본 논문은 수면 2기의 EEG 신호와 주성분 분석(principle component analysis)을 이용하여 수면 장애를 분류하는 방안을 제안하고 있다. 초기 특징을 추출하기 위해서 첫 번째 단계에서는 수면 2기의 EEG 신호가 고속 푸리에 변환(fast Fourier transforms)에 의해서 잡음을 제거하는 과정이 수행되었다. 잡음이 제거된 EEG 신호를 두 번째 단계에서는 주성분 분석을 이용하여 5개의 차원으로 축소하였다. 마지막 단계에서는 축소된 5개의 차원을 가중 퍼지소속함수 기반 신경망(neural network with weighted fuzzy membership functions, NEWFM)의 입력으로 사용하여 분류성능을 측정하였다. 분류성능에 있어서 정확도(accuracy), 특이도(specificity), 민감도(sensitivity)가 모두 100%로 나타났다.
부품들에 대한 열반응 검증 시스템은 모델링이 없으므로 일반적으로 PID 알고리즘에 의해 제어된다. 그러나 이 알고리즘에 의한 제어는 적절한 제어에 있어서 많은 한계성을 지닌다. 이러한 문제를 해결하기 위해 시스템에 대한 자율 탐색기능을 갖는 퍼지 알고리즘에 기반 된 제어기를 설계한다. 퍼지 입력소속함수가 설정된 안정영역에 기반 되어 적응되고, 규칙기반이 시스템 반응에 기초되어 변환된다. 추론과 비퍼지화를 통해 계산된 출력값이 시스템 동작에 알맞은 값으로 변환된다. 이러한 조절을 통해 시스템이 불안정 영역으로 이동하는 것을 최소화시킨다.
본 연구는 건설 프로젝트의 초기 단계에서 미래에 발생할 수 있는 리스크를 리스크분할체계를 통하여 파악하고, 파악된 리스크를 효과적이고 체계적으로 분석 및 평가하여 프로젝트 초기단계에서 리스크를 분석하고 평가할 수 있는 절차와 계산틀을 제시하였다. 그에 따라, 프로젝트 기획 및 입찰 전 단계에서 건설공사 이행과정에서 발생할 가능성이 있는 리스크를 분석 및 평가하기 위해 FREES(Fuzzy Risk Evaluation Expert System)을 제안하였으며 가상 시나리오를 설정하여 모델에 대한 검증을 수행하였다. FREES는 기존의 IF-THEN 지식베이스를 사용한 전문가 시스템과 비교했을 경우 퍼지소속함수를 사용함으로써 규칙의 수를 현저하게 줄일 수 있으며 지식베이스의 구축과 변경 및 삭제 등이 용이하기 때문에 시간의 변화에 따라 다양하게 변화하는 리스크의 크기나 영향정도를 쉽게 반영할 수 있다.
본 논문에서는 기존의 회전근개 건 파열 추출 방법을 개선하기 위하여 초음파 영상에서 환자 정보를 제거하여 ROI 영역을 추출한다. 추출된 ROI 영역에서 명암 대비를 강조하기 위해 기존의 사다리꼴 형태의 퍼지 스트레칭 기법에서 소속 함수를 개선한 퍼지 스트레칭 기법을 적용하여 힘줄과 연골 영역을 효과적으로 강조한다. 강조된 ROI 영역에서 Max-Min 이진화와 8방향 윤곽선 추적 기법 및 Monoton Cubic Spline 기법을 적용한 후에 라벨링 기법을 적용하여 힘줄 및 연골 영역을 추출한다. 추출된 힘줄과 연골 영역을 이용하여 회전근개 영역을 추출한다. 추출한 회전근개 영역에 SOM 기반 양자화 기법을 적용하여 회전근개 건 파열 영역을 추출한다. 제안된 회전근개 건 파열 영역 추출 방법을 다양한 초음파 회전근개 건 파열 영상을 대상으로 실험한 결과, 제안된 회전근개 건 파열 영역이 기존의 추출 방법보다 TPR 값이 증가되어 회전근개 건 파열 분석에 효과적인 것을 확인할 수 있었다.
본 논문은 가중 퍼지소속함수 기반 신경망(Neural Network with Weighted Fuzzy Membership Functions, NEWFM)을 이용하여 Creighton University Ventricular Tachyarrhythmia DataBase(CUDB)의 심전도(ECG) 신호로부터 정상리듬(Normal Sinus Rhythm, NSR)과 심실빈맥/심실세동(Ventricular Tachycardia/Ventricular Fibrillation, VT/VF)을 분류하는 방안을 제시하고 있다. NEWFM에서 사용할 특징입력을 추출하기 위해서 첫 번째 단계에서는 웨이블릿 변환(wavelet transform, WT)을 이용하였다. 두 번째 단계에서는 첫 번째 단계에서 생성된 웨이블릿 계수들을 위상공간 재구성(Phase Space Reconstruction, PSR)과 첨단(Peak) 추출 기법의 입력 값으로 이용하여 2개의 특징입력을 추출하였다. NEWFM은 이들 2개의 특징입력을 이용하여 정상리듬과 심실빈맥/심실세동을 분류하였고 그 결과로 90.13%의 분류성능을 나타내었다.
