• Title/Summary/Keyword: Unsupervised machine learning

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탄성파 자료 잡음 제거를 위한 비지도 학습 연구 (The Use of Unsupervised Machine Learning for the Attenuation of Seismic Noise)

  • 김수정;전형구
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제25권2호
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    • pp.71-84
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    • 2022
  • 탄성파 자료 취득 시 신호와 함께 기록되는 다양한 형태의 잡음은 탄성파 자료의 정확한 해석을 방해하는 요인으로 작용한다. 따라서 탄성파 자료의 잡음 제거는 탄성파 자료 처리 과정 중 필수적인 절차이므로 기계 학습을 포함한 다양한 방식의 잡음 제거 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 비지도 학습 기반의 탄성파 잡음 제거 모델을 이용하여 중합 전 탄성파 자료의 잡음 제거를 수행하고자 하였으며 총 세 가지의 비지도 학습 기반 기계 학습 모델을 비교하였다. 세 가지의 비지도 학습 모델은 N2NUNET, PATCHUNET, DDUL로 각각 서로 다른 신경망 구조를 통해 정답 자료 없이 탄성파 잡음을 제거한다. 세 가지 모델들을 인공 합성 및 현장 중합 전 탄성파 자료에 적용하여 잡음을 제거한 후 그 결과를 정성적·정량적으로 분석하였으며, 분석 결과 세 가지 비지도 학습 모델 모두 인공 합성 및 현장 자료의 탄성파 잡음을 적절히 제거하였음을 확인하였다. 그 중 N2NUNET 모델이 가장 낮은 잡음 제거 성능을 보여주었으며, PATCHUNET과 DDUL은 거의 유사한 결과를 도출하였지만, DDUL이 정량적으로 근소한 우위를 보였다.

혼합 기계 학습 기반 소변 스펙트럼 분석 앙상블 모델 (Ensemble Model for Urine Spectrum Analysis Based on Hybrid Machine Learning)

  • 최재혁;정목동
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제23권8호
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    • pp.1059-1065
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    • 2020
  • In hospitals, nurses are subjectively determining the urine status to check the kidneys and circulatory system of patients whose statuses are related to patients with kidney disease, critically ill patients, and nursing homes before and after surgery. To improve this problem, this paper proposes a urine spectrum analysis system which clusters urine test results based on a hybrid machine learning model consists of unsupervised learning and supervised learning. The proposed system clusters the spectral data using unsupervised learning in the first part, and classifies them using supervised learning in the second part. The results of the proposed urine spectrum analysis system using a mixed model are evaluated with the results of pure supervised learning. This paper is expected to provide better services than existing medical services to patients by solving the shortage of nurses, shortening of examination time, and subjective evaluation in hospitals.

An Effective Anomaly Detection Approach based on Hybrid Unsupervised Learning Technologies in NIDS

  • Kangseok Kim
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제18권2호
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    • pp.494-510
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    • 2024
  • Internet users are exposed to sophisticated cyberattacks that intrusion detection systems have difficulty detecting. Therefore, research is increasing on intrusion detection methods that use artificial intelligence technology for detecting novel cyberattacks. Unsupervised learning-based methods are being researched that learn only from normal data and detect abnormal behaviors by finding patterns. This study developed an anomaly-detection method based on unsupervised machines and deep learning for a network intrusion detection system (NIDS). We present a hybrid anomaly detection approach based on unsupervised learning techniques using the autoencoder (AE), Isolation Forest (IF), and Local Outlier Factor (LOF) algorithms. An oversampling approach that increased the detection rate was also examined. A hybrid approach that combined deep learning algorithms and traditional machine learning algorithms was highly effective in setting the thresholds for anomalies without subjective human judgment. It achieved precision and recall rates respectively of 88.2% and 92.8% when combining two AEs, IF, and LOF while using an oversampling approach to learn more unknown normal data improved the detection accuracy. This approach achieved precision and recall rates respectively of 88.2% and 94.6%, further improving the detection accuracy compared with the hybrid method. Therefore, in NIDS the proposed approach provides high reliability for detecting cyberattacks.

