To meet increasing traffic requirements in mobile networks, small base stations (SBSs) are densely deployed, overlapping existing network architecture and increasing system capacity. However, densely deployed SBSs increase energy consumption and interference. Although these problems already exist because of densely deployed SBSs, even more SBSs are needed to meet increasing traffic demands. Hence, base station (BS) switching operations have been used to minimize energy consumption while guaranteeing quality-of-service (QoS) for users. In this study, to optimize energy efficiency, we propose the use of deep reinforcement learning (DRL) to create a BS switching operation strategy with a traffic prediction model. First, a federated long short-term memory (LSTM) model is introduced to predict user traffic demands from user trajectory information. Next, the DRL-based BS switching operation scheme determines the switching operations for the SBSs using the predicted traffic demand. Experimental results confirm that the proposed scheme outperforms existing approaches in terms of energy efficiency, signal-to-interference noise ratio, handover metrics, and prediction performance.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.24
no.9
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pp.119-126
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2024
Diabetes is a chronic condition that happens when the pancreas fails to produce enough insulin or when the body's insulin is ineffectively used. Uncontrolled diabetes causes hyperglycaemia, or high blood sugar, which causes catastrophic damage to many of the body's systems, including the neurons and blood vessels, over time. The burden of disease on the global healthcare system is enormous. As a result, early diabetes diagnosis is critical in saving many lives. Current methods for determining whether a person has diabetes or is at risk of acquiring diabetes, on the other hand, rely heavily on clinical biomarkers. This research presents a unique deep learning architecture for predicting whether or not a person has diabetes and the severity levels of diabetes from the person's retinal image. This study incorporates datasets such as EyePACS and IDRID, which comprise Diabetic Retinopathy (DR) images and uses Dense-121 as the base due to its improved performance.
Deep learning using an artificial neural network has been recently researched and developed in various fields such as image recognition, big data and data analysis. However, federated learning has emerged to solve issues of data privacy invasion and problems that increase the cost and time required to learn. Federated learning presented learning techniques that would bring the benefits of distributed processing system while solving the problems of existing deep learning, but there were still problems with server-client system and motivations for providing learning data. So, we replaced the role of the server with a blockchain system in federated learning, and conducted research to solve the privacy and security problems that are associated with federated learning. In addition, we have implemented a blockchain-based system that motivates users by paying compensation for data provided by users, and requires less maintenance costs while maintaining the same accuracy as existing learning. In this paper, we present the experimental results to show the validity of the blockchain-based system, and compare the results of the existing federated learning with the blockchain-based federated learning. In addition, as a future study, we ended the thesis by presenting solutions to security problems and applicable business fields.
Journal of Korean Society of Industrial and Systems Engineering
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v.47
no.1
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pp.9-19
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2024
Deep learning-based computer vision anomaly detection algorithms are widely utilized in various fields. Especially in the manufacturing industry, the difficulty in collecting abnormal data compared to normal data, and the challenge of defining all potential abnormalities in advance, have led to an increasing demand for unsupervised learning methods that rely on normal data. In this study, we conducted a comparative analysis of deep learning-based unsupervised learning algorithms that define and detect abnormalities that can occur when transparent contact lenses are immersed in liquid solution. We validated and applied the unsupervised learning algorithms used in this study to the existing anomaly detection benchmark dataset, MvTecAD. The existing anomaly detection benchmark dataset primarily consists of solid objects, whereas in our study, we compared unsupervised learning-based algorithms in experiments judging the shape and presence of lenses submerged in liquid. Among the algorithms analyzed, EfficientAD showed an AUROC and F1-score of 0.97 in image-level tests. However, the F1-score decreased to 0.18 in pixel-level tests, making it challenging to determine the locations where abnormalities occurred. Despite this, EfficientAD demonstrated excellent performance in image-level tests classifying normal and abnormal instances, suggesting that with the collection and training of large-scale data in real industrial settings, it is expected to exhibit even better performance.
Recently, many embedded devices that have the computing capability required for deep learning have become available; hence, many new applications using these devices are emerging. However, these embedded devices have an architecture different from that of PCs and high-performance servers. In this paper, we propose a method that improves the performance of deep-learning framework by considering the architecture of an embedded device that shares memory between the CPU and the GPU. The proposed method is implemented in Caffe, an open-source deep-learning framework, and is evaluated on an NVIDIA Jetson TK1 embedded device. In the experiment, we investigate the image recognition performance of several state-of-the-art deep-learning networks, including AlexNet, VGGNet, and GoogLeNet. Our results show that the proposed method can achieve significant performance gain. For instance, in AlexNet, we could reduce image recognition latency by about 33% and energy consumption by about 50%.
