As automated essay scoring (AES) has progressed from handcrafted techniques to deep learning, holistic scoring capabilities have merged. However, specific trait assessment remains a challenge because of the limited depth of earlier methods in modeling dual assessments for holistic and multi-trait tasks. To overcome this challenge, we explore providing comprehensive feedback while modeling the interconnections between holistic and trait representations. We introduce the DualBERT-Trans-CNN model, which combines transformer-based representations with a novel dual-scale bidirectional encoder representations from transformers (BERT) encoding approach at the document-level. By explicitly leveraging multi-trait representations in a multi-task learning (MTL) framework, our DualBERT-Trans-CNN emphasizes the interrelation between holistic and trait-based score predictions, aiming for improved accuracy. For validation, we conducted extensive tests on the ASAP++ and TOEFL11 datasets. Against models of the same MTL setting, ours showed a 2.0% increase in its holistic score. Additionally, compared with single-task learning (STL) models, ours demonstrated a 3.6% enhancement in average multi-trait performance on the ASAP++ dataset.
International journal of advanced smart convergence
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v.11
no.2
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pp.185-193
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2022
There have been various studies in Korea to develop a %IMF(Intramuscular Fat Percentage) estimation method suitable for Hanwoo. Recently, a %IMF estimation method using a convolutional neural network (CNN), a kind of deep learning method among artificial intelligence methods, has been studied. In this study, we performed a performance comparison when various preprocessing methods were applied to the %IMF estimation of ultrasound images using CNN as mentioned above. The preprocessing methods used in this study are normalization, histogram equalization, edge enhancement, and a method combining normalization and edge enhancement. When estimating the %IMF of Hanwoo by the conventional method that did not apply preprocessing in the experiment, the accuracy was 98.2%. The other hand, we found that the accuracy improved to 99.5% when using preprocessing with histogram equalization alone or combined regularization and edge enhancement.
Recently, deep neural networks such as CNN are showing excellent performance in various fields such as image classification, object recognition, visual quality enhancement, etc. However, as the model size and computational complexity of deep learning models for most applications increases, it is hard to apply neural networks to IoT and mobile environments. Therefore, neural network compression algorithms for reducing the model size while keeping the performance have been being studied. In this paper, we apply few compression methods to CNN models and evaluate their performances in the embedded environment. For evaluate the performance, the classification performance and inference time of the original CNN models and the compressed CNN models on the image inputted by the camera are evaluated in the embedded board equipped with QCS605, which is a customized AI chip. In this paper, a few CNN models of MobileNetV2, ResNet50, and VGG-16 are compressed by applying the methods of pruning and matrix decomposition. The experimental results show that the compressed models give not only the model size reduction of 1.3~11.2 times at a classification performance loss of less than 2% compared to the original model, but also the inference time reduction of 1.2~2.21 times, and the memory reduction of 1.2~3.8 times in the embedded board.
The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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v.24
no.1
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pp.181-187
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2024
There are two kinds of well-known CNN methods, the group equivariant CNN and the CNN using steerable filters, which have excellent classification performances for randomly rotated objects in image space. This paper describes their mathematical structures and introduces implementation methods. We implement them, including the existing CNN, which have the same number of filters, then compare and analyze their performances by simulating them with the randomly rotated MNIST. According to the experimental results, the steerable CNN, which shows a classification improvement over the others, has a relatively small number of parameters to learn, so performance degradation is relatively small even when the size of the training dataset is reduced.
To address the problems of low precision rate, insufficient feature extraction, and poor contextual ability in existing text sentiment analysis methods, a mixed model account of a CNN-BiLSTM-TE (convolutional neural network, bidirectional long short-term memory, and topic extraction) model was proposed. First, Chinese text data was converted into vectors through the method of transfer learning by Word2Vec. Second, local features were extracted by the CNN model. Then, contextual information was extracted by the BiLSTM neural network and the emotional tendency was obtained using softmax. Finally, topics were extracted by the term frequency-inverse document frequency and K-means. Compared with the CNN, BiLSTM, and gate recurrent unit (GRU) models, the CNN-BiLSTM-TE model's F1-score was higher than other models by 0.0147, 0.006, and 0.0052, respectively. Then compared with CNN-LSTM, LSTM-CNN, and BiLSTM-CNN models, the F1-score was higher by 0.0071, 0.0038, and 0.0049, respectively. Experimental results showed that the CNN-BiLSTM-TE model can effectively improve various indicators in application. Lastly, performed scalability verification through a takeaway dataset, which has great value in practical applications.
Purpose: This study developed a convolutional neural network (CNN) model to diagnose maxillary sinusitis on panoramic radiographs(PRs) and cone-beam computed tomographic (CBCT) images and evaluated its performance. Materials and Methods: A CNN model, which is an artificial intelligence method, was utilized. The model was trained and tested by applying 5-fold cross-validation to a dataset of 148 healthy and 148 inflamed sinus images. The CNN model was implemented using the PyTorch library of the Python programming language. A receiver operating characteristic curve was plotted, and the area under the curve, accuracy, sensitivity, specificity, positive predictive value, and negative predictive values for both imaging techniques were calculated to evaluate the model. Results: The average accuracy, sensitivity, and specificity of the model in diagnosing sinusitis from PRs were 75.7%, 75.7%, and 75.7%, respectively. The accuracy, sensitivity, and specificity of the deep-learning system in diagnosing sinusitis from CBCT images were 99.7%, 100%, and 99.3%, respectively. Conclusion: The diagnostic performance of the CNN for maxillary sinusitis from PRs was moderately high, whereas it was clearly higher with CBCT images. Three-dimensional images are accepted as the "gold standard" for diagnosis; therefore, this was not an unexpected result. Based on these results, deep-learning systems could be used as an effective guide in assisting with diagnoses, especially for less experienced practitioners.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.23
no.9
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pp.186-191
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2023
Neural Networks are widely used for huge variety of tasks solution. Machine Learning methods are used also for signal and time series analysis, including electrocardiograms. Contemporary wearable devices, both medical and non-medical type like smart watch, allow to gather the data in real time uninterruptedly. This allows us to transfer these data for analysis or make an analysis on the device, and thus provide preliminary diagnosis, or at least fix some serious deviations. Different methods are being used for this kind of analysis, ranging from medical-oriented using distinctive features of the signal to machine learning and deep learning approaches. Here we will demonstrate a neural network-based approach to this task by building an ensemble of 1D CNN classifiers and a final classifier of selection using logistic regression, random forest or support vector machine, and make the conclusions of the comparison with other approaches.
