• 제목/요약/키워드: quantitative models

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Feasibility Study of CNN-based Super-Resolution Algorithm Applied to Low-Resolution CT Images

  • Doo Bin KIM;Mi Jo LEE;Joo Wan HONG
    • 한국인공지능학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.1-6
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    • 2024
  • Recently, various techniques are being applied through the development of medical AI, and research has been conducted on the application of super-resolution AI models. In this study, evaluate the results of the application of the super-resolution AI model to brain CT as the basic data for future research. Acquiring CT images of the brain, algorithm for brain and bone windowing setting, and the resolution was downscaled to 5 types resolution image based on the original resolution image, and then upscaled to resolution to create an LR image and used for network input with the original imaging. The SRCNN model was applied to each of these images and analyzed using PSNR, SSIM, Loss. As a result of quantitative index analysis, the results were the best at 256×256, the brain and bone window setting PSNR were the same at 33.72, 35.2, and SSIM at 0.98 respectively, and the loss was 0.0004 and 0.0003, respectively, showing relatively excellent performance in the bone window setting CT image. The possibility of future studies aimed image quality and exposure dose is confirmed, and additional studies that need to be verified are also presented, which can be used as basic data for the above studies.

Just One More Episode: Exploring Consumer Motivations for Adoption of Streaming Services

  • Arun T M;Shaili Singh;Sher Jahan Khan;Manzoor Ul Akram;Chetna Chauhan
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제31권1호
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    • pp.17-42
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    • 2021
  • This study examines the adoption of subscription-based video on demand (SVOD) streaming services among consumers. Primarily, we explore the moderating effect of the two models of streaming services, standalone streaming services and bundled streaming services, on the users' adoption. We employ the Unified Theory of Acceptance and Use of Technology (UTAUT2) model in this study. We utilize the data collected from 337 Indian respondents and find that all constructs of the UTAUT2 model act as motivators of adoption. Gender, age, and experience of the respondent also play a moderating role in the adoption of streaming services. We also find that providing bundled streaming service positively moderates price-value and hedonic motivation of adoption. The study is perhaps the first of its kind that aims to understand the motivations for adoption of SVOD services, particularly in the Indian context, which has the fastest-growing base of internet users in the world.

Mitofusin-2 enhances cervical cancer progression through Wnt/β-catenin signaling

  • Sung Yong Ahn
    • BMB Reports
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    • 제57권4호
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    • pp.194-199
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    • 2024
  • Overexpression of mitofusin-2 (MFN2), a mitochondrial fusion protein, is frequently associated with poor prognosis in cervical cancer patients. Here, I aimed to investigate the involvement of MFN2 in cervical cancer progression and determine the effect of MFN2 on prognosis in cervical cancer patients. After generating MFN2-knockdown SiHa cells derived from squamous cell carcinoma, I investigated the effect of MFN2 on SiHa cell proliferation using the Cell Counting Kit-8 assay and determined the mRNA levels of proliferation markers. Colony-forming ability and tumorigenesis were evaluated using a colony-formation assay and tumor xenograft mouse models. The migratory and invasive abilities associated with MFN2 were measured using wound-healing and invasion assays. Wnt/β-catenin-mediated epithelial-mesenchymal transition (EMT) markers related to MFN2 were assessed through quantitative RT-PCR. MFN2-knockdown SiHa cells exhibited reduced proliferation, colony formation, migration, invasion, and tumor formation in vivo. The motility of SiHa cells with MFN2 knockdown was reduced through Wnt/β-catenin-mediated EMT inhibition. MFN2 promoted cancer progression and tumorigenesis in SiHa cells. Overall, MFN2 could serve as a therapeutic target and a novel biomarker for cervical cancer.

Predicting Learning Achievements with Indicators of Perceived Affordances Based on Different Levels of Content Complexity in Video-based Learning

  • Dasom KIM;Gyeoun JEONG
    • Educational Technology International
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    • 제25권1호
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    • pp.27-65
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    • 2024
  • The purpose of this study was to identify differences in learning patterns according to content complexity in video-based learning environments and to derive variables that have an important effect on learning achievement within particular learning contexts. To achieve our aims, we observed and collected data on learners' cognitive processes through perceived affordances, using behavioral logs and eye movements as specific indicators. These two types of reaction data were collected from 67 male and female university students who watched two learning videos classified according to their task complexity through the video learning player. The results showed that when the content complexity level was low, learners tended to navigate using other learners' digital logs, but when it was high, students tended to control the learning process and directly generate their own logs. In addition, using derived prediction models according to the degree of content complexity level, we identified the important variables influencing learning achievement in the low content complexity group as those related to video playback and annotation. In comparison, in the high content complexity group, the important variables were related to active navigation of the learning video. This study tried not only to apply the novel variables in the field of educational technology, but also attempt to provide qualitative observations on the learning process based on a quantitative approach.

