• 제목/요약/키워드: Unsupervised Classification

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Utilizing Principal Component Analysis in Unsupervised Classification Based on Remote Sensing Data

  • Lee, Byung-Gul;Kang, In-Joan
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2003년도 International Symposium on Clean Environment
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    • pp.33-36
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    • 2003
  • Principal component analysis (PCA) was used to improve image classification by the unsupervised classification techniques, the K-means. To do this, I selected a Landsat TM scene of Jeju Island, Korea and proposed two methods for PCA: unstandardized PCA (UPCA) and standardized PCA (SPCA). The estimated accuracy of the image classification of Jeju area was computed by error matrix. The error matrix was derived from three unsupervised classification methods. Error matrices indicated that classifications done on the first three principal components for UPCA and SPCA of the scene were more accurate than those done on the seven bands of TM data and that also the results of UPCA and SPCA were better than those of the raw Landsat TM data. The classification of TM data by the K-means algorithm was particularly poor at distinguishing different land covers on the island. From the classification results, we also found that the principal component based classifications had characteristics independent of the unsupervised techniques (numerical algorithms) while the TM data based classifications were very dependent upon the techniques. This means that PCA data has uniform characteristics for image classification that are less affected by choice of classification scheme. In the results, we also found that UPCA results are better than SPCA since UPCA has wider range of digital number of an image.

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A Sparse Target Matrix Generation Based Unsupervised Feature Learning Algorithm for Image Classification

  • Zhao, Dan;Guo, Baolong;Yan, Yunyi
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제12권6호
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    • pp.2806-2825
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    • 2018
  • Unsupervised learning has shown good performance on image, video and audio classification tasks, and much progress has been made so far. It studies how systems can learn to represent particular input patterns in a way that reflects the statistical structure of the overall collection of input patterns. Many promising deep learning systems are commonly trained by the greedy layerwise unsupervised learning manner. The performance of these deep learning architectures benefits from the unsupervised learning ability to disentangling the abstractions and picking out the useful features. However, the existing unsupervised learning algorithms are often difficult to train partly because of the requirement of extensive hyperparameters. The tuning of these hyperparameters is a laborious task that requires expert knowledge, rules of thumb or extensive search. In this paper, we propose a simple and effective unsupervised feature learning algorithm for image classification, which exploits an explicit optimizing way for population and lifetime sparsity. Firstly, a sparse target matrix is built by the competitive rules. Then, the sparse features are optimized by means of minimizing the Euclidean norm ($L_2$) error between the sparse target and the competitive layer outputs. Finally, a classifier is trained using the obtained sparse features. Experimental results show that the proposed method achieves good performance for image classification, and provides discriminative features that generalize well.

반복최적화 무감독 분광각 분류 기법을 이용한 하이퍼스펙트럴 영상 분류에 관한 연구 (A Study on the Hyperspectral Image Classification with the Iterative Self-Organizing Unsupervised Spectral Angle Classification)

  • 조현기;김대성;유기윤;김용일
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.111-121
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    • 2006
  • 분광각(Spectral Angle)을 이용한 분류는 같은 종류의 지표 대상물의 분광 특성이 대기 및 지형적인 영향으로 인해 원점을 기준으로 유사한 분광각을 가지며, 선형적인 분포 모양을 가진다는 가정에 기초한 분류 방식이다. 최근 분광각을 이용한 무감독 분류에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으나, 하이퍼스펙트럴 데이터의 특성을 반영한 효과적인 무감독 분류에 대한 연구는 미진한 상태이다 본 연구는 하이퍼스펙트럴 영상 분류에 있어서 기존 무감독 분광각 분류(USAC, Unsupervised Spectral Angle Classification) 연구에서 나타난 문제점들을 보완한 반복최적화 무감독 분광각 분류(ISOUSAC, Iterative Self-Organizing USAC) 기법을 제안하고 있다. 이를 위해, 무감독 분광각 분류에 적합한 각 분할(Angle Range Division) 기법을 적용하여 군집 초기 중심을 설정하였고, 군집 중심 계산에 있어서 각 중심을 이용하였다. 뿐만 아니라 병합(Merge)과 분할(Split)를 통한 유동적인 군집 분석을 수행하였다. 결과를 통해, 제안된 알고리즘이 기존의 기법보다 수행 시간뿐 아니라 시각적, 정량적인 면에서 우수한 결과를 도출하였으며, 분광각을 이용한 군집 유효성 지수(Validity Index)를 제안함으로써 기존의 무감독 분광각 분류와 정량적 비교를 수행하였다.

