• Title, Summary, Keyword: 인공신경망

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Application on Prediction of Stream Flow using Artificial Neural Network with Mutual Information and Wavelet Transform (상호정보량기법과 웨이블렛변환을 적용한 인공신경망의 하천유량 예측 활용)

  • Ryu, Yong-Jun;Jung, Yong-Hun;Shin, Ju-Young;Heo, Jun-Haeng
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.116-116
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    • 2012
  • 하천유역 내의 인자를 이용하여 댐의 하천유량(stream flow)을 예측하는 일은 수문특성의 연구와 자연재해에 대한 대비 및 수공구조물과 방재시설의 설계 시 중요한 역할을 한다. 이러한 연구는 과거부터 활발히 이루어졌으며, 아직도 보다 높은 정확도의 결과를 얻기 위해 많은 연구들이 이루어지고 있다. 특히 기존의 유역 내 자료를 통해 비선형적 모델인 인공신경망(artificial neural network)을 이용한 하천유량을 예측하는 연구 역시 활발히 이루어지고 있다. 본 연구의 목적은 여러 유역인자들 중 하천유량에 가장 영향을 미치는 변수를 추출하고 보다 정확한 예측모델을 구축하는 것이다. 기존의 입력자료 선정기법중의 하나인 상호정보량(mutual information)과 수문기상자료의 비선형 동역학적 성분을 추출하는 웨이블렛 변환(wavelet transform)을 사용하여 인공신경망에 적용시켰다. 인공신경망을 적용하는 경우, 수문자료에 있어서 변수의 선택과 자료의 상태가 강우예측의 결과에 큰 영향을 미친다. 이러한 변수의 선택에 있어서 상호정보량을 바탕으로 한 인공신경망 입력변수 선택기법이 많이 사용되고 있다. 일반적으로 시계열자료는 경향성(trend), 주기성(periodicity) 및 추계학적 성분(stochastic component)의 선형조합으로 가정될 수 있으며, 특히 경향성과 주기성은 시계열 모형을 위해 제거되어야 할 결정론적 성분으로 취급한다. 즉. 수문 기상자료에 포함되어 있는 경향성과 주기성과 같은 비선형 동역학적 잡음(nonlinear dynamical noise)을 제거하고 입력자료의 카오스적 거동을 보이는 성분을 분리하기 위해 웨이블렛 변환을 사용하였다. 대상유역은 한강 유역에 포함되어 있는 충주댐으로 선택하였다. 유역 내 다양한 인자들과 하천유량사이의 상호정보량을 구해 영향력이 가장 큰 변수를 추출하고, 그 자료를 웨이블렛 변환을 적용하여 인공신경망의 입력자료로 사용하였다. 본 논문에서는 위와 같은 과정을 이용해 추정한 하천유량 결과와 기존의 방법인 상호정보량을 이용해 인공신경망을 적용한 결과를 실제자료와 비교하였다.

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Prediction of Scour Depth Using Incorporation of Cluster Analysis into Artificial Neural Networks (인공신경망모형과 군집분석을 이용한 교각 세굴심 예측)

  • Lee, Chang-Hwan;Ahn, Jae-Hyun;Lee, Joo Heon;Kim, Tea-Woong
    • Journal of The Korean Society of Civil Engineers
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    • v.29 no.2B
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    • pp.111-120
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    • 2009
  • A local scour around a bridge pier is known as one of important factors of bridge collapse. Two approaches are usually used in estimating a scour depth in practice. One is to use empirical formulas, and the other is to use computational methods. But the use of empirical formulas is limited to predict a scour depth under similar conditions to which the formulas were derived. Computational methods are currently too expensive to be applied to practical engineering problems. This study presented the application of artificial neural networks (ANN) to the prediction of a scour depth around a bridge pier at an equilibrium state. This study also investigated various ANN algorithms for estimating a scour depth, such as Backpropagation Network, Radial Basis Function Network, and Generalized Regression Network. Preliminary study showed that ANN models resulted in very wide range of errors in predicting a scour depth. To solve this problem this study incorporated cluster analysis into ANN. The incorporation of cluster analysis provided better estimations of scour depth up to 42% compared with other approaches.

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Usability Test of Non-Financial Information in Bankruptcy Prediction using Artificial Neural Network -The Case of Small and Medium-Sized Firms- (인공신경망을 이용한 중소기업도산예측에 있어서의 비재무정보의 유용성 검증)

  • 이재식;한재홍
    • Journal of Intelligence and Information Systems
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    • v.1 no.1
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    • pp.123-134
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    • 1995
  • 인공신경망을 이용한 기업도예측에 관한 연구는 일반적으로 대기업을 대상으로 수행되고 있으며, 분석자료로는주로 재무제표에서 얻어지는 재무정보를 사용하고 있다. 이들 대기업의 재무정보들은 비교적양이 풍부하고 신뢰성이 높기 때문에 인공신경망을 이용한 도산예측의 적중률이 80%∼85%의 높은 수준을 보이고 있다. 하지만, 중소기업이 재무정보는 불충분할 뿐만 아니라 신뢰성이 낮을 가능성이 높기 때문에, 중소기업의 도산예측에 있어서 재무정보만을 사용하게 되면 그 정확도가 떨어지게 된다. 본 연구에서는 인공신경망을 이용한 중소기업의 도산예측에 있어서, 재무정보를 보완할 수 있는 비재무정보의 유용성을 검증하였다. 연구결과 본 연구에서 사용한 비재무정보가 획득가능한 비재무정보중 극히 일부에 지나지 않았음에도 불고하고, 재무정보만을 사용하였을 때보다 예측력이 10%정도나 향상되었다.

