• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.17 no.2
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• pp.113-120
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• 2024

The population sparseness index(PSI) is being utilized to describe the functioning of internal layers in artificial neural networks from the perspective of neurons, shedding light on the black-box nature of the network's internal operations. There is research indicating a positive correlation between the PSI and performance in each layer of convolutional neural network models for image classification. In this study, we observed the internal operations of a convolutional neural network when adversarial examples were applied. The results of the experiments revealed a similar pattern of positive correlation for adversarial examples, which were modified to maintain 5% accuracy compared to applying benign data. Thus, while there may be differences in each adversarial attack, the observed PSI for adversarial examples demonstrated consistent positive correlations with benign data across layers.

• The Journal of Korea Institute of Information, Electronics, and Communication Technology
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• v.16 no.1
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• pp.1-7
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• 2023

Convolutional neural networks have already been applied to various fields beyond human visual processing capabilities in the image processing area. However, they are exposed to a severe risk of deteriorating model performance due to the appearance of adversarial attacks. In addition, defense technology to respond to adversarial attacks is effective against the attack but is vulnerable to other types of attacks. Therefore, to respond to an adversarial attack, it is necessary to analyze how the performance of the adversarial attack deteriorates through the process inside the convolutional neural network. In this study, the adversarial attack of the Alexnet and VGG11 models was analyzed using the population sparseness index, a measure of neuronal activity in neurophysiology. Through the research, it was observed in each layer that the population sparsity index for adversarial examples showed differences from that of benign examples.

• Annual Conference on Human and Language Technology
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• 2018.10a
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• pp.25-30
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• 2018

기존의 검색 기반 챗봇 시스템과 다르게 생성 기반 챗봇 시스템은 사전에 정의된 응답에 의존하지 않고 채팅 말뭉치를 학습한 신경망 모델을 사용하여 응답을 생성한다. 생성 기반 챗봇 시스템이 사람과 같이 자연스러운 응답을 생성하려면 이전 문맥을 반영해야 할 필요가 있다. 기존 연구에서는 문맥을 반영하기 위해 이전 문맥과 입력 발화를 통합하여 하나의 벡터로 표현했다. 이러한 경우 이전 문맥과 입력 발화가 분리되어 있지 않아 이전 문맥이 필요하지 않는 경우 잡음으로 작용할 수 있다. 본 논문은 이러한 문제를 해결하기 위해 입력 발화와 이전 문맥을 각각의 벡터로 표현하는 방법을 제안한다. 또한 생성적 적대적 신경망을 통해 챗봇 시스템을 보강하는 방법을 제안한다. 채팅 말뭉치(55,000 개의 학습 데이터, 5,000개의 검증 데이터, 5,260 개의 평가 데이터)를 사용한 실험에서 제안한 문맥 반영 방법과 생성적 적대적 신경망을 통한 챗봇 시스템 보강 방법은 BLEU와 임베딩 기반 평가의 성능 향상에 도움을 주었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.64-64
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• 2022

이상기후로 인해 돌발적이고 국지적인 호우 발생의 빈도가 증가하게 되면서 짧은 선행시간(~3 시간) 범위에서 수치예보보다 높은 정확도를 갖는 초단시간 강우예측자료가 돌발홍수 및 도시홍수의 조기경보를 위해 유용하게 사용되고 있다. 일반적으로 초단시간 강우예측 정보는 레이더를 활용하여 외삽 및 이동벡터 기반의 예측기법으로 산정한다. 최근에는 장기간 레이더 관측자료의 확보와 충분한 컴퓨터 연산자원으로 인해 레이더 자료를 활용한 인공지능 심층학습 기반(RNN(Recurrent Neural Network), CNN(Convolutional Neural Network), Conv-LSTM 등)의 강우예측이 국외에서 확대되고 있고, 국내에서도 ConvLSTM 등을 활용한 연구들이 진행되었다. CNN 심층신경망 기반의 초단기 예측 모델의 경우 대체적으로 외삽기반의 예측성능보다 우수한 경향이 있었으나, 예측시간이 길어질수록 공간 평활화되는 경향이 크게 나타나므로 고강도의 뚜렷한 강수 특징을 예측하기 힘들어 예측정확도를 향상시키는데 중요한 소규모 기상현상을 왜곡하게 된다. 본 연구에서는 이러한 한계를 보완하기 위해 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network, GAN)을 적용한 초단시간 예측기법을 활용하고자 한다. GAN은 생성모형과 판별모형이라는 두 신경망이 서로간의 적대적인 경쟁을 통해 학습하는 신경망으로, 데이터의 확률분포를 학습하고 학습된 분포에서 샘플을 쉽게 생성할 수 있는 기법이다. 본 연구에서는 2017년부터 2021년까지의 환경부 대형 강우레이더 합성장을 수집하고, 강우발생 사례를 대상으로 학습을 수행하여 신경망을 최적화하고자 한다. 학습된 신경망으로 강우예측을 수행하여, 국내 기상청과 환경부에서 생산한 레이더 초단시간 예측강우와 정량적인 정확도를 비교평가 하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.228-228
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• 2023

국지적 지역에 내리는 강한 강도의 강우는 많은 인명 및 재산 피해를 발생시킨다. 이러한 피해를 예방하기 위해 도시 침수 예측에 관한 연구가 오랜 기간 수행되어 왔으며, 최근에는 다양한 신경망(neural network) 모델이 활발히 이용되고 있다. 강우 지속 기간이나 강도는 일정하지 않고, 공간적 특징 또한 도시마다 다르므로 안정적인 침수 예측을 위한 신경망 모델은 강건성(robustness)을 지녀야 한다. 강건한 신경망 모델이란 적대적 공격(adversarial attack)을 방어할 수 있는 능력을 갖춘 모델을 일컫는다. 따라서 본 연구에서는, 도시 침수 예측을 위한 시공간 신경망(spatio-temporal neural network) 모델의 강건성 제고를 위한 방법론을 제안한다. 먼저 적대적 공격의 유형과 방어 방법을 분류하고, 시공간 신경망 모델의 학습 데이터 특성 및 모델 구조구성 조건 등을 활용하여 최적의 강건성 제고 방안을 도출하였다. 해당 모델은 집중호우로 인해 나타날 다양한 관망에서의 침수 피해를 각각 예측하고 피해를 예방하기 위해 활용될 수 있다.

