최근 순환 신경 망(Recurrent Neural Networks)은 시간에 대한 의존성을 고려한 구조를 통해 순차 데이터(Sequential data)의 예측 문제 해결에서 각광받고 있다. 하지만 순차 데이터의 시간 스텝이 늘어남에 따라 발생하는 그라디언트 소실(Gradients vanishing)이 문제로 대두되었다. 이를 해결하기 위해 장단기 기억 모델(Long Short-Term Memory)이 제안되었지만, 많은 데이터를 저장하고 장기간 보존하는 데에 한계가 있다. 따라서 순환 신경망과 메모리 요소(Memory component)를 활용한 학습 모델인 메모리-증대 신경망(Memory-Augmented Neural Networks)에 대한 연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 딥 러닝(Deep Learning) 분야의 화두로 떠오른 메모리-증대 신경망 주요 모델들의 구조와 특징을 열거하고, 이를 활용한 최신 기법들과 향후 연구 방향을 제시한다.
This paper presents a training method for neural networks and the employment of MSE (mean scare error) values as the basis of a decision regarding the identity claim of a speaker in a recurrent neural networks based speaker verification system. Recurrent neural networks (RNNs) are employed to capture temporally dynamic characteristics of speech signal. In the process of supervised learning for RNNs, target outputs are automatically generated and the generated target outputs are made to represent the temporal variation of input speech sounds. To increase the capability of discriminating between the true speaker and an impostor, a discriminative training method for RNNs is presented. This paper shows the use and the effectiveness of the MSE value, which is obtained from the Euclidean distance between the target outputs and the outputs of networks for test speech sounds of a speaker, as the basis of speaker verification. In terms of equal error rates, results of experiments, which have been performed using the Korean speech database, show that the proposed speaker verification system exhibits better performance than a conventional hidden Markov model based speaker verification system.
Artificial Neural Networks that enabled Artificial Intelligence are being used in many fields. However, the application to mechanical structures has several problems and research is incomplete. One of the problems is that it is difficult to secure a large amount of data necessary for learning Artificial Neural Networks. In particular, it is important to detect and recognize external forces and forces for safety working and accident prevention of mechanical structures. This study examined the possibility by applying the Current Neural Network of Artificial Neural Networks to detect and recognize the load on the machine. Tens of thousands of data are required for general learning of Recurrent Neural Networks, and to secure large amounts of data, this paper derives load data from ANSYS structural analysis results and applies a stacked auto-encoder technique to secure the amount of data that can be learned. The usefulness of Stacked Auto-Encoder data was examined by comparing Stacked Auto-Encoder data and ANSYS data. In addition, in order to improve the accuracy of detection and recognition of load data with a Recurrent Neural Network, the optimal conditions are proposed by investigating the effects of related functions.
이 논문은 이진 삼차 재귀 신경망(Binary Third-order Recurrent Neural Networks: BTRNN)에 유전자 알고리즘을 적용하여 문맥-자유 문법을 추론하는 방법을 제안한다. BTRNN은 각 입력심볼에 대응되는 재귀 신경망들의 다층적 구조이고 외부의 스택과 결합된다. BTRNN의 매개변수들은 모두 이진수로 표현되며 상태 전이와 동시에 스택의 한 동작이 실행된다. 염색체로 표현된 BTRNN들에 유전자 알고리즘을 적용하여 긍정과 부정의 입력 패턴들의 문맥-자유 문법을 추론하는 최적의 BTRNN를 얻는다. 이 방법은 기존의 신경망 이용방법보다 적은 학습량과 적은 학습회수로 작거나 같은 상태 수를 갖는 BTRNN을 추론한다. 또한 문법 표현의 염색체 이용방법보다 parsing과정에서 결정적인 상태전이와 스택동작이 실행되므로 입력 패턴에 대한 인식처리 시간복잡도가 우수하다. 문맥-자유 문법의 비단말 심볼의 개수 p, 단말 심볼의 개수 q, 그리고 길이가 k인 문자열이 입력이 될 때, BTRNN의 최대 상태수가 m이라고 하면, BTRNN의 인식처리 병렬처리 시간은 O(k)이고 순차처리 시간은 O(km)이다.