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Travel Route Scheduling System Utilizing Artificial Neural Networks (인공신경망을 활용한 여행경로 스케줄링 시스템)

  • Kim, Jun-Yeong;Kim, Seog-Gyu
    • Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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    • pp.394-396
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    • 2017
  • 본 논문에서는 최근이슈가 되고 있는 인공지능에 대한 많은 기술 가운데 인공신경망을 활용하여 자신이 가고자 하는곳의 여행정보를 스케줄링 하는 시스템을 제안한다. 인공신경망 중에서도 비지도 학습(unsupervised learning)방식을 이용하며 이용자의 가중치에 따라 여행의 나이, 기간, 장소, 종류, 날씨, 계절, 인원 등으로 여행에서의 요소들을 히든레이어로 구성하여 여행지의 스케줄을 구성하여 이용자에게 제공하는 형태이다. 가중치에 따른 여행지의 분류작업이 완료가 되면 기간과 장소의 위치정보에 따라 스케줄링 작업을 완료하게 된다. 기존의 여행지에 대한 정보를 검색에 의해서 이루어지던 환경에서 인공신경망을 활용하여 원하는 여행정보를 추출함으로써 이용자에게 여행정보에 대한 체계화된 정보를 제공할 수 있다.

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Acceleration of CNN Model Using Neural Network Compression and its Performance Evaluation on Embedded Boards (임베디드 보드에서의 인공신경망 압축을 이용한 CNN 모델의 가속 및 성능 검증)

  • Moon, Hyeon-Cheol;Lee, Ho-Young;Kim, Jae-Gon
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • pp.44-45
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    • 2019
  • 최근 CNN 등 인공신경망은 최근 이미지 분류, 객체 인식, 자연어 처리 등 다양한 분야에서 뛰어난 성능을 보이고 있다. 그러나, 대부분의 분야에서 보다 더 높은 성능을 얻기 위해 사용한 인공신경망 모델들은 파라미터 수 및 연산량 등이 방대하여, 모바일 및 IoT 디바이스 같은 연산량이나 메모리가 제한된 환경에서 추론하기에는 제한적이다. 따라서 연산량 및 모델 파라미터 수를 압축하기 위한 딥러닝 경량화 알고리즘이 연구되고 있다. 본 논문에서는 임베디트 보드에서의 압축된 CNN 모델의 성능을 검증한다. 인공지능 지원 맞춤형 칩인 QCS605 를 내장한 임베디드 보드에서 카메라로 입력한 영상에 대해서 원 CNN 모델과 압축된 CNN 모델의 분류 성능과 동작속도 비교 분석한다. 본 논문의 실험에서는 CNN 모델로 MobileNetV2, VGG16 을 사용했으며, 주어진 모델에서 가지치기(pruning) 기법, 양자화, 행렬 분해 등의 인공신경망 압축 기술을 적용하였을 때 원래의 모델 대비 추론 시간 및 분류의 정확도 성능을 분석하고 인공신경망 압축 기술의 유용성을 확인하였다.

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Prediction of TBM tunnel segment lining forces using ANN technique (인공신경망 기반의 TBM 터널 세그먼트 라이닝 부재력 평가)

  • Yoo, Chung-Sik;Choi, Jung-Hyuk
    • Journal of Korean Tunnelling and Underground Space Association
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    • v.16 no.1
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    • pp.13-24
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    • 2014
  • This paper presents development of artificial neural network(ANN) based prediction method for section forces of TBM tunnel segment lining in an effort to develop an automatized design technique. A series of design cases were first developed and subsequently analyzed using the two-ring beam finite element model. The results were then used to form a database for use as training and validation data sets for ANN development. Using the database, optimized ANNs were developed that can readily be used to predict maximum sectional forces and their distributions. It is shown that the compute maximum section forces and their distributions by the developed ANNs are almost identical to the computed by the two-ring beam finite element model, implying that the developed ANNs can be used as design tools which expedite routine design calculation process. The results of this study indicate that the neural network model can be effectively used as a reliable and simple predictive tool for the prediction of segment sectional forces for design.

