In this paper, radial basis function networks with two hidden layers, which employ the K-means clustering method and the hierarchical training, are proposed for improving the short-term predictability of chaotic time series. Furthermore the recursive training method of radial basis function network using the recursive modified Gram-Schmidt algorithm is proposed for the purpose. In addition, the radial basis function networks trained by the proposed training methods are compared with the X.D. He A Lapedes's model and the radial basis function network by nonrecursive training method. Through this comparison, an improved radial basis function network for predicting chaotic time series is presented. (author). 17 refs., 8 figs., 3 tabs.
최근, 단일 이미지 초해상도 복원 기법(super-resolution)에서 컨볼루션 신경망 모델은 매우 성공적이다. 잔여 학습 기법은 컨볼루션 신경망 훈련의 안전성과 성능을 향상시킬 수 있다. 본 논문은 저해상도 입력 이미지에서 고해상도 목표 이미지로 비선형 매핑 학습을 위해 고밀도 스킵 연결(dense skip-connection)을 통한 재귀 잔차 구조를 이용한 단일 이미지 초해상도 복원 기법을 제안한다. 제안하는 단일 이미지 초해상도 복원 기법은 고밀도 스킵 연결 방식을 통해 재귀 잔차 학습 방법을 채택해서 깊은 신경망에서 학습이 어려운 문제를 완화하고 더 쉽게 최적화하기 위해 신경망 안에 불필요한 레이어를 제거한다. 제안하는 방법은 매우 깊은 신경망의 사라지는 변화도(vanishing gradient) 문제를 완화할 뿐만 아니고 낮은 복잡성으로 뛰어난 성능을 얻음으로써 단일 이미지 초해상도 복원 기법의 성능을 향상시킨다. 실험 결과를 통해 제안하는 알고리듬이 기존의 알고리듬 보다 결과가 더 우수함을 보인다.
In this study, we present a training method of radial basis function networks based on recursive modified Gram-Schmidt algorithm for single step prediction of chaotic time series. With single step predictions of Mackey-Glass time series and alpha-rhythm EEG which has chaotic characteristics, the radial basis function network trained by this method is compared with one trained by a classical non-recursive method and the radial basis function model proposed by X.D. He and A. Lapedes. The results show the effectiveness of the training method.
P-gp (P-glycoprotein) is a member of the ATP binding cassette (ABC) family of transporters. It transports many kinds of anticancer drugs out of the cell. It plays a major role as a cause of multidrug resistance (MDR). MDR function may be a cause of the failure of chemotherapy in cancer and influence pharmacokinetic properties of many drugs. Hence classification of candidate drugs as substrates or nonsubstrate of the P-gp is important in drug development. Therefore to identify whether a compound is a P-gp substrate or not, in silico method is promising. Recursive Partitioning (RP) method was explored for prediction of P-gp substrate. A set of 261 compounds, including 146 substrates and 115 nonsubstrates of P-gp, was used to training and validation. Using molecular descriptors that we can interpret their own meaning, we have established two models for prediction of P-gp substrates. In the first model, we chose only 6 descriptors which have simple physical meaning. In the training set, the overall predictability of our model is 78.95%. In case of test set, overall predictability is 69.23%. Second model with 2D and 3D descriptors shows a little better predictability (overall predictability of training set is 79.29%, test set is 79.37%), the second model with 2D and 3D descriptors shows better discriminating power than first model with only 2D descriptors. This approach will be used to reduce the number of compounds required to be run in the P-gp efflux assay.
At present, deep convolutional neural networks have made a very important contribution in single-image super-resolution. Through the learning of the neural networks, the features of input images are transformed and combined to establish a nonlinear mapping of low-resolution images to high-resolution images. Some previous methods are difficult to train and take up a lot of memory. In this paper, we proposed a simple and compact deep recursive residual network learning the features for single image super resolution. Global residual learning and local residual learning are used to reduce the problems of training deep neural networks. And the recursive structure controls the number of parameters to save memory. Experimental results show that the proposed method improved image qualities that occur in previous methods.