In this paper, a disaster response scheme based on deep learning and augmented reality technology is proposed and a network resource reservation scheme is presented accordingly. The features of deep learning, augmented reality technology and its relevance to the disaster areas are explained. Deep learning technology can be used to accurately recognize disaster situations and to implement related disaster information as augmented reality, and to enhance disaster response capabilities by providing disaster response On-site disaster response agent, ICS (Incident Command System) and MCS (Multi-agency Coordination Systems). In the case of various disasters, the fire situation is focused on and it is proposed that a plan to strengthen disaster response capability effectively by providing fire situation recognition based on deep learning and augmented reality information. Finally, a scheme to secure network resources to utilize the disaster response method of this paper is proposed.
Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.25
no.5
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pp.685-690
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2021
In this paper, we propose a deep learning-based transmit power control scheme to maximize the sum-rates while satisfying the minimum data-rate in downlink non-orthogonal multiple access (NOMA) systems. In downlink NOMA, we consider the co-channel interference that occurs from a base station other than the cell where the user is located, and the user feeds back the signal-to-interference plus noise power ratio (SINR) information instead of channel state information to reduce system feedback overhead. Therefore, the base station controls transmit power using only SINR information. The use of implicit SINR information has the advantage of decreasing the information dimension, but has disadvantage of reducing the data-rate. In this paper, we resolve this problem with deep learning-based training methods and show that the performance of training can be improved if the dimension of deep learning inputs is effectively reduced. Through simulation, we verify that the proposed deep learning-based power control scheme improves the sum-rate while satisfying the minimum data-rate.
Journal of the Korea Society of Computer and Information
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v.25
no.12
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pp.165-172
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2020
Recently, due to exponential growth of access information on the web, the importance of predicting a user's next web page use has been increasing. One of the methods that can be used for predicting user's next web page is deep learning. To predict next web page, web logs are analyzed by data preprocessing and then a user's next web page is predicted on the output of the analyzed web logs using a deep learning algorithm. In this paper, we propose a framework for web page prediction that includes methods for web log preprocessing followed by deep learning techniques for web prediction. To increase the speed of preprocessing of large web log, a Hadoop based MapReduce programming model is used. In addition, we present a web prediction system that uses an efficient deep learning technique on the output of web log preprocessing for training and prediction. Through experiment, we show the performance improvement of our proposed method over traditional methods. We also show the accuracy of our prediction.
KIPS Transactions on Software and Data Engineering
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v.12
no.6
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pp.251-258
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2023
It is necessary to predict peak load accurately in order to supply electric power and operate the power system stably. Especially, it is more important to predict peak load accurately in winter and summer because peak load is higher than other seasons. If peak load is predicted to be higher than actual peak load, the start-up costs of power plants would increase. It causes economic loss to the company. On the other hand, if the peak load is predicted to be lower than the actual peak load, blackout may occur due to a lack of power plants capable of generating electricity. Economic losses and blackouts can be prevented by minimizing the prediction error of the peak load. In this paper, the latest deep learning model such as TCN is used to minimize the prediction error of peak load. Even if the same deep learning model is used, there is a difference in performance depending on the hyper-parameters. So, I propose methods for optimizing hyper-parameters of TCN for predicting the peak load. Data from 2006 to 2021 were input into the model and trained, and prediction error was tested using data in 2022. It was confirmed that the performance of the deep learning model optimized by the methods proposed in this study is superior to other deep learning models.
The purpose of this study was to evaluate the performance of deep neural network model in order to determine whether there is a risk factor for coronary artery disease based on the cardiac variation parameter. The study used unidentifiable 297 data to evaluate the performance of the model. Input data consists of heart rate parameters, which are SDNN (standard deviation of the N-N intervals), PSI (physical stress index), TP (total power), VLF (very low frequency), LF (low frequency), HF (high frequency), RMSSD (root mean square of successive difference) APEN (approximate entropy) and SRD (successive R-R interval difference), the age group and sex. Output data are divided into normal and patient groups, and the patient group consists of those diagnosed with diabetes, high blood pressure, and hyperlipidemia among the various risk factors that can cause coronary artery disease. Based on this, a binary classification model was applied using Deep Neural Network of deep learning techniques to classify normal and patient groups efficiently. To evaluate the effectiveness of the model used in this study, Kernel SVM (support vector machine), one of the classification models in machine learning, was compared and evaluated using same data. The results showed that the accuracy of the proposed deep neural network was train set 91.79% and test set 85.56% and the specificity was 87.04% and the sensitivity was 83.33% from the point of diagnosis. These results suggest that deep learning is more efficient when classifying these medical data because the train set accuracy in the deep neural network was 7.73% higher than the comparative model Kernel SVM.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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