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전이학습을 이용한 볼베어링의 진동진단 (Transfer Learning-Based Vibration Fault Diagnosis for Ball Bearing)

  • 홍수빈;이영대;문찬우
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권3호
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    • pp.845-850
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    • 2023
  • 본 논문에서는 전이학습을 이용하여 볼베어링의 진동진단을 수행하는 방법을 제안한다. 고장을 진단하기 위해 진동신호를 시간-주파수로 분석할 수 있는 STFT을 CNN의 입력으로 이용하였다. CNN 기반의 딥러닝 인공신경망을 빠르게 학습하고 진단 성능을 높이기 위해 전이학습 기반의 딥러닝 학습 기법을 제안하였다. 전이학습은 VGG 기반의 영상 분류 모델을 이용하여 특징 추출기와 분류기를 선택적으로 학습하였고, 학습에 사용한 데이터 세트는 Case Western Reserve University 대학에서 제공하는 공개된 볼베어링 진동 데이터를 사용하였으며, 성능평가는 기존의 CNN 모델과 비교하는 방법으로 수행하였다. 실험 결과 전이학습이 볼베어링 진동 데이터에서 상태 진단에 유용하다는 것을 증명할 수 있을 뿐만 아니라 이를 통해 다른 산업에서도 전이학습을 사용하여 상태 진단을 개선할 수 있다.

Improving Field Crop Classification Accuracy Using GLCM and SVM with UAV-Acquired Images

  • Seung-Hwan Go;Jong-Hwa Park
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.93-101
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    • 2024
  • Accurate field crop classification is essential for various agricultural applications, yet existing methods face challenges due to diverse crop types and complex field conditions. This study aimed to address these issues by combining support vector machine (SVM) models with multi-seasonal unmanned aerial vehicle (UAV) images, texture information extracted from Gray Level Co-occurrence Matrix (GLCM), and RGB spectral data. Twelve high-resolution UAV image captures spanned March-October 2021, while field surveys on three dates provided ground truth data. We focused on data from August (-A), September (-S), and October (-O) images and trained four support vector classifier (SVC) models (SVC-A, SVC-S, SVC-O, SVC-AS) using visual bands and eight GLCM features. Farm maps provided by the Ministry of Agriculture, Food and Rural Affairs proved efficient for open-field crop identification and served as a reference for accuracy comparison. Our analysis showcased the significant impact of hyperparameter tuning (C and gamma) on SVM model performance, requiring careful optimization for each scenario. Importantly, we identified models exhibiting distinct high-accuracy zones, with SVC-O trained on October data achieving the highest overall and individual crop classification accuracy. This success likely stems from its ability to capture distinct texture information from mature crops.Incorporating GLCM features proved highly effective for all models,significantly boosting classification accuracy.Among these features, homogeneity, entropy, and correlation consistently demonstrated the most impactful contribution. However, balancing accuracy with computational efficiency and feature selection remains crucial for practical application. Performance analysis revealed that SVC-O achieved exceptional results in overall and individual crop classification, while soybeans and rice were consistently classified well by all models. Challenges were encountered with cabbage due to its early growth stage and low field cover density. The study demonstrates the potential of utilizing farm maps and GLCM features in conjunction with SVM models for accurate field crop classification. Careful parameter tuning and model selection based on specific scenarios are key for optimizing performance in real-world applications.

A deep and multiscale network for pavement crack detection based on function-specific modules

  • Guolong Wang;Kelvin C.P. Wang;Allen A. Zhang;Guangwei Yang
    • Smart Structures and Systems
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    • 제32권3호
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    • pp.135-151
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    • 2023
  • Using 3D asphalt pavement surface data, a deep and multiscale network named CrackNet-M is proposed in this paper for pixel-level crack detection for improvements in both accuracy and robustness. The CrackNet-M consists of four function-specific architectural modules: a central branch net (CBN), a crack map enhancement (CME) module, three pooling feature pyramids (PFP), and an output layer. The CBN maintains crack boundaries using no pooling reductions throughout all convolutional layers. The CME applies a pooling layer to enhance potential thin cracks for better continuity, consuming no data loss and attenuation when working jointly with CBN. The PFP modules implement direct down-sampling and pyramidal up-sampling with multiscale contexts specifically for the detection of thick cracks and exclusion of non-crack patterns. Finally, the output layer is optimized with a skip layer supervision technique proposed to further improve the network performance. Compared with traditional supervisions, the skip layer supervision brings about not only significant performance gains with respect to both accuracy and robustness but a faster convergence rate. CrackNet-M was trained on a total of 2,500 pixel-wise annotated 3D pavement images and finely scaled with another 200 images with full considerations on accuracy and efficiency. CrackNet-M can potentially achieve crack detection in real-time with a processing speed of 40 ms/image. The experimental results on 500 testing images demonstrate that CrackNet-M can effectively detect both thick and thin cracks from various pavement surfaces with a high level of Precision (94.28%), Recall (93.89%), and F-measure (94.04%). In addition, the proposed CrackNet-M compares favorably to other well-developed networks with respect to the detection of thin cracks as well as the removal of shoulder drop-offs.