An Interpretable Bearing Fault Diagnosis Model Based on Hierarchical Belief Rule Base

  • Boying Zhao;Yuanyuan Qu;Mengliang Mu;Bing Xu;Wei He
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권5호
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    • pp.1186-1207
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    • 2024
  • Bearings are one of the main components of mechanical equipment and one of the primary components prone to faults. Therefore, conducting fault diagnosis on bearings is a key issue in mechanical equipment research. Belief rule base (BRB) is essentially an expert system that effectively integrates qualitative and quantitative information, demonstrating excellent performance in fault diagnosis. However, class imbalance often occurs in the diagnosis task, which poses challenges to the diagnosis. Models with interpretability can enhance decision-makers' trust in the output results. However, the randomness in the optimization process can undermine interpretability, thereby reducing the level of trustworthiness in the results. Therefore, a hierarchical BRB model based on extreme gradient boosting (XGBoost) feature selection with interpretability (HFS-IBRB) is proposed in this paper. Utilizing a main BRB alongside multiple sub-BRBs allows for the conversion of a multi-classification challenge into several distinct binary classification tasks, thereby leading to enhanced accuracy. By incorporating interpretability constraints into the model, interpretability is effectively ensured. Finally, the case study of the actual dataset of bearing fault diagnosis demonstrates the ability of the HFS-IBRB model to perform accurate and interpretable diagnosis.

토양도 자료를 활용한 연초 경작지의 비옥도 평가 (Soil Fertility Evaluation with Adoption of Soil Map Database for Tobacco Fields)

  • 홍순달;박효택
    • 한국토양비료학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.95-108
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    • 1999
  • 충북 진천, 음성, 괴산, 중원군과 충남 천원군, 그리고 경북 청도, 성주, 안동군에 분포하는 101개 연초 경작지에 대하여 토양의 화학성 및 토양도 자료들을 이용한 토양 비옥도를 평가하기 위하여 1985년부터 2년 동안포장시험이 수행되었으며 또한 동일 토양에 대한 포트시험도 병행하여 서로 비교하였다. 무비구의 연초 수량을 토양 비옥도 요인으로 고려하여 9개 화학성과 10개 토양도 자료들을 포함하는 19개 독려변수들로 평가하였다. 19개 독립변수들은 11개의 정량적 지표들과 9개의 정성적 지표들로 구분하여 BAS의 REO와 CLM model로 다중선형 회귀분석을 수행하였다. 무비구 연초 수량은 최저치와 최고치 간에 포트시험의 경우 5.0-5.5배, 포장시험의 경우 8.2-14.9배의 차이를 보여 공시토양의 다양한 비옥도 특성을 나타냈다. 무비구 수량과 밀접한 상관을 보인 화학적 지표는 포장시험과 포트시험간뿐 아니라 년차 간에도 상이하였으며, 또한 포장시험의 무비구 수량에 기여하는 정량적 지표들의 표준화 편회귀계수는 모두 1.0 미만을 보여 비옥도 평가를 위한 탄일 유효도지표의 선발이 어렵다는 것을 시사하였다. 비옥도에 대한 독립변수들의 다중선형회귀 평가는 단일 지표에 의한 평가보다 매우 양호하였으며 화학적 지표들 이외에 토양도의 정량적 및 정성적 지표들을 평가에 포함시킴에 따라 결정계수($R^2$)는 점진적으로 증가되었다. 즉 예를 들면 1985년도 무비구 수량에 대한 다중선형회귀의 결정계수는 단일지표 $NO_3-N$ 함량에 의한 평가 0.244에 비하여 화학적 지표들에 의한 평가는 0.422, 토양도의 정량적 지표들의 추가되면 0.503, 그리고 정성적 지표들을 추가하면 0.633으로 증가되었다. 따라서 토양 화학성 이외에 토양도 자료들을 포함하는 정량적 및 정성적 지표들에 의한 다중선형회귀 분석방법은 연초 경작지의 비옥도 평가를 위한 유의성 있는 모델로 추정되었다.

