• 제목/요약/키워드: pattern feature detection

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A statistical framework with stiffness proportional damage sensitive features for structural health monitoring

  • Balsamo, Luciana;Mukhopadhyay, Suparno;Betti, Raimondo
    • Smart Structures and Systems
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    • 제15권3호
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    • pp.699-715
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    • 2015
  • A modal parameter based damage sensitive feature (DSF) is defined to mimic the relative change in any diagonal element of the stiffness matrix of a model of a structure. The damage assessment is performed in a statistical pattern recognition framework using empirical complementary cumulative distribution functions (ECCDFs) of the DSFs extracted from measured operational vibration response data. Methods are discussed to perform probabilistic structural health assessment with respect to the following questions: (a) "Is there a change in the current state of the structure compared to the baseline state?", (b) "Does the change indicate a localized stiffness reduction or increase?", with the latter representing a situation of retrofitting operations, and (c) "What is the severity of the change in a probabilistic sense?". To identify a range of normal structural variations due to environmental and operational conditions, lower and upper bound ECCDFs are used to define the baseline structural state. Such an approach attempts to decouple "non-damage" related variations from damage induced changes, and account for the unknown environmental/operational conditions of the current state. The damage assessment procedure is discussed using numerical simulations of ambient vibration testing of a bridge deck system, as well as shake table experimental data from a 4-story steel frame.

고속 교통표시판 인식 알고리즘 (Fast algorithm for Traffic Sign Recognition)

  • ;이찬호
    • 전기전자학회논문지
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    • 제16권4호
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    • pp.356-363
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    • 2012
  • 자동차가 IT 기술과 융합되면서 편의성과 안전성 그리고 성능이 좋아지고 있다. 이와 관련하여 최근 자동차의 주행시 안전 및 주변 환경과 관련된 정보를 제공하기 위한 많은 알고리즘이 연구되고 있으며 교통표지판 인식 또한 그 중 하나이다. 교통표지판 인식은 안전 운전에 필요한 중요한 정보를 제공해 준다. 본 논문에서는 연산 시간 감소에 중점을 두어 교통표지판을 탐지하고 판별하는 인식 알고리즘을 제안한다. 제안한 알고리즘에서는 색상 임계값을 이용하여 교통표지판 후보를 분할하고 다각형 근사법을 이용하여 적절한 다각형을 찾는다. 이렇게 찾은 패턴에 대해 SURF와 ORB 알고리즘을 이용하여 데이터베이스와 비교하여 교통표지판을 식별한다.

하이라이트 모델을 이용한 능동소나 표적신호의 합성 및 인식 (Synthesis and Classification of Active Sonar Target Signal Using Highlight Model)

  • 김태환;박정현;남종근;이수형;배건성
    • 한국음향학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.135-140
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    • 2009
  • 본 논문에서는 하이라이트 모델에 기반하여 능동소나의 표적신호를 합성하고, 합성된 신호를 이용하여 표적인식 실험을 수행하였다. 동일 표적이라도 표적의 자세각에 따라 다양한 형태의 파형을 갖는 신호가 합성되는데, 이에 대한 표적인식 결과를 알아보기 위해서 두 가지 방법으로 실험을 수행하였다. 하나는 고정된 여러 가지 자세각에 대한 표적신호에 대한 인식실험이고, 다른 하나는 임의의 자세각을 가지는 교신에 대만 인식 실험을 수행하였다. 인식실험을 위한 특징 인자로는 합성된 표적신호에 대해 시간영역에서 정합필터 및 포락선 검출을 통해 얻어지는 하이라이트 패턴을 사용하였으며, 패턴인식 기법으로는 다중클래스 SVM과 인공신경망을 사용하였다.

선형패턴과 명암 특징을 이용한 네트워크 트래픽의 이상현상 감지 (Detecting Abnormal Patterns of Network Traffic by Analyzing Linear Patterns and Intensity Features)

  • 장석우;김계영;나현숙
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.21-28
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    • 2012
  • 최근 들어, 네트워크 트래픽 공격에 대한 탐지 기술의 필요성이 꾸준히 증가되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 네트워크 트래픽 데이터의 헤더파일에서 송신자의 IP와 포트, 그리고 수신자의 IP와 포트 정보를 2차원의 영상으로 시각화하고 분석하여 이상패턴을 효과적으로 분석하는 새로운 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 먼저 송신자와 수신자의 IP 정보를 받아들여 4개의 2차원 영상을 생성하고, 포트 정보를 받아들여 1개의 2차원 영상을 생성한다. 그런 다음, 각 영상 내의 트래픽 데이터를 분석하여 패턴의 주요 특징을 추출하는데, 트래픽의 공격을 나타내는 선형 패턴과 높은 명암값을 가지는 패턴을 추출하여 트래픽의 유형이 정상 트래픽, DDoS, 그리고 DoS인지를 자동으로 검출한다. 성능을 비교 분석하기 위한 실험에서는 제안된 네트워크 트래픽의 이상현상 검출 방법이 기존의 방법에 비해서 보다 우수하다는 것을 보여준다.