도시 스트리트뷰 영상을 이용한 딥러닝 기반 보행환경 평가 요소 분석 (Analysis of Deep Learning-Based Pedestrian Environment Assessment Factors Using Urban Street View Images)

  • 황지연;최철웅;남광우;이창우
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제28권6호
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    • pp.45-52
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    • 2023
  • 최근 일상생활 속 보행의 중요성이 강조되면서 보행권 보장 및 보행환경 조성을 위한 사업이 지역 곳곳에서 추진되고 있다. 선행 연구에서는 전주시 도로 이미지를 사용하여 보행환경 평가를 진행하고, 이미지 비교 쌍 데이터 세트를 구축하였다. 하지만 숫자로 표현된 데이터 세트는 보행환경 평가자들의 판단 기준을 일반화하거나 보행자가 선호하는 보행환경을 시각적으로 파악하기에 어려움이 존재한다. 따라서 본 연구는 웹 애플리케이션을 구축하여 데이터 시각화를 통해 보행환경 평가의 결과를 해석하는 방법을 제안한다. 의미론적 분할 결과를 활용하여 보행환경 평가자에게 영향을 미치는 보행환경 구성 요소를 분석한 결과, 보행자는 주로 'earth'와 'grass'가 많은 환경을 선호하지 않았고, 'signboard'와 'sidewalk'를 가진 환경을 선호하는 것으로 확인하였다. 제안된 연구는 향후 보행환경 평가의 참여자가 임의로 선택한 결과를 파악하고 분석할 수 있을 것으로 기대하며, 데이터에 대한 정제과정을 전처리로 수행함으로써 좀 더 향상된 정확도를 얻을 수 있을 것으로 판단한다.

A Method of Extracting Features of Sensor-only Facilities for Autonomous Cooperative Driving

  • Hyung Lee;Chulwoo Park;Handong Lee;Sanyeon Won
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제28권12호
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    • pp.191-199
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    • 2023
  • 본 논문에서는 자율협력주행을 위한 인프라로써 제작된 5가지 센서 전용 시설물들에 대해 라이다로 취득한 포인트 클라우드 데이터로부터 시설물들의 특징을 추출하는 방법을 제안한다. 자율주행차량에 장착된 영상 취득 센서의 경우에는 기후 환경 및 카메라의 특성 등으로 인해 취득 데이터의 일관성이 낮기 때문에 이를 보완하기 위해서 라이다 센서를 적용했다. 또한, 라이다로 기존의 다른 시설물들과의 구별을 용이하게 하기 위해서 고휘도 반사지를 시설물의 용도별로 디자인하여 부착했다. 이렇게 개발된 5가지 센서 전용 시설물들과 데이터 취득 시스템으로 취득한 포인트 클라우드 데이터로부터 측정 거리별 시설물의 특징을 추출하는 방법으로 해당 시설물에 부착된 고휘도 반사지의 평균 반사강도을 기준으로 특징 포인트들을 추출하여 DBSCAN 방법으로 군집화한 후 해당 포인트들을 투영법으로 2차원 좌표로 변경했다. 거리별 해당 시설물의 특징은 3차원 포인트 좌표, 2차원 투영 좌표, 그리고 반사강도로 구성되며, 추후 개발될 시설물 인식을 위한 모형의 학습데이터로 활용될 예정이다.

