• 제목/요약/키워드: 3D-CNN

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An Implementation of Effective CNN Model for AD Detection

  • Vyshnavi Ramineni;Goo-Rak Kwon
    • 스마트미디어저널
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    • 제13권6호
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    • pp.90-97
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    • 2024
  • This paper focuses on detecting Alzheimer's Disease (AD). The most usual form of dementia is Alzheimer's disease, which causes permanent cause memory cell damage. Alzheimer's disease, a neurodegenerative disease, increases slowly over time. For this matter, early detection of Alzheimer's disease is important. The purpose of this work is using Magnetic Resonance Imaging (MRI) to diagnose AD. A Convolution Neural Network (CNN) model, Reset, and VGG the pre-trained learning models are used. Performing analysis and validation of layers affects the effectiveness of the model. T1-weighted MRI images are taken for preprocessing from ADNI. The Dataset images are taken from the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative (ADNI). 3D MRI scans into 2D image slices shows the optimization method in the training process while achieving 96% and 94% accuracy in VGG 16 and ResNet 18 respectively. This study aims to classify AD from brain 3D MRI images and obtain better results.

치매 진단을 위한 Faster R-CNN 활용 MRI 바이오마커 자동 검출 연동 분류 기술 개발 (Alzheimer's Disease Classification with Automated MRI Biomarker Detection Using Faster R-CNN for Alzheimer's Disease Diagnosis)

  • 손주형;김경태;최재영
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제22권10호
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    • pp.1168-1177
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    • 2019
  • In order to diagnose and prevent Alzheimer's Disease (AD), it is becoming increasingly important to develop a CAD(Computer-aided Diagnosis) system for AD diagnosis, which provides effective treatment for patients by analyzing 3D MRI images. It is essential to apply powerful deep learning algorithms in order to automatically classify stages of Alzheimer's Disease and to develop a Alzheimer's Disease support diagnosis system that has the function of detecting hippocampus and CSF(Cerebrospinal fluid) which are important biomarkers in diagnosis of Alzheimer's Disease. In this paper, for AD diagnosis, we classify a given MRI data into three categories of AD, mild cognitive impairment, and normal control according by applying 3D brain MRI image to the Faster R-CNN model and detect hippocampus and CSF in MRI image. To do this, we use the 2D MRI slice images extracted from the 3D MRI data of the Faster R-CNN, and perform the widely used majority voting algorithm on the resulting bounding box labels for classification. To verify the proposed method, we used the public ADNI data set, which is the standard brain MRI database. Experimental results show that the proposed method achieves impressive classification performance compared with other state-of-the-art methods.

CNN 모델 기반의 소아 ADHD 분류 기법 (The Classification Scheme of ADHD for children based on the CNN Model)

  • 김도현;박승민;김동현
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.809-814
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    • 2022
  • 주의력결핍장애는 산만함, 과잉행동을 보여주는 질환으로 소아청소년기에 진단 시 성인까지 증상이 지속되기 때문에 조기에 진단 및 치료를 시작하는 것이 중요하다. 그러나 소아는 정신적으로 미성숙하기 때문에 자가진단법 또는 측정 장비를 이용할 때 올바른 진단 데이터를 획득하기 어려운 문제가 있다. 이 논문에서는 ADHD 진단의 객관성과 정확도를 높이기 위하여 게임 콘텐츠를 이용하여 측정된 뇌전도 데이터에 대하여 CNN 모델링을 기반으로 분류하는 기법을 제시하고 실험하였다. 실험을 위하여 3D 네트워크 모델을 구성하였으며 평균적으로 97%의 정확도를 보여주었다.

단일 LiDAR를 활용한 End-to-End 기반 3D 모델 생성 방법 (End-to-End based 3D Model Generation Method using a Single LiDAR)