컨볼루션 오토인코더를 이용한 마스크 착용 얼굴 이미지 생성 (Generation of Masked Face Image Using Deep Convolutional Autoencoder)

  • 이승호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제26권8호
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    • pp.1136-1141
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    • 2022
  • 코로나19 팬데믹으로 인해 마스크 착용이 일상화되면서 마스크 착용 얼굴을 식별하는 얼굴인식 연구에 대한 중요도가 높아지고 있다. 안정된 얼굴인식 성능을 위해서는 인식 대상에 대한 풍부한 학습용 이미지 확보가 필요하지만 인물 별로 마스크 착용 얼굴 이미지를 다량 확보하는 것은 쉽지 않다. 본 논문에서는 마스크 미착용 얼굴 이미지에 가상의 마스크 패턴을 합성하는 새로운 방법을 제안한다. 제안 방법은 동일 인물에 대해 마스크 미착용 얼굴 이미지와 마스크 착용 얼굴 이미지를 쌍으로 컨볼루션 오토인코더에 입력하여 얼굴과 마스크의 기하학적 관계를 학습한다. 학습이 완료된 컨볼루션 오토인코더는 학습에 사용되지 않은 새로운 마스크 미착용 얼굴 이미지에 가상의 마스크 패턴을 자연스러운 형태로 합성해준다. 제안 방법은 고속으로 대량의 마스크 착용 얼굴 이미지를 생성할 수 있으며, 얼굴 특징점 추출에 기반하는 마스크 합성 방법에 비해 실용적이다.

GIS-AMR 시스템에서 시공간 데이터마이닝 기법을 이용한 전력 소비 패턴의 분석 및 예측 (Analysis and Prediction of Power Consumption Pattern Using Spatiotemporal Data Mining Techniques in GIS-AMR System)

  • 박진형;이헌규;신진호;류근호
    • 정보처리학회논문지D
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    • 제16D권3호
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    • pp.307-316
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    • 2009
  • 이 논문에서는 자동 원격 검침(AMR) 시스템에서 수집되는 전력 사용량 데이터의 분석 결과를 실세계에 적용하기 위하여 시간과 공간의 변화에 따른 전력 소비 패턴의 주기성 탐사를 위한 시공간 데이터마이닝 기법을 제안하였다. 첫째, 고객의 전력 사용 목적에 따른 군집 분석을 위하여 분할 군집화 기법을 적용하였다. 둘째, 3차원 큐브 마이닝 기법을 적용하여 고객의 전력 소비 데이터가 갖는 시간 속성과 공간 속성에 대한 패턴을 탐색하였다. 셋째, 다양한 시간 도메인에서의 주기 패턴 발견을 위한 캘린더 패턴 마이닝 기법을 이용하여 탐사된 패턴들이 갖고 있는 시간 속성의 의미와 관계를 분석 및 예측하였다. 제안된 시공간 데이터마이닝 기법을 평가하기 위해 한국 전력 연구원에서 구축된 GIS-AMR 시스템에 의해 제공되는 고압 전력 소비 고객 3,256명의 2007년 1월부터 4월까지 총 266,426건의 데이터로부터 시간의 주기성 및 공간적 특성을 포함한 전력 소비 패턴을 분석하였다. 제안한 분석 기법을 통하여 특정 그룹에 속한 각각의 대표 프로파일이 시간과 공간상에서 갖는 주기성을 발견하였다.

사람 걸음 탐지 및 배경잡음 분류 처리를 위한 도플러 레이다용 딥뉴럴네트워크 (Human Walking Detection and Background Noise Classification by Deep Neural Networks for Doppler Radars)

  • 권지훈;하성재;곽노준
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권7호
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    • pp.550-559
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    • 2018
  • 본 논문은 딥뉴럴네트워크(deep neural network: DNN)를 이용해 사람 걸음 및 배경잡음원에 의해 발생한 마이크로 도플러 신호를 탐지 및 분류 처리하는 연구를 제안한다. 기존 분류처리 연구는 경험 및 통계적인 방법을 통해 분류기 성능에 직접적으로 영향을 미치는 의미있는 특징을 추출하기 위한 복잡한 과정을 포함한다. 그러나 딥뉴럴네트워크는 다수의 레이어 층을 단계적으로 통과하는 과정을 통해 점진적으로 특징을 재구성 및 생성하므로, 별도의 특징 추출과정을 생략할 수 있으며, 자연스럽게 네트워크상에서 특징을 생성할 수 있는 이점이 있다. 따라서 본 논문에서는 마이크로 도플러 신호 인식을 위한 딥뉴럴네트워크 효과성 입증을 위해, 이진분류기와 다층클래스 분류기를 다층퍼셉트론과 딥뉴럴네트워크를 통해 설계하고 비교분석한다. 실험 결과, 다층퍼셉트론은 이진분류기의 경우 테스트세트에 대한 분류 정확도가 90.3 %로 측정되었고, 다층클래스 분류기의 경우 테스트세트에 대한 분류정확도가 86.1 %로 측정되었다. 딥뉴럴네트워크는 이진분류기의 경우 테스트세트에 대한 분류 정확도가 97.3 %로 측정되었고, 다층클래스 분류기의 경우 테스트세트에 대한 분류정확도가 96.1 %로 측정되었다.

