• 제목/요약/키워드: matrix learning

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문자 수준 딥 컨볼루션 신경망 기반 추천 모델 (A Recommendation Model based on Character-level Deep Convolution Neural Network)

  • 기가기;정영지
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권3호
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    • pp.237-246
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    • 2019
  • 추천 시스템의 등급 예측 정확도를 높이기 위해서는, 사용자 항목 등급 데이터뿐만 아니라 주석, 태그 또는 설명과 같은 항목의 보조 정보도 고려해야만 한다. 기존 접근법에서는 단어 단위에서 bag-of-words 모델을 사용하여 보조 정보를 모델링한다. 그러나 이러한 모델은 보조 정보를 효과적으로 활용할 수 없으므로 보조 정보를 제한적으로 이해하게 된다. 한편, 컨볼루션 신경망(CNN)에서는 보조 정보로부터 특징 벡터를 효과적으로 포착하고 추출할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 새로운 추천 모델을 위해 딥 CNN을 행렬 분해에 통합시킨 문자 수준의 딥 컨볼루션 신경망 기반 행렬 분해 (Char-DCNN-MF) 방법을 제안한다. Char-DCNN-MF에서는 보조 정보를 더 심층적으로 이해하고 추천 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 실험은 세 가지 다른 실제 데이터 세트에서 수행되었으며 그 결과는 Char-DCNN-MF가 다른 비교 모델보다 유의적으로 뛰어난 성능을 보여주었다.

무인기 기반 영상과 SVM 모델을 이용한 가을수확 작물 분류 - 충북 괴산군 이담리 지역을 중심으로 - (Classification of Fall Crops Using Unmanned Aerial Vehicle Based Image and Support Vector Machine Model - Focusing on Idam-ri, Goesan-gun, Chungcheongbuk-do -)

  • 정찬희;고승환;박종화
    • 농촌계획
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    • 제28권1호
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    • pp.57-69
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    • 2022
  • Crop classification is very important for estimating crop yield and figuring out accurate cultivation area. The purpose of this study is to classify crops harvested in fall in Idam-ri, Goesan-gun, Chungcheongbuk-do by using unmanned aerial vehicle (UAV) images and support vector machine (SVM) model. The study proceeded in the order of image acquisition, variable extraction, model building, and evaluation. First, RGB and multispectral image were acquired on September 13, 2021. Independent variables which were applied to Farm-Map, consisted gray level co-occurrence matrix (GLCM)-based texture characteristics by using RGB images, and multispectral reflectance data. The crop classification model was built using texture characteristics and reflectance data, and finally, accuracy evaluation was performed using the error matrix. As a result of the study, the classification model consisted of four types to compare the classification accuracy according to the combination of independent variables. The result of four types of model analysis, recursive feature elimination (RFE) model showed the highest accuracy with an overall accuracy (OA) of 88.64%, Kappa coefficient of 0.84. UAV-based RGB and multispectral images effectively classified cabbage, rice and soybean when the SVM model was applied. The results of this study provided capacity usefully in classifying crops using single-period images. These technologies are expected to improve the accuracy and efficiency of crop cultivation area surveys by supplementing additional data learning, and to provide basic data for estimating crop yields.

머신러닝 분류 알고리즘을 활용한 선박 접안속도 영향요소의 중요도 분석 (Analysis of Feature Importance of Ship's Berthing Velocity Using Classification Algorithms of Machine Learning)

  • 이형탁;이상원;조장원;조익순
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.139-148
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    • 2020
  • 선박이 접안할 때 발생하는 접안에너지에 가장 영향력이 큰 요소는 접안속도이며, 과도한 경우 사고로 이어질 수 있다. 접안속도의 결정에 영향을 미치는 요소는 다양하지만 기존 연구에서는 일반적으로 선박 크기에 제한하여 분석하였다. 따라서 본 연구에서는 다양한 선박 접안속도의 영향요소를 반영하여 분석하고 그에 따른 중요도를 도출하고자 한다. 분석에 활용한 데이터는 국내 한 탱커부두의 선박 접안속도를 실측한 것을 바탕으로 하였다. 수집된 데이터를 활용하여 머신러닝 분류 알고리즘인 의사결정나무(Decision Tree), 랜덤포레스트(Random Forest), 로지스틱회귀(Logistic Regression), 퍼셉트론(Perceptron)을 비교분석하였다. 알고리즘 평가 방법으로는 혼동 행렬에 따른 모델성능 평가지표를 사용하였다. 분석 결과, 가장 성능이 좋은 알고리즘으로는 퍼셉트론이 채택되었으며 그에 따른 접안속도 영향요인의 중요도는 선박 크기(DWT), 부두 위치(Jetty No.), 재화상태(State) 순으로 나타났다. 이에 따라 선박 접안 시, 선박의 크기를 비롯하여 부두 위치, 재화 상태 등 다양한 요인을 고려하여 접안속도를 설계하여야 한다.