Binary Harmony Search 알고리즘을 이용한 Unsupervised Nonlinear Classifier 구현 (Implementation of Unsupervised Nonlinear Classifier with Binary Harmony Search Algorithm)

  • 이태주;박승민;고광은;성원기;심귀보
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.354-359
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    • 2013
  • 본 논문을 통해서 우리는 최적화 알고리즘인 binary harmony search (BHS) 알고리즘을 이용하여 unsupervised nonlinear classifier를 구현하는 방안을 제시하였다. 패턴인식을 위한 기계학습이나 뇌파 신호의 분석 과정과 같이 벡터로 표현되는 특징들을 분류하는데 있어 다양한 알고리즘들이 제시되었다. 교사 학습기반의 분류 방식으로는 support vector machine과 같은 기법이 사용되어왔고, 비교사 학습 방법을 통한 분류 기법으로는 fuzzy c-mean (FCM)과 같은 알고리즘들이 사용되어 왔다. 그러나 기존에 사용해 왔던 분류 방법들은 비선형 데이터 분류에 적용하기 힘들거나 교사 학습을 적용하기 위해서 사전정보를 필요로 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 경험적 접근을 통해 공간상에 분포된 벡터 사이의 기하학적 거리를 최소로 만드는 벡터 집합을 선택하고 이를 하나의 클래스로 간주하는 방법을 적용한 분류법을 제시하였다. 비교 대상으로 FCM과 artificial neural network (ANN) 기반의 self-organizing map (SOM)을 제시하였다. 시뮬레이션에는 KEEL machine learing dataset을 사용하였고 그 결과, 제안된 방식이 기존 알고리즘에 비해 더 나은 우수성을 지니고 있음을 확인하였다.

A Machine Learning Approach to Korean Language Stemming

  • Cho, Se-hyeong
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.549-557
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    • 2001
  • Morphological analysis and POS tagging require a dictionary for the language at hand . In this fashion though it is impossible to analyze a language a dictionary. We also have difficulty if significant portion of the vocabulary is new or unknown . This paper explores the possibility of learning morphology of an agglutinative language. in particular Korean language, without any prior lexical knowledge of the language. We use unsupervised learning in that there is no instructor to guide the outcome of the learner, nor any tagged corpus. Here are the main characteristics of the approach: First. we use only raw corpus without any tags attached or any dictionary. Second, unlike many heuristics that are theoretically ungrounded, this method is based on statistical methods , which are widely accepted. The method is currently applied only to Korean language but since it is essentially language-neutral it can easily be adapted to other agglutinative languages.

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BCI(Brain-Computer Interface)에 적용 가능한 상호작용함수 기반 자율적 기계학습 (Unsupervised Machine Learning based on Neighborhood Interaction Function for BCI(Brain-Computer Interface))

  • 김귀정;한정수
    • 디지털융복합연구
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    • 제13권8호
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    • pp.289-294
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    • 2015
  • 본 연구는 비교사학습의 대표적인 방법 중 하나인 코호넨의 자기조직화 방법을 기반으로 BCI(Brain-Computer Interface)에 적용 가능한 자율적 기계학습방법을 제안한다. 이를 위해 상호작용 함수를 이용한 학습영역조정방법과 자율적 기계학습규칙을 제안하였다. 학습영역조정과 기계학습은 코호넨의 자기조직화 방법을 기반으로 한 상호작용 함수에 의한 측면제어효과를 이용하였다. 승자 뉴런을 결정하고 난 후 학습 규칙에 따라 뉴런의 연결강도를 조정하고 학습 횟수가 증가함에 따라 학습영역이 점차 감소하여 출력층 뉴런 가중치들의 입력을 향한 유동을 완화시켜 네트워크가 평형 상태(equilibrium state)에 도달하여 학습을 마칠 수 있는 자율적 기계학습을 제안하였다.

