
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제48권1호
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    • pp.39-48
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    • 2006
  • 본 연구는 1999년 1월부터 2004년 12월까지의 체세포점수의 검정일 자료를 이용하여 124,635개의 초산자료와 134,308개의 2산자료, 37,412개의 3산자료, 41787개의 4산자료, 37412개의 5산 자료를 이용하였다. 분석에 사용된 방법은 체세포 점수에 영향을 미치는 분만연도, 연령, 비유단계, 산차, 계절의 효과를 추정하기 위하여 GLM을 이용하여 최소자승법으로 분석하였으며, 검정일 모형을 이용한 분산성분 추정은 EM-REML 분석방법을 전산 프로그램한 REMLF90을 이용하였다. 각 산차별로 연령에 대한 효과는 연령이 낮은 군에서 체세포 점수가 낮게 나타났으며, 연령이 높은 군에서는 다소 높게 나타났다. 비유단계별 효과는 1산과 2산에서는 비유초기에서 체세포 점수가 낮게 나타났으며 비유말기에 3.151, 3.696로 높은 체세포 점수를 나타났으나, 3산, 4산, 5산에서는 비유중기에 높은 체세포 점수를 나타내었으며, 대체로 피크기에 체세포 점수가 높게 나타나는데 4산과 5산에서는 비유말기에 체세포 점수가 낮게 나타났다. 분만계절별 환경효과는 1산~5산 모두 대체로 9~11월에 체세포 점수가 낮게 나타났으며, 대체로 유량이 낮게 추정되는 6~8월 사이에는 체세포 점수가 대체로 높게 나타났다. 각 산차별 유전력은 1산에서 5산까지 각각 0.05, 0.09, 0.10, 0.05, 0.05를 나타냈으며, 유전분산값은 비유초기의 경우 2, 3, 5산에서 높게 나타났으며, 1산과 4산의 경우는 대체로 낮게 추정되었다.

데이터 크기에 따른 k-NN의 예측력 연구: 삼성전자주가를 사례로 (The Effect of Data Size on the k-NN Predictability: Application to Samsung Electronics Stock Market Prediction)

  • 천세학
    • 지능정보연구
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    • 제25권3호
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    • pp.239-251
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    • 2019
  • 본 논문은 학습데이터의 크기에 따른 사례기반추론기법이 주가예측력에 어떻게 영향을 미치는지 살펴본다. 삼성전자 주가를 대상을 학습데이터를 2000년부터 2017년까지 이용한 경우와 2015년부터 2017년까지 이용한 경우를 비교하였다. 테스트데이터는 두 경우 모두 2018년 1월 1일부터 2018년 8월 31일까지 이용하였다. 시계 열데이터의 경우 과거데이터가 얼마나 유용한지 살펴보는 측면과 유사사례개수의 중요성을 살펴보는 측면에서 연구를 진행하였다. 실험결과 학습데이터가 많은 경우가 그렇지 않은 경우보다 예측력이 높았다. MAPE을 기준으로 비교할 때, 학습데이터가 적은 경우, 유사사례 개수와 상관없이 k-NN이 랜덤워크모델에 비해 좋은 결과를 보여주지 못했다. 그러나 학습데이터가 많은 경우, 일반적으로 k-NN의 예측력이 랜덤워크모델에 비해 좋은 결과를 보여주었다. k-NN을 비롯한 다른 데이터마이닝 방법론들이 주가 예측력 제고를 위해 학습데이터의 크기를 증가시키는 것 이외에, 거시경제변수를 고려한 기간유사사례를 찾아 적용하는 것을 제안한다.

다차원 컬러벡터 기반 백태 및 황태 분류 판별함수 설계 (Design of Discriminant Function for White and Yellow Coating with Multi-dimensional Color Vectors)

  • 이전;최은지;유현희;이혜정;이유정;박경모;김종열
    • 한국한의학연구원논문집
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    • 제13권2호통권20호
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    • pp.47-52
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    • 2007
  • In Oriental medicine, the status of tongue is the important indicator to diagnose one's health, because it represents physiological and clinicopathological changes of inner parts of the body. The method of tongue diagnosis is not only convenient but also non-invasive, therefore, tongue diagnosis is one of the most widely used in Oriental medicine. But tongue diagnosis is affected by examination circumstances a lot. It depends on a light source, degrees of an angle, doctor's condition and so on. So it is not easy to make an objective and standardized tongue diagnosis. As part of way to solve this problem, in this study, we tried to design a discriminant function for white and yellow coating with multi-dimensional color vectors. There were 62 subjects involved in this study, among them 48 subjects diagnosed as white-coated tongue and 14 subjects diagnosed as yellow-coated tongue by oriental doctors. And their tongue images were acquired by a well-made Digital Tongue Diagnosis System. From those acquired tongue images, each coating section were extracted by oriental doctors, and then mean values of multi -dimensional color vectors in each coating section were calculated. By statistical analysis, two significant vectors, R in RGB space and H in HSV space, were found that they were able to describe the difference between white coating section and yellow coating section very well. Using these two values, we designed the discriminant function for coating classification and examined how good it works. As a result, the overall accuracy of coating classification was 98.4%. We can expect that the discriminant function for other coatings can be obtained in a similar way. Furthermore, if an automated segmentation algorithm of tongue coating is combined with these discriminant functions, an automated tongue coating diagnosis can be accomplished.