일상어휘를 기반으로 한 선물 가격 예측모형의 계발

  • 김광용;이승용
    • Proceedings of the Korea Database Society Conference
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    • pp.291-300
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    • 1999
  • 본 논문은 인공신경망과 귀납적 학습방법 등의 인공지능 방법과 선물가격결정에 대한 기존 재무이론을 사용하여 일상어취로 표현되는 파생상품 가격예측 모형을 개발하는데 있다. 모형의 개발은 1단계로 인공신경망이나 기존의 선물가격결정이론(평균보 유비용모형이나 일반균형모형)을 이용하여 선물 가격을 예측한 후, 서로 비교 분석하여 인공신경망 모형의 우수성을 확인하였다. 귀납적 학습방법중 CART 알고리듬을 사용하여 If-Then 규칙을 생성하였다. 특히 실용적 측면에서 선물가격의 일상어휘화를 통한 모형개발을 여러 가지 방법으로 시도하였다. 이러한 선물가격 예측모형의 유용성은 일단 If-Then 규칙으로 표현되어 전문가의 판단에 확실한 이론적인 근거를 제시할 수 있는 장점이 있으며, 특히 의사결정지원시스템으로 활용화 될 경우 매우 유용한 근거자료로 활용될 수 있다. 이러한 선물가격 예측모형의 정확성은 분석표본과 검증표본으로 나누어 검증표본에서 세가지 기본모형(평균보유 비용모형, 일반균형모형, 인공신경망 모형)과 각 모형의 귀납적 학습방법 모형의 다른 3가지 어휘표현방법 3가지를 모형별로 비교 분석하였다. 분석결과 인공신경망모형은 상당한 예측력을 갖고 있는 것으로 판명되었으며, 특히 CART를 기반으로 한 일상어취 기반의 선물가격예측 모형은 예측력이 높은 것으로 나타났다.

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인공신경망 사용 핵연료용기 파지 장치의 위치/방향 예견

  • 김기훈;박종범;윤지섭
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • pp.177-182
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    • 1996
  • Remote nuclear cask handling device (RNCHD)는 사용후 핵연료cask의 원격 조작에 있어서 안전성과 성능을 향상을 목적으로 한다. RNCHD의 한부분인 grapple은 사용후 핵연료cask의 이동 및 수송 또는 용기뚜껑의 개폐를 위하여 cask의 벽에 대각선으로 돌출되어있는 두 개의 trunnion에 삽입되어야한다. 그러나 trunnion으로의 grapple 삽입은 용기중심과 grapple 장치 중심사이의 위치와 방향편차 때문에 어렵게된다. 인공신경망은 grapple에 설치된 광전센서를 사용하여 용기의 중심으로 부터 grapple 장치의 상대적 위치를 계측하기위해 사용된다. 인공신경망 학습은 광전센서값과 grapple의 상대적 위치와 방향사이의 함수적 관계를 추론하기 위해 수행된다. 이렇게 측정된 RNCHD의 중심위치는 grapple의 자세를 맞추기 위한 제어입력값으로 제공된다. 인공신경망 학습을 위한 데이터는 grapple 장치와 trunnion을 모사한 1/2 스케일의 실험장치를 사용함으로써 얻어진다. 학습된 인공신경망은 학습에 사용 안된 센서입력값, 즉 새로운 grapple의 위치에 대해서도 정확성을 가지고 grapple 장치의 위치와 방위를 측정할 수 있었다.

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A study on nonlinear transform layers in neural networks for image compression (정지영상 압축을 위한 인공신경망 내 비선형 변환 계층 분석)

  • Lee, Jooyoung;Cho, Seunghyun;Kim, Hui Yong;Choi, Jin Soo
    • Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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    • pp.267-269
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    • 2018
  • 인공신경망의 확산 및 보급에 따라 적용 영역이 확대되고 있으며 여러 분야에서 획기적인 성능 향상을 이루고 있다. 영상 압축 분야의 기술개발은 기존 코덱 구조 내 각 요소기술의 성능향상을 위한 인공신경망 기술 분야와 기존 코덱 구조가 아닌 end-to-end 학습을 통한 인공신경망 기반 기술 분야로 나뉘어 진행되고 있다. 본 논문에서는 end-to-end 학습을 통한 인공신경망 기술의 비선형 변환 계층 중 GDN(generalized divisive normalization) 계층이 영상 압축에 미치는 영향을 분석한다.

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Short-Term Rainfall Forecast Using Artificial Neural Network and CAPPI (인공신경망과 CAPPI 자료를 이용한 단기 강우예측)

  • Jee, Gye-Hwan;Oh, Kyoung-Doo;Ahn, Won-Sik
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • pp.72-76
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    • 2011
  • 본 연구는 레이더 강우 영상에서 추출된 강우 패턴을 인공신경망으로 처리하여 단기 강우 예측을 수행하는 방안을 제시한 것이다. 본 연구에 활용한 CAPPI 영상자료로는 편차 보정과 품질 관리가 이루어지고 있으며 획득이 용이한 기상청 자료를 이용하였으며 CAPPI의 PNG 영상으로부터 강우 패턴을 추출하고, 이를 역전파 알고리즘의 인공신경망 강우 예측 모형에 학습시켜 단기 강우를 예측하기 위한 절차를 제시하였다. 이를 위하여 강우의 시공간적 변화 패턴 추출을 위한 영상 처리와 GIS 자료처리 기법을 제시하였고 이를 인공신경망의 단기 강우 예측 학습과 검증에 적용하여 본 연구에서 제시된 기법의 타당성을 검토하였다.

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