Recently, the convolution neural network (CNN) model at a single image super-resolution (SISR) have been very successful. The residual learning method can improve training stability and network performance in CNN. In this paper, we propose a SISR using recursive residual network architecture by introducing dense skip connections for learning nonlinear mapping from low-resolution input image to high-resolution target image. The proposed SISR method adopts a method of the recursive residual learning to mitigate the difficulty of the deep network training and remove unnecessary modules for easier to optimize in CNN layers because of the concise and compact recursive network via dense skip connection method. The proposed method not only alleviates the vanishing-gradient problem of a very deep network, but also get the outstanding performance with low complexity of neural network, which allows the neural network to perform training, thereby exhibiting improved performance of SISR method.
CNN (Convolution Neural Network) is one of the most important techniques to identify the kind of objects in the captured pictures. Whereas the conventional models have been used for low resolution images, the technique to recognize the high resolution images becomes crucial in the field of artificial intelligence. In this paper, we proposed an efficient CNN model based on dilated convolution and thresholding techniques to increase the recognition ratio and to decrease the computational complexity. The simulation results show that the proposed algorithm outperforms the conventional method and the thresholding technique enhances the performance of the proposed model.
We propose Wide Inception ResNet (WIR Net) an optimized neural network architecture as a real-time semantic segmentation method for autonomous driving. The neural network architecture consists of an encoder that extracts features by applying a residual connection and inception module, and a decoder that increases the resolution by using transposed convolution and a low layer feature map. We also improved the performance by applying an ELU activation function and optimized the neural network by reducing the number of layers and increasing the number of filters. The performance evaluations used an NVIDIA Geforce GTX 1080 and TX1 boards to assess the class and category IoU for cityscapes data in the driving environment. The experimental results show that the accuracy of class IoU 53.4, category IoU 81.8 and the execution speed of $640{\times}360$, $720{\times}480$ resolution image processing 17.8fps and 13.0fps on TX1 board.
Communications for Statistical Applications and Methods
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v.29
no.2
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pp.161-176
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2022
There has been active research in image classification using deep learning convolutional neural network (CNN) models. ImageNet large-scale visual recognition challenge (ILSVRC) (2010-2017) was one of the most important competitions that boosted the development of efficient deep learning algorithms. This paper introduces and compares six monumental models that achieved high prediction accuracy in ILSVRC. First, we provide a review of the models to illustrate their unique structure and characteristics of the models. We then compare those models under a unified framework. For this reason, additional devices that are not crucial to the structure are excluded. Four popular data sets with different characteristics are then considered to measure the prediction accuracy. By investigating the characteristics of the data sets and the models being compared, we provide some insight into the architectural features of the models.
In this paper, we propose a speech emotion recognition method using a deep neural network based on the attention mechanism. The proposed method consists of a combination of CNN (Convolution Neural Networks), GRU (Gated Recurrent Unit), DNN (Deep Neural Networks) and attention mechanism. The spectrogram of the speech signal contains characteristic patterns according to the emotion. Therefore, we modeled characteristic patterns according to the emotion by applying the tuned Gabor filters as convolutional filter of typical CNN. In addition, we applied the attention mechanism with CNN and FC (Fully-Connected) layer to obtain the attention weight by considering context information of extracted features and used it for emotion recognition. To verify the proposed method, we conducted emotion recognition experiments on six emotions. The experimental results show that the proposed method achieves higher performance in speech emotion recognition than the conventional methods.
Convolution Neural Network(CNN) is a class of deep learning algorithms and can be used for image analysis. In particular, it has excellent performance in finding the pattern of images. Therefore, CNN is commonly applied for recognizing, learning and classifying images. In this study, the surface defect classification performance of Al 6061 extruded material using CNN-based algorithms were compared and evaluated. First, the data collection criteria were suggested and a total of 2,024 datasets were prepared. And they were randomly classified into 1,417 learning data and 607 evaluation data. After that, the size and quality of the training data set were improved using data augmentation techniques to increase the performance of deep learning. The CNN-based algorithms used in this study were VGGNet-16, VGGNet-19, ResNet-50 and DenseNet-121. The evaluation of the defect classification performance was made by comparing the accuracy, loss, and learning speed using verification data. The DenseNet-121 algorithm showed better performance than other algorithms with an accuracy of 99.13% and a loss value of 0.037. This was due to the structural characteristics of the DenseNet model, and the information loss was reduced by acquiring information from all previous layers for image identification in this algorithm. Based on the above results, the possibility of machine vision application of CNN-based model for the surface defect classification of Al extruded materials was also discussed.