본 논문에서는 분류 성능을 향상하기 위해서 Takagi-Sugeno(T-S) 퍼지 모델 기반의 가중 퍼지소속함수 기반 신경망(Neural Network with Weighted Fuzzy Membership Functions; NEWFM)을 이용한 새로운 인스턴스 선택을 제안하였다. 제안하는 인스턴스 선택은 T-S 퍼지 모델에서의 가중 평균 역퍼지화와 통계학에서 사용하는 정규분포의 신뢰구간과 같은 구간 선택을 이용하여 인스턴스를 선택하였다. 제안하는 인스턴스 선택의 분류 성능을 평가하기 위해서 인스턴스 사용 전/후에 따라서 분류 성능을 비교하였다. 인스턴스 사용 전/후에 따른 분류 성능은 각각 77.33%, 78.19%로 나타났다. 또한 인스턴스 사용 전/후에 따른 분류 성능 간에 차이점을 보여주기 위해서 통계학에서 사용하는 맥니마 검정을 사용하였다. 맥니마 검정의 결과로 유의 확률이 0.05보다 적게 나오므로 인스턴스 선택의 분류 성능이 인스턴스 선택을 하지 않는 경우의 분류 성능보다 우수함을 확인 할 수가 있었다.
자신이 느끼는 것이나 보는 것, 경험하는 것을 언어로 표현하는 것이 서툰 아동들에게 있어 미술 활동은 감정을 표현할 수 있는 방법 중 하나이며 미술 치료를 위한 중요한 분석 대상이기도 하다. PC의 그림판 기능 등을 통한 디지털 그림이 일상화된 최근에는 기존의 색채학 이론과 미술 치료 이론이 접목되고 있으며 자동 분석 기능의 필요성이 대두되고 있다. 본 논문에서는 아동이 그린 그림에 대해 주조색 분석을 하고 ART2 알고리즘을 적용하여 색채 정보를 군집화한다. 군집화된 각각의 중심 벡터값을 기반으로 색채 빈도수를 소속 함수에 적용하여 퍼지화한다. 퍼지화된 중심 벡터 값을 퍼지 추론 규칙에 적용한 후에 비퍼지화를 수행한다. 비퍼지화된 값을 분석한 후에 주조색과 보조색을 결정하여 알슈울러와 해트윅의 단일 색채에 따른 심리 상태와 색상 조합의 심리상태와 비교한 결과, 거의 비슷한 결과가 도출되는 것을 확인하였다.
본 논문에서는 유전 알고리듬을 이용한 퍼지 제어기의 설계 자동화 및 최적화 기법이 제안된다. 일반적으로 퍼지 제어기의 설계는 전문가의 지식 습득에 어려움이 있으며 또한 많은 경우에 객관적으로 정당화될 수 없는 경험적이고 발견적인 지식에 의존하고 있다. 이에 따라 설계자가 예상치 못한 플랜트 매개 변수의 변동이나 돌발적인 상황에 처했을 경우 제어 성능이 떨어지기 쉽다. 또한 이러한 전문가의 경험에 의해 설정된 퍼지 제어기의 여러 구성 요소들의 매개 변수가 최적값이라는 보장도 없다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 유전 알고리듬을 이용하여 퍼지 제어기를 구성하는 언어 규칙 수의 최적화의 소속함수의 매개변수의 최적화를 동시에 동정할 수 있는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 스케일링 팩터를 포함한 퍼지 제어기의 여러 구성 요소와 적절한 규칙의 수를 유전 알고리듬을 이용하여 체계적으로 동정하는 방법을 제안하고 증가된 최적화 대상 매개 변수로 인한 탐색 공간의 증가를 효과적으로 억제하는 방안도 아울러 제안한다. 제안된 기법의 효율성 및 정확성을 평가하기 위하여 2차 시간 지연을 갖는 플랜트에 대한 모의 실험을 수행한다. 그 결과 본 논문에서 제안한 기법에 의해 동정된 퍼지 제어기의 성능이 수동으로 동정된 제어기에 비해 정확성면에서나 규칙 수의 최소화면에서 우수함을 증명하였다.
본 논문은 다중 센서 융합의 성능을 높이기 위해 적응형 퍼지-칼만 필터를 적용하고 교차검증법(cross-validation)으로 퍼지시스템 입 출력 소속 함수의 매개변수를 조정하는 방법을 제안한다. 적응형 퍼지-칼만 필터는 가속도의 변화량과 칼만 필터의 잔여오차를 입력으로 시스템잡음, 측정잡음을 추정하여 칼만 이득을 변화시킨다. 적용된 퍼지-칼만 필터는 잡음들을 가우시안 분포로 가정한 이전 방법과 비교하여 비선형/비가우시안 잡음에 강인한 추정 결과를 보여준다. 본 논문에서 제안한 퍼지-칼만 필터를 평가하기 위해 가속도센서/자이로센서를 융합하여 2축 자세추정시스템(Attitude Heading Reference System)을 설계하였고 무인항공기에 사용되는 자세추정센서 NAV420CA-100과 비교하여 성능을 검증하였다.
본 논문은 퍼지추론을 이용하여 신경회로망의 필기체 숫자 인식 개선 방법을 제안하였고 실험을 통하여 확인하였다. 신경회로망은 학습 시간이 오래 걸리고, 학습한 패턴에서는 100% 인식률을 보였다. 그러나 신경회로망은 시험 패턴에서는 좋은 결과를 보여주지 못했다. 실험결과 신경회로망의 인식률과 오인식률이 각각 초기 89.6%, 10.4%에서 90.2%, 9.8%로 각각 향상되었다. 특히, 숫자 3과 5에서 오인식률을 크게 감소시켰다. 실험에서 퍼지 소속 함수의 추출을 숫자의 밀도로 사용하였으나 필기체 숫자는 입력 패턴이 다양하기 때문에 다양한 특성을 추출하고 복합적으로 퍼지 추론을 사용해 더 나은 인식률을 높여야 한다. 또한 퍼지추론을 엄격하게 적용하기보다는 입력 패턴을 매칭 할 때 퍼지 추론을 적용하는 것을 제안한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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