• Review of KIISC
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• v.30 no.6
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• pp.107-115
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• 2020

다양한 응용분야에서 심층신경망 기반의 학습 모델이 앞 다투어 이용됨에 따라 인공지능의 설명 가능한 동작 원리 해석과, 추론이 갖는 불확실성에 관한 분석 또한 심도 있게 연구되고 있다. 이에 심층신경망 기반 기계학습 모델의 취약성이 수면 위로 드러났으며, 이러한 취약성을 이용하여 악의적으로 모델을 공격함으로써 오동작을 유도하고자 하는 시도가 다방면으로 이루어짐에 의해 학습 모델의 강건함 보장은 보안 분야에서의 쟁점으로 부각되고 있다. 모델 추론의 입력으로 이용되는 이미지에 교란값을 추가함으로써 심층신경망의 오분류를 발생시키는 임의의 변형된 이미지를 적대적 사례라 정의하며, 본 논문에서는 최근 인공지능 및 컴퓨터비전 분야에서 이루어지고 있는 이미지 기반 적대적 사례의 생성 기법에 대하여 논한다.

• Proceedings of the Korea Information Processing Society Conference
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• 2022.11a
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• pp.243-245
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• 2022

다양한 분야에서 심층 신경망 기반 모델이 사용되면서 뛰어난 성능을 보이고 있다. 그러나 기계학습 모델의 오작동을 유도하는 적대적 공격(adversarial attack)에 의해 심층 신경망 모델의 취약성이 드러났다. 보안 분야에서는 이러한 취약성을 보완하기 위해 의도적으로 모델을 공격함으로써 모델의 강건함을 검증한다. 현재 2D 이미지에 대한 적대적 공격은 활발한 연구가 이루어지고 있지만, 3D 데이터에 대한 적대적 공격 연구는 그렇지 않은 실정이다. 본 논문에서는 뉴럴 렌더링(neural rendering)과 적대적 공격, 그리고 3D 표현에 적대적 공격을 적용한 연구를 조사해 이를 통해 추후 뉴럴 렌더링에서 일어나는 적대적 공격 연구에 도움이 될 것을 기대한다.

• Proceedings of the Korean Society of Broadcast Engineers Conference
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• 2021.06a
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• pp.10-13
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• 2021

본 논문에서는 과다 노출된 영상을 영상 간 변환(Image-to-Image Translation)을 위해 설계된 적대적 생성 신경망(Generative Adversarial Network)을 활용하여 복원하는 연구를 수행한다. 과다 노출 복원을 위한 기존의 연구에서 과다 노출 영역 판별, 밝기 회복, 색상 보정 과정을 거치는데, 영상 내 과다 노출 영역을 판별하는 과정에서 임의로 결정하는 파라미터에 의해 복원된 영상 결과가 달라지는 한계점을 극복하기 위해 종단간(End-to-End) 신경망을 학습시켜 과다 노출 영역을 별도의 파라미터 선택과 분할된 과정 없이 한 번에 복원하는 방법을 제안한다. 영상 간 변환 신경망 학습에 필요한 과다 노출 여부로 도메인이 분할된 데이터셋은 게임 소프트웨어를 활용하여 만들어 사용하였다. 본 연구에서는 신경망이 생성한 영상이 실제로 과다 노출 영역을 탐지하여 복원하는 것을 확인하였다. 그리고 과다 노출 영역을 탐지하여 복원하는 과정을 학습 단계별로 확인함으로써 신경망이 실제로 과다 노출 복원 과정을 학습함을 보였다.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.8 no.6
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• pp.867-871
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• 2022

Amid the recent rapid trend change, the change in design has a great impact on the sales of fashion companies, so it is inevitable to be careful in choosing new designs. With the recent development of the artificial intelligence field, various machine learning is being used a lot in the fashion market to increase consumers' preferences. To contribute to increasing reliability in the development of new products by quantifying abstract concepts such as preferences, we generate new images that do not exist through three adversarial generative neural networks (GANs) and numerically compare abstract concepts of preferences using pre-trained convolution neural networks (CNNs). Deep convolutional generative adversarial networks (DCGAN), Progressive growing adversarial networks (PGGAN), and Dual Discriminator generative adversarial networks (DANs), which were trained to produce comparative, high-level, and high-level images. The degree of similarity measured was considered as a preference, and the experimental results showed that D2GAN showed a relatively high similarity compared to DCGAN and PGGAN.

• Annual Conference on Human and Language Technology
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• 2019.10a
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• pp.488-491
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• 2019

문법 오류 교정은 문법적으로 오류가 있는 문장을 입력 받아 오류를 교정하는 시스템이다. 문법 오류 교정을 위해서는 문법 오류를 제거하는 것과 더불어 자연스러운 문장을 생성하는 것이 중요하다. 이 연구는 적대적 생성 신경망(GAN)을 이용하여 정답 문장과 구분이 되지 않을 만큼 자연스러운 문장을 생성하는 것을 목적으로 한다. 실험 결과 GAN을 이용한 문법 오류 교정은 MaxMatch F_0.5 score 기준으로 0.4942을 달성하여 Baseline의 0.4462보다 높은 성능을 기록했다.