작물 분류를 위한 딥러닝 기반 비지도 도메인 적응 모델 비교 (Comparison of Deep Learning-based Unsupervised Domain Adaptation Models for Crop Classification)

  • 곽근호;박노욱
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권2호
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    • pp.199-213
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    • 2022
  • 비지도 도메인 적응은 연단위 작물 분류를 위해 매년 반복적으로 양질의 훈련자료를 수집해야 하는 비실용적인 문제를 해결할 수 있다. 이 연구에서는 작물 분류를 위한 딥러닝 기반 비지도 도메인 적응 모델의 적용성을 평가하였다. 우리나라 마늘, 양파 주산지인 합천군과 창녕군을 대상으로 무인기 영상을 이용한 작물 분류 실험을 통해 deep adaptation network (DAN), deep reconstruction-classification network, domain adversarial neural network (DANN)의 3개의 비지도 도메인 적응 모델을 정량적으로 비교하였다. 비지도 도메인 적응 모델의 분류 성능을 평가하기 위해 소스 베이스라인 및 대상 베이스라인 모델로 convolutional neural networks (CNNs)을 추가로 적용하였다. 3개의 비지도 도메인 적응 모델은 소스 베이스라인 CNN보다 우수한 성능을 보였으나, 소스 도메인 영상과 대상 도메인 영상의 자료 분포 간 불일치 정도에 따라 서로 다른 분류 성능을 보였다. DAN의 분류 성능은 두 도메인 영상 간 불일치가 작을 때 다른 두 모델에 비해 분류 성능이 높은 반면에 DANN은 두 도메인 영상 간 불일치가 클 때 가장 우수한 분류 성능을 보였다. 따라서 신뢰할 수 있는 분류 결과를 생성하기 위해 두 도메인 영상의 분포가 일치하는 정도를 고려해서 최상의 비지도 도메인 적응 모델을 선택해야 한다.

Classification of Traffic Flows into QoS Classes by Unsupervised Learning and KNN Clustering

  • Zeng, Yi;Chen, Thomas M.
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제3권2호
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    • pp.134-146
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    • 2009
  • Traffic classification seeks to assign packet flows to an appropriate quality of service(QoS) class based on flow statistics without the need to examine packet payloads. Classification proceeds in two steps. Classification rules are first built by analyzing traffic traces, and then the classification rules are evaluated using test data. In this paper, we use self-organizing map and K-means clustering as unsupervised machine learning methods to identify the inherent classes in traffic traces. Three clusters were discovered, corresponding to transactional, bulk data transfer, and interactive applications. The K-nearest neighbor classifier was found to be highly accurate for the traffic data and significantly better compared to a minimum mean distance classifier.

Unsupervised feature learning for classification

  • Abdullaev, Mamur;Alikhanov, Jumabek;Ko, Seunghyun;Jo, Geun Sik
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2016년도 제54차 하계학술대회논문집 24권2호
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    • pp.51-54
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    • 2016
  • In computer vision especially in image processing, it has become popular to apply deep convolutional networks for supervised learning. Convolutional networks have shown a state of the art results in classification, object recognition, detection as well as semantic segmentation. However, supervised learning has two major disadvantages. One is it requires huge amount of labeled data to get high accuracy, the second one is to train so much data takes quite a bit long time. On the other hand, unsupervised learning can handle these problems more cheaper way. In this paper we show efficient way to learn features for classification in an unsupervised way. The network trained layer-wise, used backpropagation and our network learns features from unlabeled data. Our approach shows better results on Caltech-256 and STL-10 dataset.

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비지도 학습 방법을 적용한 모듈화 신경망 기반의 패턴 분류기 설계 (A Design of Cassifier Using Mudular Neural Networks with Unsupervised Learning)

  • 최종원;오경환
    • 인지과학
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    • 제10권1호
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    • pp.13-24
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    • 1999
  • 논문에서는 모듈화 신경 을 이용한 비지도 학습방법의 분류기를 제안한다. 각 모듈은 데이터의 통계학적인 분석의 결과로 설계되어져서, 데이터의 독립적인 군집들을 나타내게 된다. 이런 신경의 독립적인 분류 결과와 근접거리 척도를 이용한 유사도 측정을 통해 더욱 정확한 분류를 가능케 하며, 오 분류를 하는 모듈을 삭제함으로써 계산 을 줄인다. 이런 과정을 통해 신경 에 사용되는 각종 변수에 대한 별다른 조사 과정 없이 최상의 성능을 발휘하는 신경 에 준 는 성능을 가진 신경 망을 구축했다.