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Algorithm for Primary Full-thickness Skin Grafting in Pediatric Hand Burns

  • Park, Yang Seo;Lee, Jong Wook;Huh, Gi Yeun;Koh, Jang Hyu;Seo, Dong Kook;Choi, Jai Koo;Jang, Young Chul
    • Archives of Plastic Surgery
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    • 제39권5호
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    • pp.483-488
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    • 2012
  • Background Pediatric hand burns are a difficult problem because they lead to serious hand deformities with functional impairment due to rapid growth during childhood. Therefore, adequate management is required beginning in the acute stage. Our study aims to establish surgical guidelines for a primary full-thickness skin graft (FTSG) in pediatric hand burns, based on long-term observation periods and existing studies. Methods From January 2000 to May 2011, 210 patients underwent primary FTSG. We retrospectively studied the clinical course and treatment outcomes based on the patients' medical records. The patients' demographics, age, sex, injury site of the fingers, presence of web space involvement, the incidence of postoperative late deformities, and the duration of revision were critically analyzed. Results The mean age of the patients was 24.4 months (range, 8 to 94 months), consisting of 141 males and 69 females. The overall observation period was 6.9 years (range, 1 to 11 years) on average. At the time of the burn, 56 cases were to a single finger, 73 to two fingers, 45 to three fingers, and 22 to more than three. Among these cases, 70 were burns that included a web space (33.3%). During the observation, 25 cases underwent corrective operations with an average period of 40.6 months. Conclusions In the volar area, primary full-thickness skin grafting can be a good indication for an isolated injured finger, excluding the web spaces, and injuries of less than three fingers including the web spaces. Also, in the dorsal area, full-thickness skin grafting can be a good indication. However, if the donor site is insufficient and the wound is large, split-thickness skin grafting can be considered.

정상 웨이블렛 변환을 이용한 로버스트 영상 융합 (Robust Image Fusion Using Stationary Wavelet Transform)

  • 김희훈;강승효;박재현;하현호;임진수;임동훈
    • 응용통계연구
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    • 제24권6호
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    • pp.1181-1196
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    • 2011
  • 영상 융합은 특징이 다른 두 개 이상의 영상에 대하여 각 영상의 특징을 모두 갖는 하나의 영상으로 재구성하는 기술로 의료 분야, 군사 분야, 원격 탐사 분야 등 여러 분야에 활용되고 있다. 지금까지 웨이블렛 기반 영상 융합은 주로 이산 웨이블렛 변환 하에서 고주파 영역에서는 표준편차와 같은 액티비티(activity) 측도를 사용하고 저주파 영역에서는 두 영상의 픽셀값의 평균을 취함으로써 이루어져 왔다. 그러나, 이산 웨이블렛 변환은 이동불변(translation-invariance)하지 않으므로 융합 영상에 블록 인공물이 생기곤 한다. 본 논문에서는 이산 웨이블렛 변환의 단점을 보완한 정상 웨이블렛 변환을 이용하여 고주파 영역에서는 영상 특징에 민감하지 않은 사분위수 범위를 사용하고 저주파 영역에서는 고주파 영역의 사분위수 범위 정보를 이용하여 영상을 융합하고자 한다. 영상 실험 결과, 제안된 방법은 정성적이고 정량적인 평가에서 입력 영상의 종류에 관계없이 로버스트한 결과를 낳음을 알 수 있었다.

지상파 통합항법 서비스의 성능예측 시뮬레이션 툴 개발 (Development of the Simulation Tool to Predict a Coverage of the R-Mode System)

  • 손표웅;한영훈;이상헌;박상현
    • 한국항해항만학회지
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    • 제43권6호
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    • pp.429-436
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    • 2019
  • 위성항법시스템의 취약성에 따른 보완 시스템의 필요가 높아지면서, eLoran 시스템이 가장 현실적인 대안으로 인정받고 있다. 우리나라도 서해 일부 지역에서 eLoran 시스템의 테스트베드 구축 사업을 진행 중에 있다. 전 해양지역에 안정적인 서비스를 제공하기 위해서는 추가적인 송신국 설치가 필요하지만. 여러가지 현실적인 이유로 인해 추진되기 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해 기존의 NDGNSS 기준국과 AIS 기지국을 활용한 측위기술이 개발되고 있다. 이미 운영 중인 NDGNSS 기준국, AIS 기지국을 활용하면 전 해상에서 보다 높은 정확도의 탄력적 항법시스템 운용이 가능해질 수 있다. 그렇기 때문에 각 시스템이 통합운영 되었을 때의 성능을 예측하는 것은 중요하다. 본 논문에서는 eLoran 시스템과 전국의 NDGNSS의 해양기준국, AIS 기지국을 활용한 지상파 통합항법시스템의 성능을 예측할 수 있는 시뮬레이션 툴을 제작하였다. ITU에서 배포한 송출 주파수와 거리에 따른 신호 세기, 대기잡음 등을 고려해 Cramer-Rao Lower Bound로 수신 신호의 측정 거리 오차를 계산하였다. 추가적으로, 실제로 전국의 NDGNSS 해양기준국에서 수집된 DGPS 신호 정보를 통해 300 kHz 신호의 연평균 대기잡음을 추정해 시뮬레이션 결과를 보다 정확하게 하였다. 해당 결과는 추후 진행될 지상파통합항법시스템 개발에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.