• 제목/요약/키워드: Echo State Networks

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Texture Based Automated Segmentation of Skin Lesions using Echo State Neural Networks

  • Khan, Z. Faizal;Ganapathi, Nalinipriya
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제12권1호
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    • pp.436-442
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    • 2017
  • A novel method of Skin lesion segmentation based on the combination of Texture and Neural Network is proposed in this paper. This paper combines the textures of different pixels in the skin images in order to increase the performance of lesion segmentation. For segmenting skin lesions, a two-step process is done. First, automatic border detection is performed to separate the lesion from the background skin. This begins by identifying the features that represent the lesion border clearly by the process of Texture analysis. In the second step, the obtained features are given as input towards the Recurrent Echo state neural networks in order to obtain the segmented skin lesion region. The proposed algorithm is trained and tested for 862 skin lesion images in order to evaluate the accuracy of segmentation. Overall accuracy of the proposed method is compared with existing algorithms. An average accuracy of 98.8% for segmenting skin lesion images has been obtained.

Network traffic prediction model based on linear and nonlinear model combination

  • Lian Lian
    • ETRI Journal
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    • 제46권3호
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    • pp.461-472
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    • 2024
  • We propose a network traffic prediction model based on linear and nonlinear model combination. Network traffic is modeled by an autoregressive moving average model, and the error between the measured and predicted network traffic values is obtained. Then, an echo state network is used to fit the prediction error with nonlinear components. In addition, an improved slime mold algorithm is proposed for reservoir parameter optimization of the echo state network, further improving the regression performance. The predictions of the linear (autoregressive moving average) and nonlinear (echo state network) models are added to obtain the final prediction. Compared with other prediction models, test results on two network traffic datasets from mobile and fixed networks show that the proposed prediction model has a smaller error and difference measures. In addition, the coefficient of determination and index of agreement is close to 1, indicating a better data fitting performance. Although the proposed prediction model has a slight increase in time complexity for training and prediction compared with some models, it shows practical applicability.

Echo State Network 모델의 은닉 뉴런 간 연결구조에 따른 성능과 동역학적 특성 분석 (Analyzing Performance and Dynamics of Echo State Networks Given Various Structures of Hidden Neuron Connections)

  • 윤상웅;장병탁
    • 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.338-342
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    • 2015
  • 시계열 데이터를 다룰 수 있는 기계학습모델인 회귀 신경망은 되먹임 연결을 허용하기 때문에 앞먹임 신경망에 비해 훨씬 다양한 구조를 가질 수 있다. 본 연구에서는 은닉 뉴런 간의 네트워크 구조에 초점을 맞추어 그것이 회귀 신경망의 정보처리 능력에 미치는 영향을 탐구하고자 한다. 이를 위해 회귀신경망 모델 중 하나인 Echo State Network을 기준으로 하여, 여러 가지 잘 알려진 네트워크 모델에 따라 은닉 뉴런 간 연결을 구성하고 각각의 경우에 시계열 학습 능력과 동역학을 분석하였다. 그 결과, 은닉 뉴런의 네트워크 구조에 따라 모델의 성능이 큰 폭으로 변하는 것이 관찰되었으며, 그러한 현상은 신경망 동역학이 가지는 임계도(criticality)의 변화와 잘 일치했다. 본 연구의 결과는 기존 회귀 신경망 연구에서 주된 관심사였던 신경망 연결 가중치뿐만 아니라 신경망의 연결 구조가 모델의 성능에 중요한 영향을 미친다는 사실을 보여주며, 성능 향상을 위한 중요한 단서가 될 수 있다.

클라우드 컴퓨팅과 기계학습 기법을 이용한 주식의 기술적 분석 지표 최적화 및 주가 추세 변동 예측 (The Optimization of Technical Analysis Indicators and Stock Trend Prediction Using Machine Learning and Cloud Computing)