Molecular Cloning, Transcriptome Profiling, and Characterization of Histone Genes in the Dinoflagellate Alexandrium pacificum

  • Riaz, Sadaf;Sui, Zhenghong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제28권7호
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    • pp.1185-1198
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    • 2018
  • The nucleosomal organization of chromatin using histone proteins is a fundamental and ubiquitous feature of eukaryotic nuclei, with the major exception of dinoflagellates. Although a number of recent genomic and transcriptomic analyses have detected numerous histone genes in dinoflagellates, little is known about their expression. Here in, we aimed to investigate the expression pattern of histone genes under nutritional stress, and an attempt was made to detect histone expression at the protein level in Alexandrium pacificum. The presence of histones at the mRNA level was confirmed in this study by the amplification, cloning, and sequencing of 10 different genes. Relative expression profiling of these genes under different growth conditions was determined with real-time PCR and revealed considerable levels of histone transcription in nutritionally stressed cells. We were unable to detect the expression of histones at the protein level even after immunodetection and analysis using mass spectrometry, although a histone-like protein was detected as a major nuclear component. A. pacificum expresses multiple variants of histone, and protein sequences revealed both conservation and divergence with respect to other eukaryotes. We concluded that A. pacificum maintained an active transcription of histone genes within the cell, and enhanced expression of histone genes in nutritional stress strongly suggest that histones have functional significance in dinoflagellates, although expression at the protein level was below our current detection limits, which suggests a limited role of histones in DNA packaging. Finally, the plausible regulation of histone expression at the gene and protein levels in A. pacificum is discussed.

Deep learning-based anomaly detection in acceleration data of long-span cable-stayed bridges

  • Seungjun Lee;Jaebeom Lee;Minsun Kim;Sangmok Lee;Young-Joo Lee
    • Smart Structures and Systems
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    • 제33권2호
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    • pp.93-103
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    • 2024
  • Despite the rapid development of sensors, structural health monitoring (SHM) still faces challenges in monitoring due to the degradation of devices and harsh environmental loads. These challenges can lead to measurement errors, missing data, or outliers, which can affect the accuracy and reliability of SHM systems. To address this problem, this study proposes a classification method that detects anomaly patterns in sensor data. The proposed classification method involves several steps. First, data scaling is conducted to adjust the scale of the raw data, which may have different magnitudes and ranges. This step ensures that the data is on the same scale, facilitating the comparison of data across different sensors. Next, informative features in the time and frequency domains are extracted and used as input for a deep neural network model. The model can effectively detect the most probable anomaly pattern, allowing for the timely identification of potential issues. To demonstrate the effectiveness of the proposed method, it was applied to actual data obtained from a long-span cable-stayed bridge in China. The results of the study have successfully verified the proposed method's applicability to practical SHM systems for civil infrastructures. The method has the potential to significantly enhance the safety and reliability of civil infrastructures by detecting potential issues and anomalies at an early stage.

실시간 윈도우 환경에서 DMS모델을 이용한 자동 음성 제어 시스템에 관한 연구 (A Study on the Automatic Speech Control System Using DMS model on Real-Time Windows Environment)

  • 이정기;남동선;양진우;김순협
    • 한국음향학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.51-56
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    • 2000
  • 본 논문은 음성인식을 이용한 실시간 윈도우 자동 제어 시스템에 관한 연구이다. 사용된 음성 모델은 수행 속도를 높이기 위해 제안된 가변 DMS 모델을 이용하였으며, 인식 알고리즘으로 이를 이용한 One-Stage DP 알고리즘을 사용한다. 인식 대상단어는 윈도우에서 자주 사용되는 66개의 윈도우 제어 명령어들로 구성한다. 본 연구에서 온라인으로 음성을 처리하기 위해 음성 검출 알고리즘을 구현하였으며, 기존 DMS(Dynamic Multi Section)모델 생성시 고정적으로 적용하던 섹션의 수를 입력 신호의 지속 시간을 고려하여 가변적으로 적용한 가변 DMS 모델을 제안하였다. 또한 윈도우에서 사용자 작업에 의해 현재 상태에 인식 대상으로 불필요한 인식 대상단어가 발생하게 되는데 이를 효율적으로 처리하기 위해 사용 모델을 재구성하여 사용하도록 제안하였으며, 인간의 청각적 특성을 고려하여 음성신호에서 개인의 특성은 제외하고 음성 자체의 특징만을 추출하여 특징 벡터를 생성하는 인지 선형 예측(Perceptual Linear Predictive)분석 방법을 이용하였다. 시스템 성능 평가 결과 가변 동적 다중 섹션 모델(Variable DMS model)과 기존의 DMS 모델은 인식률 면에서는 거의 동일하지만 인식 수행 속도는 제안된 모델의 계산량이 기존 모델보다 작기 때문에 향상되었고, 다중 화자 독립 인식률은 99.08%, 다중 화자 종속 인식률은 99.39%의 인식률을 나타내었으며, 실제 노이즈가 있는 환경에서 화자독립실험의 경우 96.25%의 인식률을 보여 주었다.

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