데이터 탐색을 활용한 딥러닝 기반 제천 지역 산사태 취약성 분석 (Assessment of Landslide Susceptibility in Jecheon Using Deep Learning Based on Exploratory Data Analysis)

  • 안상아;이정현;박혁진
    • 지질공학
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    • 제33권4호
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    • pp.673-687
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    • 2023
  • 데이터 탐색은 수집한 데이터를 다양한 각도에서 관찰 및 이해하는 과정으로 데이터 구조 및 특성 분석을 통해 데이터의 분포와 상관관계를 파악하는 과정이다. 일반적으로 산사태는 다양한 인자들에 의해 유발되고 발생 지역에 따라 유발 인자들이 미치는 영향이 상이하기 때문에 산사태 취약성 분석 이전에 데이터 탐색을 통해 유발 인자 사이의 상관관계를 파악하고 특징적인 유발 인자를 선별한다면 효과적인 분석을 수행할 수 있다. 따라서 본 연구는 데이터 탐색이 예측 모델의 성능에 미치는 결과를 확인하기 위해 두 단계에 걸친 데이터 탐색을 수행하여 인자를 선별하고, 선별된 유발 인자들 사이의 조합과 23개의 전체 유발 인자 조합을 활용하여 딥러닝 기반의 산사태 취약성 분석을 진행하였다. 데이터 탐색 과정에서는 Pearson 상관계수 heat map과 random forest의 인자 중요도 histogram을 활용하였으며, 딥러닝 기반 산사태 취약성 분석 결과의 정확도는 분석을 통해 획득한 산사태 취약 지수 값을 이용해 제작한 산사태 취약성 지도를 confusion matrix 기반의 정확도 검증 방법을 통해 분석하였다. 분석 결과, 전체 23개의 인자를 사용한 산사태 취약성 해석 결과는 55.90%의 낮은 정확도를 보였지만 한 단계의 탐색을 거쳐 선별한 13개 인자를 활용한 취약성 해석 결과는 81.25%의 분석 정확도를 보였고, 두 단계 데이터 탐색을 모두 수행하여 선별된 9개의 유발 인자를 활용한 산사태 취약성 분석 결과는 92.80%로 가장 높은 정확도를 보였다. 따라서 데이터 탐색을 통해 특징적인 유발 인자를 선별하고 분석에 활용하는 것이 산사태 취약성 분석에서 더 좋은 분석 성능을 기대할 수 있음을 확인하였다.

NMF 특징 추출기반의 해마 학습 알고리즘을 이용한 RFID 생체 인증시스템 구현 (Development of RFID Biometrics System Using Hippocampal Learning Algorithm Based on NMF Feature Extraction)

  • 권병수;오선문;정양재;강대성
    • 융합신호처리학회 학술대회논문집
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    • 한국신호처리시스템학회 2005년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.171-174
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    • 2005
  • 본 논문에서는 인가의 인지학적인 두뇌 원리인 대뇌피질과 해마 신경망을 공학적으로 모델링하여 얼굴 영상의 특징 벡터들을 고속 학습하고, 각 영상의 최적의 특징을 구성할 수 있는 해마 학습 알고리즘(Hippocampal Learning Algorithm)을 개발하여 RFID를 이용한 생체인식 시스템을 제안한다. 입력되는 얼굴 영상 데이터들은 NMF(Non-negative Matrix Factorization)를 이용하여 특징이 구성되고, 이러한 특징들은 해마의 치아 이랑 영역에서 호감도 조정에 따라서 반응 패턴으로 이진화 되고, CA3 영역에서 자기 연상 메모리 단계를 거쳐 노이즈를 제거한다. CA3의 정보를 받는 CA1영역에서는 단층 신경망에 의해 단기기억과 장기기억으로 나누어서 저장되고 해당 특징의 누적 개수가 문턱치(threshold)를 만족하면 장기 기억 장소로 저장시키도록 한다. 위와 같은 개념을 바탕으로 구현되는 RFID 생체인식 시스템은 특징의 분별력과 학습속도면에서 우수한 성능을 보일 수 있다.

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웨이브렛 변환과 신경회로망을 이용한 SMD IC 패턴인식 (Pattern recognition of SMD IC using wavelet transform and neural network)

  • 이명길;이준신
    • 전자공학회논문지S
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    • 제34S권7호
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    • pp.102-111
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    • 1997
  • In this paper, a patern recognition method of surface mount device(SMD) IC using wavelet transform and neural network is proposed. We chose the feature parameter according to the characteristics of coefficient matrix which is obtained from four level discrete wavelet transform (DWT). These feature parameters are normalized and then used for the input vector of neural network which is capable of adapting the surroundings such as variation of illumination, arrangement of objects and translation. Experimental results show that when the same form of feature pattern, as is used for learning, is put into neural network and gained 100% rate ofrecognition irrespective of SMD IC kinds, location and variation of illumination. In the case of unused feature pattern for learning, the recognition rate is 85.9% under the similar surroundings, where as an average recognition rate is 96.87% for the case of reregulated value of illumination. Proosed method is relatively simple compared with the traditional space domain method in extracting the feature parameter and is also well suited for recognizing the pattern's class, position and existence. It can also shorten the processing tiem better than method extracting feature parameter with the use of discrete cosine transform(DCT) and adapt the surroundings such as variation of illumination, the arrangement and the translation of SMD IC.