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토양 화학성과 지형 및 토양 조사자료를 활용한 밭 토양의 비옥도 평가 (Fertility Evaluation of Upland Fields by Combination of Landscape and Soil Survey Data with Chemical Properties in Soil)

  • 홍순달;김재정;민경범;강보구;김현주
    • 한국토양비료학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.221-233
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    • 2000
  • 무비구 고추 및 연초의 생산력 검정으로 밭 토양의 비옥도를 평가하기 위하여 토양의 화학성 이외에 지형 및 토양도 조사자료가 포함된 지리정보시스템의 활용 가능성이 검토되었다. 고추재배 포장 64개소(96년 22개, 97년 20개, 98년 22개)와 연초재배 포장 67개소(96년 23개, 97년 25개, 98년 19개)를 포함한 전체 131개 경작지에서 포장이 1996년부터 1998년까지 3년 동안 충북 청원군, 음성군, 보은군, 괴산군, 진천군, 충주시 등 6개 군에서 다양한 비옥도 특성을 갖도록 선정되어 고추와 연초 각각에 대한 포장시험이 수행되었다. 무비구 고추 건물중과 연초 건엽중 및 양분(질소, 인산, 칼륨) 흡수량은 토양의 비옥도로 고려하여 13개 화학성과 12개 지리정보시스템 자료를 포함한 25개 독립 변수들로 평가하였다. 25개 독립변수들은 15개의 정량적 변수들과 10개의 정성적 변수들로 구분하여 SAS의 REG와 GLM 모델에 의한 다중선형회귀분석으로 비옥도를 평가하였다. 매년 선정된 시험포장의 무비구 고추 건물중과 연초 건엽중은 최대치와 최소치가 약 5배의 차이를 보이며 다양한 비옥도를 나타냈다. 비옥도에 대한 다중선형회귀 평가는 단일 지표에 의한 평가 신뢰도보다 양호하였으며 화학적 지표들 이외에 정량적 및 정성적 GIS 지표들을 포함시킴에 따라 더욱 증진되었다. 그러나 고추와 연초 두 작물간의 다중선형회귀 분석에 의한 평가결과는 차이를 보였으며 고추보다 연초의 평가에서 양호하였다. 실례로 다중선형회귀에 의한 무비구 연초 건엽중의 변이성 예측은 화학성들에 의해 34.2%, 정량적 GIS 변수들의 추가의 35% 그리고 정량적 및 정성적 변수들의 추가로 72.5%까지 설명되어 단일지표 $NO_3-N$에 의한 21.7%에 비하여 크게 증가되었다. 따라서 정량적 및 정성적 변수 둘다를 평가에 포함할 수 있는 다중선형회귀 분석에 의한 비옥도 평가는 보다 신뢰성 있는 접근방법으로 확인되었다.

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오픈소스 소프트웨어를 활용한 고고 유물의 디지털 실측 연구 (A Study on the Digital Drawing of Archaeological Relics Using Open-Source Software)

  • 이호선;안형기
    • 헤리티지:역사와 과학
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    • 제57권1호
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    • pp.82-108
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    • 2024
  • 고고 자료의 기록방식이 아날로그 기록에서 디지털로 전환되면서 3D 스캐닝 기술의 도입은 본격화되었다. 현재 3D스캔과 사진측량을 이용한 고고 자료의 디지털 기록에 대한 연구와 도입은 지속적으로 이루어지고 있다. 하지만 비용, 인력 문제 등으로 인해 대부분의 매장문화재 기관에서는 적극적인 디지털 기술의 도입을 주저하고 있다. 본고는 3D 스캔 방식 중 효율성이 가장 높다고 평가되는 사진측량 기술을 이용하여 오픈소스 소프트웨어를 활용한 유물의 디지털 실측 방법을 제시하고자 한다. 유물의 디지털 실측 절차는 크게 3D 모델 획득, 3D 모델 편집 및 입단면도 제작, 전자도면 작성의 세 단계로 이루어진다. 디지털 기술 적용의 접근성을 살펴보기 위해 전 과정은 오픈소스 소프트웨어만을 이용하였다. 연구 결과 정량적 평가에서 실제 유물과 3D 모델의 수치 데이터 간 계측의 편차가 크지 않았다. 또한, 오픈소스 소프트웨어와 상용 소프트웨어 간 정량적 품질 비교분석 결과 유사도가 높았다. 다만 데이터 처리시간은 상용 소프트웨어의 성능이 우위에 있었다. 이는 지속적인 알고리즘 개선으로 인한 연산속도 향상의 결과로 판단된다. 정성적 평가에서는 메시 및 텍스처 품질의 차이가 일부 발생하였다. 오픈소스 소프트웨어로 생성된 3D 모델은 메시표면에 노이즈가 다수 발생하거나 메시의 표면이 부드럽지 않고 유물의 제작흔, 문양의 표현을 확인하기 어려웠다. 하지만 일부 프로그램에서 정량적·정성적 평가에서 상용 소프트웨어에 견줄 만한 품질을 획득할 수 있었다. 3D 모델 편집을 위한 오픈소스 소프트웨어에서는 사진실측 결과물의 후처리, 정합, 병합뿐만 아니라 유물 실측에 필요한 스케일 조정, 입단면도 제작 및 이미지 렌더링까지 가능하였다. 이후 오픈소스 캐드 프로그램에서 트레이싱하여 최종 도면을 완성하였다. 고고학 연구에서 사진실측의 적용은 발굴과정부터 보고서 작성 그리고 3D 모델 데이터의 수치정보를 이용한 연구 등 활용 가능성이 매우 높다. 컴퓨터 비전의 획기적인 발전으로 오픈소스 소프트웨어의 종류도 다양해졌고 성능도 상당부분 개선된 것으로 확인되었다. 누구나 쉽게 디지털 기술의 적용이 가능한 현재 고고 자료의 3D 모델 데이터의 획득은 문화유산의 보존과 연구 활성화를 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