스테레오 영상에서 폐색에 강인하고 축소된 파라미터를 갖는 신경망 (Neural network with occlusion-resistant and reduced parameters in stereo images)

  • 이광엽;전영민;정준모
    • 전기전자학회논문지
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    • 제28권1호
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    • pp.65-71
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    • 2024
  • 본 논문은 스테레오 매칭에서 깊이 맵의 정확도를 높이기 위해 폐색 영역의 매칭 오류를 줄이면서 파라메터의 수를 줄일 수 있는 신경망을 제안한다. 이미지를 이용한 상황인식을 보다 정확하게 하기 위해 많은 분야에서 스테레오 매칭기반 객체인식이 활용된다. 복잡한 이미지에 많은 객체가 있을 때 객체간의 겹침과 배경에 의한 가림으로 폐색영역이 발생하여 깊이 맵의 정확도를 낮추게 된다. 이를 해결하기 위해 context 정보를 만들어 cost volume에 결합하거나 폐색영역에 RoI를 만들어 선택하는 기존 연구 방법은 신경망의 복잡도를 높여서 학습의 어려움과 구현에 비용이 많이 들게 된다. 본 논문에서는 cost volume 생성전에 지역적인 특징추출을 보다 강화하는 depthwise seperable 신경망을 만들어 파라메터의 수를 줄이고 폐색 오류에 강인한 신경망을 제안한다. 제안한 신경망은 PSMNet에 비하여 파라메터 수를 30% 줄이면서 페색오류에서 5.3%, 테스트 손실에서 3.6% 개선하였다.

합성곱 신경망을 이용한 종 수준의 동물플랑크톤 분류기 및 시각화 (Species-level Zooplankton Classifier and Visualization using a Convolutional Neural Network)

  • 정만기;서호영;정희택
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제19권4호
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    • pp.721-732
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    • 2024
  • 동물플랑크톤의 종 동종은 해양 생태계의 이해 및 지구온난화를 연구하는데 가장 기본이다. 본 연구에서는 3종의 동물플랑크톤을 종 수준에서 암컷과 수컷을 분류할 수 있는 합성곱 신경망 모델을 제안한다. 첫째 연구자들이 획득하는 현미경 이미지를 기반으로 형태적 특징을 포함하는 학습데이터를 구축한다. 학습데이터의 구축에 있어 대상 종의 형태적 특징 정보를 보존하는 데이터 확대 방법을 적용한다. 둘째 구축된 학습데이터로부터 종 특징들이 학습될 수 있는 합성곱 신경망 모델을 제안한다. 제안한 모델은 높은 해상도를 고려하여 학습 이미지 정보 손실을 최소화하였고 완전 연결 층 대신에 전역 평균 폴링 층을 사용하여 학습 매개 변수 개수를 최소화하였다. 제안한 모델의 일반성을 제시하기 위해 새로이 획득한 데이터를 기반으로 성능을 제시하였다. 마지막으로 개발된 모델에서 추출된 특징들의 시각화를 통해, 분류 모델의 중요 특징을 제시하였다.

Revolutionizing Traffic Sign Recognition with YOLOv9 and CNNs

  • Muteb Alshammari;Aadil Alshammari
    • International Journal of Computer Science & Network Security
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    • 제24권8호
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    • pp.14-20
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    • 2024
  • Traffic sign recognition is an essential feature of intelligent transportation systems and Advanced Driver Assistance Systems (ADAS), which are necessary for improving road safety and advancing the development of autonomous cars. This research investigates the incorporation of the YOLOv9 model into traffic sign recognition systems, utilizing its sophisticated functionalities such as Programmable Gradient Information (PGI) and Generalized Efficient Layer Aggregation Network (GELAN) to tackle enduring difficulties in object detection. We employed a publically accessible dataset obtained from Roboflow, which consisted of 3130 images classified into five distinct categories: speed_40, speed_60, stop, green, and red. The dataset was separated into training (68%), validation (21%), and testing (12%) subsets in a methodical manner to ensure a thorough examination. Our comprehensive trials have shown that YOLOv9 obtains a mean Average Precision (mAP@0.5) of 0.959, suggesting exceptional precision and recall for the majority of traffic sign classes. However, there is still potential for improvement specifically in the red traffic sign class. An analysis was conducted on the distribution of instances among different traffic sign categories and the differences in size within the dataset. This analysis aimed to guarantee that the model would perform well in real-world circumstances. The findings validate that YOLOv9 substantially improves the precision and dependability of traffic sign identification, establishing it as a dependable option for implementation in intelligent transportation systems and ADAS. The incorporation of YOLOv9 in real-world traffic sign recognition and classification tasks demonstrates its promise in making roadways safer and more efficient.

