In this study, we generate future full disk magnetograms in 12, 24, 36 and 48 hours advance from SDO/HMI images using deep learning. To perform this generation, we apply the convolutional generative adversarial network (cGAN) algorithm to a series of SDO/HMI magnetograms. We use SDO/HMI data from 2011 to 2016 for training four models. The models make AI-generated images for 2017 HMI data and compare them with the actual HMI magnetograms for evaluation. The AI-generated images by each model are very similar to the actual images. The average correlation coefficient between the two images for about 600 data sets are about 0.85 for four models. We are examining hundreds of active regions for more detail comparison. In the future we will use pix2pix HD and video2video translation networks for image prediction.
최근 사이버보안 패러다임의 변화에 따라, 인공지능 구현 기술인 기계학습과 딥러닝 기법을 적용한 이상탐지 방법의 연구가 증가하고 있다. 본 연구에서는 공개 데이터셋인 NGIDS-DS(Next Generation IDS Dataset)를 이용하여 GRU(Gated Recurrent Unit) 신경망 기반 침입 탐지 모델의 이상(anomaly) 탐지 성능을 향상시킬 수 있는 데이터 전처리 기술에 관한 비교 연구를 수행하였다. 또한 정상 데이터와 공격 데이터 비율에 따른 클래스 불균형 문제를 해결하기 위해 DCGAN(Deep Convolutional Generative Adversarial Networks)을 적용한 오버샘플링 기법 등을 사용하여 오버샘플링 비율에 따른 탐지 성능을 비교 및 분석하였다. 실험 결과, 시스템 콜(system call) 특성과 프로세스 실행패스 특성에 Doc2Vec 알고리즘을 사용하여 전처리한 방법이 좋은 성능을 보였고, 오버샘플링별 성능의 경우 DCGAN을 사용하였을 때, 향상된 탐지 성능을 보였다.
유전자 발현 데이터는 질병의 예후 예측, 약물 반응성 예측 등 질병에 대한 이해와 정밀 의료 실현을 위한 연구들에 활용될 수 있지만 충분한 양의 데이터를 수집하는 데 많은 비용적 문제가 있다. 본 논문에서는 Conditional VAE에 기반한 유전자 발현 데이터 생성 모델을 제안하였다. 이전 연구인 WGAN-GP기반의 유전자 발현 생성 모델과 정형 데이터 생성 모델인 CTGAN, TVAE와 비교하여 본 논문의 Conditional VAE기반 모델이 생물학적, 통계학적으로 더 유의미한 합성 데이터를 생성할 수 있음을 보였다.
홀로그램 기술은 3차원 객체의 생성, 전송, 재생 관점에서 기술 개발이 활발히 수행되고 있지만 현재 여러 가지 한계로 인하여 답보상태에 머물러 있다. VR, AR을 넘어 새로운 기술의 요구에 부합하기 위해 중간 단계로 유사홀로그램 시장이 성장하고 있는 추세다. 홀로그램의 기술의 핵심은 point cloud 형태의 방대한 3차원 데이터를 생성하고 그 방대한 데이터를 통신망을 통해 실시간으로 전송하여 목적지에서 원본과 같이 재생하는 것이다. 본 연구에서는 방대한 3차원 데이터를 실시간으로 전송하기 위한 방법으로 생성된 3차원 객체 정보의 특징점을 전송하여 목적지에서 원본과 비슷한 형태의 객체로 재생하는 방법에 대해 연구한다.
Multi-wavelength observations become very popular in astronomy. Even though there are some correlations among different sensor images, it is not easy to translate from one to the other one. In this study, we apply a deep learning method for image-to-image translation, based on conditional generative adversarial networks (cGANs), to solar images. To examine the validity of the method for scientific data, we consider several different types of pairs: (1) Generation of SDO/EUV images from SDO/HMI magnetograms, (2) Generation of backside magnetograms from STEREO/EUVI images, (3) Generation of EUV & X-ray images from Carrington sunspot drawing, and (4) Generation of solar magnetograms from Ca II images. It is very impressive that AI-generated ones are quite consistent with actual ones. In addition, we apply the convolution neural network to the forecast of solar flares and find that our method is better than the conventional method. Our study also shows that the forecast of solar proton flux profiles using Long and Short Term Memory method is better than the autoregressive method. We will discuss several applications of these methodologies for scientific research.