Yitong Yu;Yang Gao;Jianyong Wei;Fangzhou Liao;Qianjiang Xiao;Jie Zhang;Weihua Yin;Bin Lu
Korean Journal of Radiology
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v.22
no.2
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pp.168-178
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2021
Objective: To provide an automatic method for segmentation and diameter measurement of type B aortic dissection (TBAD). Materials and Methods: Aortic computed tomography angiographic images from 139 patients with TBAD were consecutively collected. We implemented a deep learning method based on a three-dimensional (3D) deep convolutional neural (CNN) network, which realizes automatic segmentation and measurement of the entire aorta (EA), true lumen (TL), and false lumen (FL). The accuracy, stability, and measurement time were compared between deep learning and manual methods. The intra- and inter-observer reproducibility of the manual method was also evaluated. Results: The mean dice coefficient scores were 0.958, 0.961, and 0.932 for EA, TL, and FL, respectively. There was a linear relationship between the reference standard and measurement by the manual and deep learning method (r = 0.964 and 0.991, respectively). The average measurement error of the deep learning method was less than that of the manual method (EA, 1.64% vs. 4.13%; TL, 2.46% vs. 11.67%; FL, 2.50% vs. 8.02%). Bland-Altman plots revealed that the deviations of the diameters between the deep learning method and the reference standard were -0.042 mm (-3.412 to 3.330 mm), -0.376 mm (-3.328 to 2.577 mm), and 0.026 mm (-3.040 to 3.092 mm) for EA, TL, and FL, respectively. For the manual method, the corresponding deviations were -0.166 mm (-1.419 to 1.086 mm), -0.050 mm (-0.970 to 1.070 mm), and -0.085 mm (-1.010 to 0.084 mm). Intra- and inter-observer differences were found in measurements with the manual method, but not with the deep learning method. The measurement time with the deep learning method was markedly shorter than with the manual method (21.7 ± 1.1 vs. 82.5 ± 16.1 minutes, p < 0.001). Conclusion: The performance of efficient segmentation and diameter measurement of TBADs based on the 3D deep CNN was both accurate and stable. This method is promising for evaluating aortic morphology automatically and alleviating the workload of radiologists in the near future.
Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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2021.06a
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pp.183-183
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2021
Deep learning methods and their application have become an essential part of prediction and modeling in water-related research areas, including hydrological processes, climate change, etc. It is known that application of deep learning leads to high availability of data sources in hydrology, which shows its usefulness in analysis of precipitation, runoff, groundwater level, evapotranspiration, and so on. However, there is still a limitation on microclimate analysis and prediction with deep learning methods because of deficiency of gauge-based data and shortcomings of existing technologies. In this study, a real-time rainfall prediction model was developed from a sky image data set with convolutional neural networks (CNNs). These daily image data were collected at Chung-Ang University and Korea University. For high accuracy of the proposed model, it considers data classification, image processing, ratio adjustment of no-rain data. Rainfall prediction data were compared with minutely rainfall data at rain gauge stations close to image sensors. It indicates that the proposed model could offer an interpolation of current rainfall observation system and have large potential to fill an observation gap. Information from small-scaled areas leads to advance in accurate weather forecasting and hydrological modeling at a micro scale.
Background: Identification of radioisotopes for plastic scintillation detectors is challenging because their spectra have poor energy resolutions and lack photo peaks. To overcome this weakness, many researchers have conducted radioisotope identification studies using machine learning algorithms; however, the effect of data normalization on radioisotope identification has not been addressed yet. Furthermore, studies on machine learning-based radioisotope identifiers for plastic scintillation detectors are limited. Materials and Methods: In this study, machine learning-based radioisotope identifiers were implemented, and their performances according to data normalization methods were compared. Eight classes of radioisotopes consisting of combinations of 22Na, 60Co, and 137Cs, and the background, were defined. The training set was generated by the random sampling technique based on probabilistic density functions acquired by experiments and simulations, and test set was acquired by experiments. Support vector machine (SVM), artificial neural network (ANN), and convolutional neural network (CNN) were implemented as radioisotope identifiers with six data normalization methods, and trained using the generated training set. Results and Discussion: The implemented identifiers were evaluated by test sets acquired by experiments with and without gain shifts to confirm the robustness of the identifiers against the gain shift effect. Among the three machine learning-based radioisotope identifiers, prediction accuracy followed the order SVM > ANN > CNN, while the training time followed the order SVM > ANN > CNN. Conclusion: The prediction accuracy for the combined test sets was highest with the SVM. The CNN exhibited a minimum variation in prediction accuracy for each class, even though it had the lowest prediction accuracy for the combined test sets among three identifiers. The SVM exhibited the highest prediction accuracy for the combined test sets, and its training time was the shortest among three identifiers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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