Tarutal Ghosh Mondal;Jau-Yu Chou;Yuguang Fu;Jianxiao Mao
Smart Structures and Systems
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v.32
no.3
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pp.179-193
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2023
This study explores an alternative to the existing centralized process for data anomaly detection in modern Internet of Things (IoT)-based structural health monitoring (SHM) systems. An edge intelligence framework is proposed for the early detection and classification of various data anomalies facilitating quality enhancement of acquired data before transmitting to a central system. State-of-the-art deep neural network pruning techniques are investigated and compared aiming to significantly reduce the network size so that it can run efficiently on resource-constrained edge devices such as wireless smart sensors. Further, depthwise separable convolution (DSC) is invoked, the integration of which with advanced structural pruning methods exhibited superior compression capability. Last but not least, quantization-aware training (QAT) is adopted for faster processing and lower memory and power consumption. The proposed edge intelligence framework will eventually lead to reduced network overload and latency. This will enable intelligent self-adaptation strategies to be employed to timely deal with a faulty sensor, minimizing the wasteful use of power, memory, and other resources in wireless smart sensors, increasing efficiency, and reducing maintenance costs for modern smart SHM systems. This study presents a theoretical foundation for the proposed framework, the validation of which through actual field trials is a scope for future work.
The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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v.22
no.5
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pp.177-183
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2022
Recently, interesting of home training is getting bigger due to COVID-19. Accordingly, research on applying HAR(human activity recognition) technology to home training has been conducted. However, existing paper of HAR proposed static activity instead of dynamic activity. In this paper, the deep learning model where dynamic exercise posture can be analyzed and the accuracy of the user's exercise posture can be shown is proposed. Fitness images of AI-hub are analyzed by blaze pose. The experiment is compared with three types of deep learning model: RNN(recurrent neural network), LSTM(long short-term memory), CNN(convolution neural network). In simulation results, it was shown that the f1-score of RNN, LSTM and CNN is 0.49, 0.87 and 0.98, respectively. It was confirmed that CNN is more suitable for human activity recognition than other models from simulation results. More exercise postures can be analyzed using a variety learning data.
In recent years, deep convolutional neural networks have made significant progress in the research of single image super-resolution. However, it is difficult to be applied in practical computing terminals or embedded devices due to a large number of parameters and computational effort. To balance these problems, we propose CSRNet, a lightweight neural network based on channel split residual learning structure, to reconstruct highresolution images from low-resolution images. Lightweight refers to designing a neural network with fewer parameters and a simplified structure for lower memory consumption and faster inference speed. At the same time, it is ensured that the performance of recovering high-resolution images is not degraded. In CSRNet, we reduce the parameters and computation by channel split residual learning. Simultaneously, we propose a double-upsampling network structure to improve the performance of the lightweight super-resolution network and make it easy to train. Finally, we propose a new evaluation metric for the lightweight approaches named 100_FPS. Experiments show that our proposed CSRNet not only speeds up the inference of the neural network and reduces memory consumption, but also performs well on single image super-resolution.
International Journal of Computer Science & Network Security
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v.21
no.11
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pp.17-22
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2021
Recently, image super-resolution techniques used in convolutional neural networks (CNN) have led to remarkable performance in the research area of digital image processing applications and computer vision tasks. Convolutional layers stacked on top of each other can design a more complex network architecture, but they also use more memory in terms of the number of parameters and introduce the vanishing gradient problem during training. Furthermore, earlier approaches of single image super-resolution used interpolation technique as a pre-processing stage to upscale the low-resolution image into HR image. The design of these approaches is simple, but not effective and insert the newer unwanted pixels (noises) in the reconstructed HR image. In this paper, authors are propose a novel single image super-resolution architecture based on synchronized depthwise separable convolution with Dense Skip Connection Block (DSCB). In addition, unlike existing SR methods that only rely on single path, but our proposed method used the synchronizes path for generating the SISR image. Extensive quantitative and qualitative experiments show that our method (SDCN) achieves promising improvements than other state-of-the-art methods.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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