본 논문에서는 심층신경망(deep neural network, DNN)을 이용하여 디지털 홀로그램을 생성하는 신경망의 학습을 위한 데이터 균형 조정 방법에 대하여 논의 한다. 심층신경망은 딥러닝(deep learning, DL) 기술에 기반을 두고 있고, 생성형 적대적 네트워크(generative adversarial network, GAN)계열을 이용한다. 심층 신경망을 통하여 생성 하고자하는 홀로그램의 기본 단위인 프린지 패턴은 홀로그램 평면과 객체의 위치에 따라 데이터의 형태가 매우 다르다. 하지만 데이터의 분류 기준이 명확하지 않기 때문에 학습 데이터의 불균형이 생길 수 있다. 학습 데이터의 불균형은 곧 학습의 불안정 요소로 작용한다. 따라서 분류 기준이 명확하지 않은 데이터를 분류하고 균형을 맞추는 방법을 제시한다. 그리고 이를 통하여 학습이 안정화됨을 보인다.
전투기 또는 무장헬기 날개에 장착된 무기체계의 전달정렬 성능 향상을 위해서는 정확한 플렉셔 모델이 필요하다. 플렉셔를 역학적, 확률적으로 모델링하는 방법들이 연구되고 있지만, 여전히 무기체계에 적용하기엔 모델링의 정확도가 낮다. 최근 연구되고 있는 딥러닝 기법들은 이러한 플렉셔의 비선형 특성을 모델링하기 적합하지만, 그에 앞서 딥러닝 모델링을 위해 다량의 플렉셔 데이터를 확보하는 과정에서 전투기를 운용하여 필요한 데이터를 얻는 것은 현실적으로 한계가 있다. 본 논문에서는 데이터 생성을 위해 활발히 연구 중인 생성적 적대 신경망 알고리즘을 활용하여 이미 획득한 플렉셔 데이터를 다량으로 늘리는 알고리즘을 연구하고, 생성적 적대 신경망의 대표적인 정량적 평가기법을 활용하여 실제 원본 데이터와의 유사도를 평가하였다.
In this paper, we present a data augmentation method that generates synthetic plant disease images using Generative Adversarial Networks (GANs). We propose a training scheme that first uses classical data augmentation techniques to enlarge the training set and then further enlarges the data size and its diversity by applying GAN techniques for synthetic data augmentation. Our method is demonstrated on a limited dataset of 2789 images of tomato plant diseases (Gray mold, Canker, Leaf mold, Plague, Leaf miner, Whitefly etc.).
Synthetic dynamic infrared image generation from the given virtual environment is being the primary goal to simulate the output of the infra-red(IR) camera installed on a vehicle to evaluate the control algorithm for various search & reconnaissance missions. Due to the difficulty to obtain actual IR data in complex environments, Artificial intelligence(AI) has been used recently in the field of image data generation. In this paper, CycleGAN technique is applied to obtain a more realistic synthetic IR image. We added the Structural Similarity Index Measure(SSIM) loss function to the L1 loss function to generate a more realistic synthetic IR image when the CycleGAN image is generated. From the simulation, it is applicable to the guided-missile flight simulation tests by using the synthetic infrared image generated by the proposed technique.
Recently, generative adversarial networks (GANs) is a field of research that has rapidly emerged wherein many studies conducted shows overwhelming results. Initially, this was at the level of imitating the training dataset. However, the GAN is currently useful in many fields, such as transformation of data categories, restoration of erased parts of images, copying facial expressions of humans, and creation of artworks depicting a dead painter's style. Although many outstanding research achievements have been attracting attention recently, GANs have encountered many challenges. First, they require a large memory facility for research. Second, there are still technical limitations in processing high-resolution images over 4K. Third, many GAN learning methods have a problem of instability in the training stage. However, recent research results show images that are difficult to distinguish whether they are real or fake, even with the naked eye, and the resolution of 4K and above is being developed. With the increase in image quality and resolution, many applications in the field of design and image and video editing are now available, including those that draw a photorealistic image as a simple sketch or easily modify unnecessary parts of an image or a video. In this paper, we discuss how GANs started, including the base architecture and latest technologies of GANs used in high-resolution, high-quality image creation, image and video editing, style translation, content transfer, and technology.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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