클래스 불균형은 딥러닝 작업에서 중요한 문제 중 하나이며, 이는 특히 데이터가 제한적인 분야에서 두드러진다. 본 연구에서는 토마토 잎의 병해를 효과적으로 분류하기 위해 최소한의 라벨 데이터만을 활용하는 새로운 접근법을 제안한다. 이를 위해 YOLOv8 모델을 사용한 재귀적 학습 방식을 도입하였다. 학습 데이터에 대한 이미지 탐지 예측 결과를 다시 학습 데이터로 활용함으로써 라벨 데이터의 개수를 점진적으로 증가시켰다. 이 방식은 기존의 데이터 증강 및 업-다운 샘플링 기법과는 달리 실제 데이터의 활용도를 극대화하여 클래스 불균형 문제를 보다 근본적으로 해결하려 한다. 이를 통해 확보된 라벨 데이터를 바탕으로, 토마토잎을 추출하고 EfficientNet 모델을 이용해 병해를 분류했다. 이 과정을 통해 98.92%라는 높은 정확도를 달성하였다. 특히, 가장 적은 데이터를 가진 클래스인 잎마름역병 병해에서 기존 대비 12.9% 향상된 결과를 확인할 수 있었다. 이 연구는 데이터 불균형 문제를 해결하는 동시에, 높은 정확도로 병해를 분류할 수 있는 방법론을 제시함으로써 다른 작물에서도 적용될 수 있을 것으로 기대된다.
Journal of information and communication convergence engineering
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제21권1호
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pp.82-89
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2023
Various machine-learning models may yield high predictive power for massive time series for time series prediction. However, these models are prone to instability in terms of computational cost because of the high dimensionality of the feature space and nonoptimized hyperparameter settings. Considering the potential risk that model training with a high-dimensional feature set can be time-consuming, we evaluate a feature-importance-based feature selection method to derive a tradeoff between predictive power and computational cost for time series prediction. We used two machine learning techniques for performance evaluation to generate prediction models from a retail sales dataset. First, we ranked the features using impurity- and Local Interpretable Model-agnostic Explanations (LIME) -based feature importance measures in the prediction models. Then, the recursive feature elimination method was applied to eliminate unimportant features sequentially. Consequently, we obtained a subset of features that could lead to reduced model training time while preserving acceptable model performance.
The denoising and reconstruction of color images are increasingly studied in the field of computer vision and image processing. Especially, the denoising and reconstruction of color face images are more difficult than those of natural images because of the structural characteristics of human faces as well as the subtleties of color interactions. In this paper, we propose a denoising method based on PCA reconstruction for removing complex color noises on human faces, which is not easy to remove by using vectorial color filters. The proposed method is composed of the following five steps; training of canonical eigenface space using PCA, automatic extracting of face features using active appearance model, relighing of reconstructed color image using bilateral filter, extraction of noise regions using the variance of training data, and reconstruction using partial information of input images (except the noise regions) and blending of the reconstructed image with the original image. Experimental results show that the proposed denosing method efficiently removes complex color noises on input face images.
제어 입력 선택 문제에 있어서 확률적 전략을 활용하는 RPO(randomized policy optimizer) 기법은 최근에 개발된 강화학습 기법으로써, 많은 적용 사례를 통해서 그 가능성이 입증되고 있다 본 논문에서는, 수정된 RPO 알고리즘을 제안하는데, 이 수정된 알고리즘의 크리틱 네트워크 부분은 RLS(recursive least square) 기법을 통하여 갱신된다. 수정된 RPO 기법의 효율성을 확인하기 위해 Kimura에 의해서 연구된 로봇에 적용하여 매우 우수한 성능을 관찰하였다. 또한, 매트랩 애니메이션 프로그램의 개발을 통해서, 로봇의 이동이 시간에 따라 가속되는 학습 알고리즘의 효과를 시각적으로 확인 할 수 있었다.
In, Young-Yong;Lee, Sung-Kwang;Kim, Pil-Je;No, Kyoung-Tai
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권2호
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pp.613-619
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2012
We applied several machine learning methods for developing QSAR models for prediction of acute toxicity to fathead minnow. The multiple linear regression (MLR) and artificial neural network (ANN) method were applied to predict 96 h $LC_{50}$ (median lethal concentration) of 555 chemical compounds. Molecular descriptors based on 2D chemical structure were calculated by PreADMET program. The recursive partitioning (RP) model was used for grouping of mode of actions as reactive or narcosis, followed by MLR method of chemicals within the same mode of action. The MLR, ANN, and two RP-MLR models possessed correlation coefficients ($R^2$) as 0.553, 0.618, 0.632, and 0.605 on test set, respectively. The consensus model of ANN and two RP-MLR models was used as the best model on training set and showed good predictivity ($R^2$=0.663) on the test set.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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