Decoding Brain States during Auditory Perception by Supervising Unsupervised Learning

  • Porbadnigk, Anne K.;Gornitz, Nico;Kloft, Marius;Muller, Klaus-Robert
    • Journal of Computing Science and Engineering
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    • 제7권2호
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    • pp.112-121
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    • 2013
  • The last years have seen a rise of interest in using electroencephalography-based brain computer interfacing methodology for investigating non-medical questions, beyond the purpose of communication and control. One of these novel applications is to examine how signal quality is being processed neurally, which is of particular interest for industry, besides providing neuroscientific insights. As for most behavioral experiments in the neurosciences, the assessment of a given stimulus by a subject is required. Based on an EEG study on speech quality of phonemes, we will first discuss the information contained in the neural correlate of this judgement. Typically, this is done by analyzing the data along behavioral responses/labels. However, participants in such complex experiments often guess at the threshold of perception. This leads to labels that are only partly correct, and oftentimes random, which is a problematic scenario for using supervised learning. Therefore, we propose a novel supervised-unsupervised learning scheme, which aims to differentiate true labels from random ones in a data-driven way. We show that this approach provides a more crisp view of the brain states that experimenters are looking for, besides discovering additional brain states to which the classical analysis is blind.

비지도 학습을 위한 언플러그드 활동에 대한 연구 (A study about CS Unplugged using Unsupervised Learning)

  • 전병우;신승기
    • 한국정보교육학회:학술대회논문집
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    • 한국정보교육학회 2021년도 학술논문집
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    • pp.175-179
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    • 2021
  • 언플러그드 활동은 프로그래밍 프로그램 이외의 학습 도구를 통하여 컴퓨터 과학에 대하여 학습하는 활동들이다. 기존의 언플러그드 활동은 절차적인 사고 과정에 초점을 맞추고, 놀이를 통해 사고 과정을 지도하는 것에 초점을 두어, 최근 주목되는 머신 러닝에서 중요한 비중을 차지하는 비지도 학습에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 초등학생들에게 익숙한 영상 매체를 사용하여 데이터를 분석하는 비지도 학습을 위한 언플러그드 수업을 설계하고, 수업을 실시한 후에 비버챌린지를 활용하여 수업의 효과성에 대한 결과를 분석하였다. 사전 검사와 사후 검사의 점수를 분석한 결과 학생들의 computational thinking 과 문제 해결력이 향상되었음을 확인할 수 있었다.

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Evaluating Unsupervised Deep Learning Models for Network Intrusion Detection Using Real Security Event Data

  • Jang, Jiho;Lim, Dongjun;Seong, Changmin;Lee, JongHun;Park, Jong-Geun;Cheong, Yun-Gyung
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제11권4호
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    • pp.10-19
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    • 2022
  • AI-based Network Intrusion Detection Systems (AI-NIDS) detect network attacks using machine learning and deep learning models. Recently, unsupervised AI-NIDS methods are getting more attention since there is no need for labeling, which is crucial for building practical NIDS systems. This paper aims to test the impact of designing autoencoder models that can be applied to unsupervised an AI-NIDS in real network systems. We collected security events of legacy network security system and carried out an experiment. We report the results and discuss the findings.

Determination of Optimal Adhesion Conditions for FDM Type 3D Printer Using Machine Learning

  • Woo Young Lee;Jong-Hyeok Yu;Kug Weon Kim
    • 실천공학교육논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.419-427
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    • 2023
  • In this study, optimal adhesion conditions to alleviate defects caused by heat shrinkage with FDM type 3D printers with machine learning are researched. Machine learning is one of the "statistical methods of extracting the law from data" and can be classified as supervised learning, unsupervised learning and reinforcement learning. Among them, a function model for adhesion between the bed and the output is presented using supervised learning specialized for optimization, which can be expected to reduce output defects with FDM type 3D printers by deriving conditions for optimum adhesion between the bed and the output. Machine learning codes prepared using Python generate a function model that predicts the effect of operating variables on adhesion using data obtained through adhesion testing. The adhesion prediction data and verification data have been shown to be very consistent, and the potential of this method is explained by conclusions.