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THE MODIFIED UNSUPERVISED SPECTRAL ANGLE CLASSIFICATION (MUSAC) OF HYPERION, HYPERION-FLASSH AND ETM+ DATA USING UNIT VECTOR

  • Kim, Dae-Sung;Kim, Yong-Il
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2005년도 Proceedings of ISRS 2005
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    • pp.134-137
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    • 2005
  • Unsupervised spectral angle classification (USAC) is the algorithm that can extract ground object information with the minimum 'Spectral Angle' operation on behalf of 'Spectral Euclidian Distance' in the clustering process. In this study, our algorithm uses the unit vector instead of the spectral distance to compute the mean of cluster in the unsupervised classification. The proposed algorithm (MUSAC) is applied to the Hyperion and ETM+ data and the results are compared with K-Meails and former USAC algorithm (FUSAC). USAC is capable of clearly classifying water and dark forest area and produces more accurate results than K-Means. Atmospheric correction for more accurate results was adapted on the Hyperion data (Hyperion-FLAASH) but the results did not have any effect on the accuracy. Thus we anticipate that the 'Spectral Angle' can be one of the most accurate classifiers of not only multispectral images but also hyperspectral images. Furthermore the cluster unit vector can be an efficient technique for determination of each cluster mean in the USAC.

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Supervised Classification Using Training Parameters and Prior Probability Generated from VITD - The Case of QuickBird Multispectral Imagery

  • Eo, Yang-Dam;Lee, Gyeong-Wook;Park, Doo-Youl;Park, Wang-Yong;Lee, Chang-No
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.517-524
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    • 2008
  • In order to classify an satellite imagery into geospatial features of interest, the supervised classification needs to be trained to distinguish these features through training sampling. However, even though an imagery is classified, different results of classification could be generated according to operator's experience and expertise in training process. Users who practically exploit an classification result to their applications need the research accomplishment for the consistent result as well as the accuracy improvement. The experiment includes the classification results for training process used VITD polygons as a prior probability and training parameter, instead of manual sampling. As results, classification accuracy using VITD polygons as prior probabilities shows the highest results in several methods. The training using unsupervised classification with VITD have produced similar classification results as manual training and/or with prior probability.

퍼지 클래스 벡터를 이용하는 다중센서 융합에 의한 무감독 영상분류 (Unsupervised Image Classification through Multisensor Fusion using Fuzzy Class Vector)

  • 이상훈
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.329-339
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    • 2003
  • 본 연구에서는 무감독 영상분류를 위하여 특성이 다른 센서로 수집된 영상들에 대한 의사결정 수준의 영상 융합기법을 제안하였다. 제안된 기법은 공간 확장 분할에 근거한 무감독 계층군집 영상분류기법을 개개의 센서에서 수집된 영상에 독립적으로 적용한 후 그 결과로 생성되는 분할지역의 퍼지 클래스 벡터(fuzzy class vector)를 이용하여 각 센서의 분류 결과를 융합한다. 퍼지 클래스벡터는 분할지역이 각 클래스에 속할 확률을 표시하는 지시(indicator) 벡터로 간주되며 기대 최대화 (EM: Expected Maximization) 추정 법에 의해 관련 변수의 최대 우도 추정치가 반복적으로 계산되어진다. 본 연구에서는 같은 특성의 센서 혹은 밴드 별로 분할과 분류를 수행한 후 분할지역의 분류결과를 퍼지 클래스 벡터를 이용하여 합성하는 접근법을 사용하고 있으므로 일반적으로 다중센서의 영상의 분류기법에 사용하는 화소수준의 영상융합기법에서처럼 서로 다른 센서로부터 수집된 영상의 화소간의 공간적 일치에 대한 높은 정확도를 요구하지 않는다. 본 연구는 한반도 전라북도 북서지역에서 관측된 다중분광 SPOT 영상자료와 AIRSAR 영상자료에 적용한 결과 제안된 영상 융합기법에 의한 피복 분류는 확장 벡터의 접근법에 의한 영상 융합보다 서로 다른 센서로부터 얻어지는 정보를 더욱 적합하게 융합한다는 것을 보여주고 있다.