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불확실한 초기치를 갖는 반복시스템에 대한 유한구간 추종제어 (Finite-horizon Tracking Control for Repetitive Systems with Uncertain Initial Condition)

  • 최윤종;윤성욱;이창희;조재영;박부견
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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    • pp.297-298
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    • 2007
  • Repetitive systems stand for a kind of systems that perform a simple task on a fixed pattern repetitively and are widely spread in industrial fields. Hence, those systems have been of much interests by many researchers, especially in the field of iterative learning control (ILC). In this paper, we propose a finite-horizon tracking control scheme for linear time-varying repetitive systems with uncertain initial conditions. The scheme is derived both analytically and numerically for state-feedback systems and only numerically for output-feedback systems. Then, it is extended to stable systems with input constraints. All numerical schemes are developed in the forms of linear matrix inequalities. A distinguished feature of the proposed scheme from the existing iterative learning control is that the scheme guarantees the tracking performance exactly even under uncertain initial conditions. The simulation results demonstrate the good performance of the proposed scheme.

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An Experimental Investigation of the Application of Artificial Neural Network Techniques to Predict the Cyclic Polarization Curves of AL-6XN Alloy with Sensitization

  • Jung, Kwang-Hu;Kim, Seong-Jong
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제20권2호
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    • pp.62-68
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    • 2021
  • Artificial neural network techniques show an excellent ability to predict the data (output) for various complex characteristics (input). It is primarily specialized to solve nonlinear relationship problems. This study is an experimental investigation that applies artificial neural network techniques and an experimental design to predict the cyclic polarization curves of the super-austenitic stainless steel AL-6XN alloy with sensitization. A cyclic polarization test was conducted in a 3.5% NaCl solution based on an experimental design matrix with various factors (degree of sensitization, temperature, pH) and their levels, and a total of 36 cyclic polarization data were acquired. The 36 cyclic polarization patterns were used as training data for the artificial neural network model. As a result, the supervised learning algorithms with back-propagation showed high learning and prediction performances. The model showed an excellent training performance (R2=0.998) and a considerable prediction performance (R2=0.812) for the conditions that were not included in the training data.

핵의학 감마카메라 정도관리의 딥러닝 적용 (Deep Learning Application of Gamma Camera Quality Control in Nuclear Medicine)

  • 정의환;오주영;이주영;박훈희
    • 대한방사선기술학회지:방사선기술과학
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    • 제43권6호
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    • pp.461-467
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    • 2020
  • In the field of nuclear medicine, errors are sometimes generated because the assessment of the uniformity of gamma cameras relies on the naked eye of the evaluator. To minimize these errors, we created an artificial intelligence model based on CNN algorithm and wanted to assess its usefulness. We produced 20,000 normal images and partial cold region images using Python, and conducted artificial intelligence training with Resnet18 models. The training results showed that accuracy, specificity and sensitivity were 95.01%, 92.30%, and 97.73%, respectively. According to the results of the evaluation of the confusion matrix of artificial intelligence and expert groups, artificial intelligence was accuracy, specificity and sensitivity of 94.00%, 91.50%, and 96.80%, respectively, and expert groups was accuracy, specificity and sensitivity of 69.00%, 64.00%, and 74.00%, respectively. The results showed that artificial intelligence was better than expert groups. In addition, by checking together with the radiological technologist and AI, errors that may occur during the quality control process can be reduced, providing a better examination environment for patients, providing convenience to radiologists, and improving work efficiency.

Classification of Livestock Diseases Using GLCM and Artificial Neural Networks

  • Choi, Dong-Oun;Huan, Meng;Kang, Yun-Jeong
    • International Journal of Internet, Broadcasting and Communication
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    • 제14권4호
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    • pp.173-180
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    • 2022
  • In the naked eye observation, the health of livestock can be controlled by the range of activity, temperature, pulse, cough, snot, eye excrement, ears and feces. In order to confirm the health of livestock, this paper uses calf face image data to classify the health status by image shape, color and texture. A series of images that have been processed in advance and can judge the health status of calves were used in the study, including 177 images of normal calves and 130 images of abnormal calves. We used GLCM calculation and Convolutional Neural Networks to extract 6 texture attributes of GLCM from the dataset containing the health status of calves by detecting the image of calves and learning the composite image of Convolutional Neural Networks. In the research, the classification ability of GLCM-CNN shows a classification rate of 91.3%, and the subsequent research will be further applied to the texture attributes of GLCM. It is hoped that this study can help us master the health status of livestock that cannot be observed by the naked eye.