우리나라 행정부의 시각 정체성 연구 (A Study on Visual Identity of Korean Government)

  • 조주은
    • 디자인학연구
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    • 제19권2호
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    • pp.261-272
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    • 2006
  • 우리는 국가가 없는 짧을 생각할 수 없을 정도로 국가는 인간 생활의 거의 모든 면에 스며들어와 있다. 교육 경제 사회복지 국방 등의 영역은 물론 우리가 결혼을 하고, 아이를 낳고, 이사를 하는 등 개인의 일로 여겨져 오던 일들에도 법과 제도를 통해 궁극적으로 국가의 권위나 통제력과 관련이 되어있는 상황이다. 이러한 국가 권력의 핵심인 정부(政府)는 정책의 기획과 수립 집행을 위한 조직체로서 효율적 역할수행능력을 지녀야 하는 동시에 대외적으로는 국가 권력 공동체로서 대표성(代表性)과 공공성(公共性)을 지녀야 하고 그에 합당한 이미지를 확립해야 한다. 그러나 현재 우리나라 정부기관들의 C.I.(Corporate Identity)는 각 부처가 개별적이고 산발적으로 개발하여 하나의 정부조직체(政府組織體)로서 체계와 통일성이 없다. 또 그 형태나 소재에 있어서도 단기간의 유행이나 흐름에 편승함으로써 일반 사기업(私企業)과 구별되지 않는다는 문제점을 안고 있다. 이는 곧 우리나라 정부가 체계적이고 조직적인 행정능력이 부족하다는 점을 반증하는 것일 수 있다. 왜냐하면 어떤 대상의 이미지는 그 대상의 성격과 실체를 대변하며 이에 대한 외부의 인식과 평가가 곧 그 대상의 아이덴티티(Identity)가 되기 때문이다. 정부란 우리가 원하든 원하지 않든 공권력(公權力)을 수반한 조직체로서 사(私)조직과 차별되는 특성을 갖고 있으며 동시에 국가라는 사회문화적 공동체를 대표한다. 그러므로 정부조직의 체계적이며 통합적인 이미지 확립은 궁극적으로 국가 경쟁력과 밀접하게 관련되어 있다고 하겠다. 따라서 본 연구에서는 국가기관으로서 정체성을 갖는 동시에 효율적 행정서비스 기관으로서 효과적인 커뮤니케이션을 가능케 하는 정부의 통합적인 이미지 체계를 제시해 보고자 한다. 있는 개념이다.조를 벗어나면서도 활기찬 가로의 이미지를 갖게 되는 것은 가로공간의 구조적요소 이외에 가로공간 활성화인자에 의해 많은 영향을 받고 있다는 것을 알 수 있었다. 즉, 이런 구조를 가진 한국의 상업지역의 가로인 경우 연도건물, 보도, 수경시설 등의 인자 순으로, 일본의 업무지역의 가로인 경우 수경시설, 연도건물, 보도인자 순으로 가로활성화에 영향을 주고 있다는 것을 알 수 있었다.과 대동소이했다. 물리적인 특성값(고유저항, 자기유도, 초투자율, 손실계수, 큐리온도 등)으로 미루어보아 각종 microwave 통신기기 core 및 고 투자율 deflection yoke core 등으로 사용이 가능하다.의 쐐기를 사용할 때 MU값이 크다. 결론: 수집된 광자선 빔 데이터를 분석하여 빔데이터의 정확성과 치료계획용 시스템의 계산 정확성을 대략적으로 점검 할 수 있는 기준 값을 제시하였다.동결이 요구되며 본 연구에서 이용된 OPS 동결 방법이 폭넓게 활용될 것으로 사료된다.며 이 때가 최상의 교배 적기로 사료되며, 혈장 progesterone농도가 4.0 ng/ml 이상으로 증가한 날(Bay 0)을 기준으로 하였을 때부터 CI는 혈장 estradiol-$17{\beta}$ peak 후 1일째인 최고치를 나타내었고, CI peak 후 1일째인 Day 0에 혈장 progesterone 농도가 최초로 4.0 ng/ml 이상으로 증가하여 CI가 90% 이상으로 지속된 시기가 최상의 교배 적기임이 확인되었다. 따라서 혈장 progesterone농도 측정으로 정확한 배란 시기 및 교배 적기를 판정할 수 있으나, 시설비가 저렴하고 검사 방법이 간단한 질 세포 검사가 Shih-tzu 견에서 발정 주기, 교배 적기 및 배란 시기의 판정에 응용될