장기 해운불황에 따라 불확실성이 증폭되고 있는 상황에서 경기추세의 이해뿐만 아니라 예측 또한 중요해지고 있는 실정이다. 본 논문에서는 최근 특정 복잡한 문제에 대해서 각광받고 있는 인공신경망을 적용하여 BDI 예측을 연구하였다. 사용된 인공신경망은 순환신경망으로 RNN과 LSTM 그리고 비교의 목적으로 MLP를 통해 2009.04.01.부터 2017.07.31.의 기간을 대상으로 연구를 진행하였다. 또한 전통적 시계열 예측방법론인 ARIMA 분석을 실시해 인공신경망들의 예측성능과 비교하였다. 결과로 순환신경망인 RNN의 성능이 가장 뛰어났으며 LSTM의 특정 시계열(BDI)에의 적용가능성을 확인할 수 있었다.
Image compression plays an important role in encoding and improving various forms of images in the digital era. Recent researches have focused on the principle of deep learning as one of the most exciting machine learning methods to show that it is good scheme to analyze, classify and compress images. Various neural networks are able to adapt for image compressions, such as deep neural networks, artificial neural networks, recurrent neural networks and convolution neural networks. In this review paper, we discussed how to apply the rule of deep learning to obtain better image compression with high accuracy, low loss-ness and high visibility of the image. For those results in performance, deep learning methods are required on justified manner with distinct analysis.
In this paper, we execute identification, linearization, and control of a nonlinear system using recurrent neural networks. In general nonlinear control system become complex because of nonlinearity and uncertainty. And though we compose nonlinear control system based on the model, it is difficult to get good control ability. So we identify the nonlinear control system using the recurrent neural networks and execute feedback linearization of identified model, In this process we choose the optional linear system, and the system which will have to be feedback linearized if trained to follow the linearity between input and output of the system we choose. We the feedback linearized system by applying standard linear control strategy and simulation. And we evaluate the effectiveness by comparing the result which is linearized theoretically.
본 논문에서는 다채널 오디오 특징값을 게이트형 순환 신경망(Gated Recurrent Neural Networks, GRNN)에 적용한 효과적인 다성 사운드 이벤트 검출 방식을 제안한다. 실생활의 사운드는 여러 사운드 이벤트가 겹쳐있는 다성사운드로, 기존의 단일 채널 오디오 특징값으로는 다성 사운드에서 개별적인 이벤트의 검출이 어렵다는 한계가 있다. 이에 본 논문에서는 다채널 오디오 신호를 기반으로 추출된 특징값을 사용하여 다성 사운드 이벤트 검출에 적용하였다. 또한 본 논문에서는 현재 순환 신경망에서 가장 높은 성능을 보이는 장단기 기억 신경망(Long Short Term Memory, LSTM) 보다 간단한 GRNN을 분류에 적용하여 다성 사운드 이벤트 검출의 성능을 더욱 향상시키고자 하였다. 실험결과는 본 논문에서 제안한 방식이 기존의 방식보다 성능이 더 뛰어나다는 것을 보인다.
Recurrent Neural Network technology that learns past patterns and predicts future patterns using technology for recognizing and classifying objects is being applied to various industries, economies, and languages. And research for practical use is making a lot of progress. However, research on the application of Recurrent Neural Networks for evaluating and predicting the safety of mechanical structures is insufficient. Accurate detection of external load applied to the outside is required to evaluate the safety of mechanical structures. Learning of Recurrent Neural Networks for this requires a large amount of load data. This study applied the Gated Recurrent Unit technique to examine the possibility of load learning and investigated the possibility of applying a stacked Auto Encoder as a way to secure load data. In addition, the usefulness of learning mechanical loads was analyzed with the Gated Recurrent Unit technique, and the basic setting of related functions and parameters was proposed to secure accuracy in the recognition and prediction of loads.
뇌 속 뉴런들의 네트워크는 근본적으로 recurrent neural networks(RNNs)의 형태를 지닌다. 이 논문에서는 반복되는 뉴런 반응 패턴들 사이의 관계를 네트워크에 저장함으로써 생물의 기억이 생성된다는 가정하에, 이를 표현할 수 있는 RNN 모델을 제안하였고, evolutionary algorithm을 통해 이러한 여러 쌍의 기억들이 저장된 네트워크가 존재할 수 있음을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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