  • 곽정훈;성연식
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2020년도 춘계학술발표대회
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    • pp.532-533
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    • 2020
  • 원격 및 가상환경에서 사용자의 동작에 따른 3D 모델을 제공하기 위해 light detection and range (LiDAR)로 측정된 3D point cloud로 사용자의 3D 모델이 생성되어 원격 및 가상환경에 사용자의 모습이 제공된다. 하지만 3D 모델을 생성하기 위해서는 사용자의 신체 전부가 측정된 3D point cloud가 필요하다. 사용자의 신체 전체를 측정하기 위해서는 적어도 두 개 이상의 LiDAR가 필요하다. 두 개 이상의 LiDAR을 사용할 경우에는 LiDAR을 사용할 공간과 LiDAR를 구비하기 위한 비용이 발생한다. 단일 LiDAR로 3D 모델을 생성하는 방법이 요구된다. 본 논문에서는 단일 LiDAR에서 측정된 3D point cloud를 이용하여 3D 모델을 생성하는 방법이 제안된다. End-to-End 기반 Convolutional Neural Network (CNN) 모델로 측정된 3D point cloud를 분석하여 사용자의 체형과 자세를 예측하도록 학습한다. 기본자세를 취하는 동안 수집된 3D point cloud로 기본이 되는 사용자의 3D 모델을 생성한다. 학습된 CNN 모델을 통하여 측정된 3D point cloud로 사용자의 자세를 예측하여 기본이 되는 3D 모델을 수정하여 3D 모델을 제공한다.

차량 안전 제어를 위한 파티클 필터 기반의 강건한 다중 인체 3차원 자세 추정 (Particle Filter Based Robust Multi-Human 3D Pose Estimation for Vehicle Safety Control)

  • 박준상;박형욱
    • 자동차안전학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.71-76
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    • 2022
  • In autonomous driving cars, 3D pose estimation can be one of the effective methods to enhance safety control for OOP (Out of Position) passengers. There have been many studies on human pose estimation using a camera. Previous methods, however, have limitations in automotive applications. Due to unexplainable failures, CNN methods are unreliable, and other methods perform poorly. This paper proposes robust real-time multi-human 3D pose estimation architecture in vehicle using monocular RGB camera. Using particle filter, our approach integrates CNN 2D/3D pose measurements with available information in vehicle. Computer simulations were performed to confirm the accuracy and robustness of the proposed algorithm.

Skeleton Keypoints를 활용한 CNN3D 기반의 버스 승객 승하차 예측모델 (CNN3D-Based Bus Passenger Prediction Model Using Skeleton Keypoints)

  • 장진;김수형
    • 스마트미디어저널
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    • 제11권3호
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    • pp.90-101
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    • 2022
  • 버스는 대중적으로 많이 이용되는 교통수단이다. 그만큼 승객의 안전관리를 위해 철저한 대비가 필요하다. 하지만 2018년 승차하기 위해 접근하는 노인을 인지하지 못하고 버스가 출발하면서 사망사고가 발생하는 등 안전 시스템이 미흡한 상황이다. 기존에 뒷문 계단 쪽 센서를 통해 끼임 사고를 방지하는 안전 시스템은 있지만, 이러한 시스템은 위 사고처럼 승하차하려는 과정에서 발생하는 사고를 예방하진 못한다. 버스 승객의 승하차 의도를 예측할 수 있다면, 위와 같은 사고를 예방하는 안전 시스템 개발에 도움이 될 것이다. 그러나 승객의 승하차 의도를 예측하는 연구는 부족한 상태이다. 따라서 본 논문에서는 버스에 부착된 카메라 영상에서 UDP-Pose를 통해 승객의 skeleton keypoints를 추출하고, 이를 활용한 1×1 CNN3D 기반의 버스 승객 승하차 의도를 예측하는 모델을 제안한다. 제안한 모델은 승객의 승하차 의도를 예측하는 부분에서 RNN, LSTM 모델보다 약 1~2% 높은 정확도를 보여준다.

ANALOG COMPUTING FOR A NEW NUCLEAR REACTOR DYNAMIC MODEL BASED ON A TIME-DEPENDENT SECOND ORDER FORM OF THE NEUTRON TRANSPORT EQUATION

  • Pirouzmand, Ahmad;Hadad, Kamal;Suh, Kune Y.
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제43권3호
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    • pp.243-256
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    • 2011
  • This paper considers the concept of analog computing based on a cellular neural network (CNN) paradigm to simulate nuclear reactor dynamics using a time-dependent second order form of the neutron transport equation. Instead of solving nuclear reactor dynamic equations numerically, which is time-consuming and suffers from such weaknesses as vulnerability to transient phenomena, accumulation of round-off errors and floating-point overflows, use is made of a new method based on a cellular neural network. The state-of-the-art shows the CNN as being an alternative solution to the conventional numerical computation method. Indeed CNN is an analog computing paradigm that performs ultra-fast calculations and provides accurate results. In this study use is made of the CNN model to simulate the space-time response of scalar flux distribution in steady state and transient conditions. The CNN model also is used to simulate step perturbation in the core. The accuracy and capability of the CNN model are examined in 2D Cartesian geometry for two fixed source problems, a mini-BWR assembly, and a TWIGL Seed/Blanket problem. We also use the CNN model concurrently for a typical small PWR assembly to simulate the effect of temperature feedback, poisons, and control rods on the scalar flux distribution.