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A New Item Recommendation Procedure Using Preference Boundary

  • Kim, Hyea-Kyeong;Jang, Moon-Kyoung;Kim, Jae-Kyeong;Cho, Yoon-Ho
    • Asia pacific journal of information systems
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    • 제20권1호
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    • pp.81-99
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    • 2010
  • Lately, in consumers' markets the number of new items is rapidly increasing at an overwhelming rate while consumers have limited access to information about those new products in making a sensible, well-informed purchase. Therefore, item providers and customers need a system which recommends right items to right customers. Also, whenever new items are released, for instance, the recommender system specializing in new items can help item providers locate and identify potential customers. Currently, new items are being added to an existing system without being specially noted to consumers, making it difficult for consumers to identify and evaluate new products introduced in the markets. Most of previous approaches for recommender systems have to rely on the usage history of customers. For new items, this content-based (CB) approach is simply not available for the system to recommend those new items to potential consumers. Although collaborative filtering (CF) approach is not directly applicable to solve the new item problem, it would be a good idea to use the basic principle of CF which identifies similar customers, i,e. neighbors, and recommend items to those customers who have liked the similar items in the past. This research aims to suggest a hybrid recommendation procedure based on the preference boundary of target customer. We suggest the hybrid recommendation procedure using the preference boundary in the feature space for recommending new items only. The basic principle is that if a new item belongs within the preference boundary of a target customer, then it is evaluated to be preferred by the customer. Customers' preferences and characteristics of items including new items are represented in a feature space, and the scope or boundary of the target customer's preference is extended to those of neighbors'. The new item recommendation procedure consists of three steps. The first step is analyzing the profile of items, which are represented as k-dimensional feature values. The second step is to determine the representative point of the target customer's preference boundary, the centroid, based on a personal information set. To determine the centroid of preference boundary of a target customer, three algorithms are developed in this research: one is using the centroid of a target customer only (TC), the other is using centroid of a (dummy) big target customer that is composed of a target customer and his/her neighbors (BC), and another is using centroids of a target customer and his/her neighbors (NC). The third step is to determine the range of the preference boundary, the radius. The suggested algorithm Is using the average distance (AD) between the centroid and all purchased items. We test whether the CF-based approach to determine the centroid of the preference boundary improves the recommendation quality or not. For this purpose, we develop two hybrid algorithms, BC and NC, which use neighbors when deciding centroid of the preference boundary. To test the validity of hybrid algorithms, BC and NC, we developed CB-algorithm, TC, which uses target customers only. We measured effectiveness scores of suggested algorithms and compared them through a series of experiments with a set of real mobile image transaction data. We spilt the period between 1st June 2004 and 31st July and the period between 1st August and 31st August 2004 as a training set and a test set, respectively. The training set Is used to make the preference boundary, and the test set is used to evaluate the performance of the suggested hybrid recommendation procedure. The main aim of this research Is to compare the hybrid recommendation algorithm with the CB algorithm. To evaluate the performance of each algorithm, we compare the purchased new item list in test period with the recommended item list which is recommended by suggested algorithms. So we employ the evaluation metric to hit the ratio for evaluating our algorithms. The hit ratio is defined as the ratio of the hit set size to the recommended set size. The hit set size means the number of success of recommendations in our experiment, and the test set size means the number of purchased items during the test period. Experimental test result shows the hit ratio of BC and NC is bigger than that of TC. This means using neighbors Is more effective to recommend new items. That is hybrid algorithm using CF is more effective when recommending to consumers new items than the algorithm using only CB. The reason of the smaller hit ratio of BC than that of NC is that BC is defined as a dummy or virtual customer who purchased all items of target customers' and neighbors'. That is centroid of BC often shifts from that of TC, so it tends to reflect skewed characters of target customer. So the recommendation algorithm using NC shows the best hit ratio, because NC has sufficient information about target customers and their neighbors without damaging the information about the target customers.