3D 캐릭터 모델의 추상화와 리얼리즘이 언캐니 밸리 현상에 미치는 영향 (Effect of Abstraction and Realism on Uncanny Valley in 3D Character Model)

  • 장필식;정우현;현주석
    • 디지털융복합연구
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    • 제14권10호
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    • pp.277-285
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    • 2016
  • 본 연구의 목적은 언캐니 밸리 현상을 회피하는 가이드라인으로 언급되는 카툰-리얼리즘이 실제 효과가 있는지를 정량적, 실증적으로 검증하는 것이다. 이를 위해, 3D 모델의 외형을 만화처럼 추상화하고, 여기에 피부 질감을 인간의 피부처럼 사실적으로 표현하는 방법이 언캐니 밸리와 관련된 부정적 감성을 실제로 감소시킬 수 있는지를 실험을 통해 조사하였다. 실험결과, 만화형 3D 모델에 인간 피부재질을 적용하게 되면 섬뜩함의 정도가 통계적으로 유의하게(p<0.05) 높아지게 되며, 인간다움의 정도에는 변화가 없는 것으로 나타났다. 또한 인간형 3D모델에 만화형식의 피부재질을 적용하면 섬뜩한 정도(또는 친근함)에 통계적으로 유의한 차이가 나타나지 않으나, 인간다움의 정도는 통계적으로 유의하게(p<0.05) 낮아지는 것으로 분석되었다. 이러한 결과는 카툰-리얼리즘이 실제로는 큰 효과가 없으며, 오히려 지각단서의 충돌을 야기하여 언캐니 밸리를 유발할 수 있음을 보여준다. 본 연구의 결과는 추후 언캐니 밸리를 극복하는 디자인 가이드라인을 개발하는 데 있어 정량적이며, 실증적인 기초 자료로 활용 가능할 것으로 기대된다.

Physical Modeling of Chemical Exchange Saturation Transfer Imaging

  • Jahng, Geon-Ho;Oh, Jang-Hoon
    • 한국의학물리학회지:의학물리
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    • 제28권4호
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    • pp.135-143
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    • 2017
  • Chemical Exchange Saturation Transfer (CEST) imaging is a method to detect solutes based on the chemical exchange of mobile protons with water. The solute protons exchange with three different patterns, which are fast, slow, and intermediate rates. The CEST contrast can be obtained from the exchangeable protons, which are hydroxyl protons, amine protons, and amide protons. The CEST MR imaging is useful to evaluate tumors, strokes, and other diseases. The purpose of this study is to review the mathematical model for CEST imaging and for measurement of the chemical exchange rate, and to measure the chemical exchange rate using a 3T MRI system on several amino acids. We reviewed the mathematical models for the proton exchange. Several physical models are proposed to demonstrate a two-pool, three-pool, and four-pool models. The CEST signals are also evaluated by taking account of the exchange rate, pH and the saturation efficiency. Although researchers have used most commonly in the calculation of CEST asymmetry, a quantitative analysis is also developed by using Lorentzian fitting. The chemical exchange rate was measured in the phantoms made of asparagine (Asn), glutamate (Glu), ${\gamma}-aminobutyric$ acid (GABA), glycine (Gly), and myoinositol (MI). The experiment was performed at a 3T human MRI system with three different acidity conditions (pH 5.6, 6.2, and 7.4) at a concentration of 50 mM. To identify the chemical exchange rate, the "lsqcurvefit" built-in function in MATLAB was used to fit the pseudo-first exchange rate model. The pseudo-first exchange rate of Asn and Gly was increased with decreasing acidity. In the case of GABA, the largest result was observed at pH 6.2. For Glu, the results at pH 5.6 and 6.2 did not show a significant difference, and the results at pH 7.4 were almost zero. For MI, there was no significant difference at pH 5.6 or 7.4, however, the results at pH 6.2 were smaller than at the other pH values. For the experiment at 3T, we were only able to apply 1 s as the maximum saturation duration due to the limitations of the MRI system. The measurement of the chemical exchange rate was limited in a clinical 3T MRI system because of a hardware limitation.