3 차원 수용영역 구조의 CNN 모델을 이용한 동적 수신호 인식 기법 (Dynamic Hand Gesture Recognition Using a CNN Model with 3D Receptive Fields)

  • 박진희;이조셉;김호준
    • 한국정보처리학회:학술대회논문집
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    • 한국정보처리학회 2007년도 춘계학술발표대회
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    • pp.459-462
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    • 2007
  • 본 연구에서는 동적 수신호 인식문제를 위하여 CNN 모델을 사용한 특징추출 기법과, FMM 신경망을 사용한 특징 분석 기법을 상호 결합한 형태의 패턴 인식 모델을 제안한다. 수신호 인식을 위하여 영상패턴에서 대상물의 움직임 정보에 기초한 3 차원 형식의 데이터 표현 기법과, 이로부터 인식을 위한 특징추출 기법을 제시한다. 특징추출 모듈에서는 3 차원으로 확장된 구조의 수용영역을 고려한 CNN 모델을 제안하며, 이로부터 학습패턴에서 특징점의 공간적 변이에 대한 영향을 최소화할 수 있음을 고찰한다. 또한 인식효율의 개선을 위하여 방대한 양의 특징집합으로부터 효과적인 특징을 선별하기 위한 방법론으로서 WFMM 모델 기반의 특징분석 기법을 정의하고 이로부터 선별된 특징을 사용하는 인식 기법을 소개한다.

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Emotion Recognition using Short-Term Multi-Physiological Signals

  • Kang, Tae-Koo
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제16권3호
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    • pp.1076-1094
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    • 2022
  • Technology for emotion recognition is an essential part of human personality analysis. To define human personality characteristics, the existing method used the survey method. However, there are many cases where communication cannot make without considering emotions. Hence, emotional recognition technology is an essential element for communication but has also been adopted in many other fields. A person's emotions are revealed in various ways, typically including facial, speech, and biometric responses. Therefore, various methods can recognize emotions, e.g., images, voice signals, and physiological signals. Physiological signals are measured with biological sensors and analyzed to identify emotions. This study employed two sensor types. First, the existing method, the binary arousal-valence method, was subdivided into four levels to classify emotions in more detail. Then, based on the current techniques classified as High/Low, the model was further subdivided into multi-levels. Finally, signal characteristics were extracted using a 1-D Convolution Neural Network (CNN) and classified sixteen feelings. Although CNN was used to learn images in 2D, sensor data in 1D was used as the input in this paper. Finally, the proposed emotional recognition system was evaluated by measuring actual sensors.

3D CNN 기반 전립선 MRI 영상 분할 기술 (3D CNN-Based Segmentation of Prostate MR images)

  • 문주혁;최환;이세호;장원동;김창수
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2017년도 하계학술대회
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    • pp.145-146
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    • 2017
  • 본 논문에서는 남성의 하반신을 촬영한 MRI 영상으로부터 전립선을 분할하는 알고리즘을 제안한다. 우선 3 차원 입체 영상을 학습하기 위해 3D 컨볼루션 계층(convolutional layer) 및 3D 풀링 계층(pooling layer)에 기반한 네트워크를 제안한다. 다음으로 네트워크의 최후단에 해당하는 전연결 계층(fully connected layer)의 강인한 학습을 돕는 잡음 계층을 제안한다. 잡음 계층은 네트워크의 학습 파라미터 혹은 출력 영상에 가우시안 잡음를 더함으로써 드롭 아웃과 같이 훈련 영상에 대한 과적합(overfitting)을 막고 테스트 영상에 강인한 네트워크의 학습을 돕는다. 마지막으로 실험을 통해 제안하는 기법이 기존 기법에 비해 우수한 분할 성능을 보임을 확인한다.

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