  • 김훈희
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제10권5호
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    • pp.13-18
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    • 2024
  • 국내 주식 시장에서 트렌드 예측을 위한 기계학습 모델의 활용 사례가 점점 증가하고 있다. 특히, 주가 데이터와 같은 복잡한 시계열 데이터를 분석하고 예측하기 위해서는 기계학습을 활용하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 클라우드 컴퓨팅 서비스를 활용한 금융 데이터 수집 및 금융 시계열 추세 예측을 위한 기계학습 시스템을 제안한다. 먼저, 데이터 수집을 위해 Amazon Web Services(AWS)의 서버리스 서비스를 활용하였으며, 기술적 분석 지표(Relative Strength Index(RSI), Simple Moving Average(SMA), 볼린저 밴드, Rate Of Change(ROC), Golden Cross and Dead Cross(GDC), Stochastic Oscillator(STOCH), Moving Average Convergence Divergence(MACD), Detrended Price Oscillator(DPO))의 임계치를 유전 알고리즘을 통해 최적화 하였다. 이후 최적화된 지표들을 Echo State Network(ESN), Recurrent Neural Network(RNN), 그리고 다양한 기계학습 분류 모델의 학습 데이터로 사용하여 각 종목의 추세를 예측하였다. 예측된 추세를 바탕으로 백테스트를 진행한 결과, 평균 수익률은 ESN이 334%, RNN이 175%, 그리고 분류 모델이 199%를 기록하였다. 따라서 본 연구는 국내 주식 투자에서도 기계학습이 높은 예측력을 보이며 다양한 활용 가능성을 지니고 있음을 시사 하였다.

VoIP의 DoS공격 차단을 위한 IPS의 동적 업데이트엔진 (A Dynamic Update Engine of IPS for a DoS Attack Prevention of VoIP)

  • 천재홍;박대우
    • 한국컴퓨터정보학회지
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    • 제14권2호
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    • pp.235-244
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    • 2006
  • 본 논문은 VoIP 서비스 네트워크에서 UDP, ICMP, Echo, TCP Syn 패킷 등을 조작한 SYN Flooding 방법, TCP/UDP을 이용한 어플리케이션을 통한 DoS 공격, IP Source Address Spoofing과 Smurf을 이용한 공격, 웜과 트로이목마를 혼합한 알려지지 않는 DoS 공격을 하였다. IPS에서 방어를 위한 동적 업데이트 엔진의 필요성을 정의하고, 엔진의 설계 시에 내 외부의 RT통계에서 트래픽 양을 측정하며, 학습모듈과 통계적 공격에 대한 퍼지 로직 엔진모듈을 설계한다. 엔진은 3가지 공격 등급(Attack, Suspicious, Normal)을 판단하여, Footprint Lookup 모듈에서 AND나 OR 연산을 통해 최적의 필터링 엔진 상태를 유지한다. 실험을 통해 IPS 차단 모듈과 필터링엔진의 실시간 업데이트되어 DoS 공격의 차단이 수행됨을 확인하였다. 실시간 동적으로 업데이트되는 엔진과 필터는 DoS 공격으로부터 VOIP 서비스를 보호하여 유비쿼터스 보안성을 강화시킨 것으로 판명되어졌다.

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VoIP의 DoS공격 차단을 위한 IPS의 동적 업데이트엔진 (A Dynamic Update Engine of IPS for a DoS Attack Prevention of VoIP)

  • 천재홍;박대우
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.165-174
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    • 2006
  • 본 논문은 VoIP 서비스 네트워크에서 UDP, ICMP, Echo, TCP Syn 패킷 등을 조작한 SYN Flooding 방법, TCP/UDP을 이용한 어플리케이션을 통한 DoS 공격, IP Source Address Spoofing과 Smurf을 이용한 공격, 웜과 트로이목마를 혼합한 알려지지 않는 DoS 공격을 하였다. IPS에서 방어를 위한 동적 업데이트 엔진의 필요성을 정의하고, 엔진의 설계 시에 내 외부의 RT통계에서 트래픽 양을 측정하며, 학습모듈과 통계적 공격에 대한 퍼지 로직 엔진모듈을 설계한다. 엔진은 3가지 공격 등급(Attack, Suspicious, Normal)을 판단하여, Footprint Lookup 모듈에서 AND나 OR 연산을 통해 최적의 필터링 엔진 상태를 유지한다. 실험을 통해 IPS 차단 모듈과 필터링엔진의 실시간 업데이트되어 DoS 공격의 차단이 수행됨을 확인하였다. 실시간 동적으로 업데이트되는 엔진과 필터는 DoS 공격으로부터 VoIP 서비스를 보호하여 유비쿼터스 보안성을 강화시킨 것으로 판명되어졌다.

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