Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
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v.25
no.1
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pp.44-49
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2021
Recently, due to COVID-19, studies have been popularly worked to apply neural network to mask wearing automatic detection system. For applying neural networks, the 1-stage detection or 2-stage detection methods are used, and if data are not sufficiently collected, the pretrained neural network models are studied by applying fine-tuning techniques. In this paper, the system is consisted of 2-stage detection method that contain MTCNN model for face recognition and ResNet model for mask detection. The mask detector was experimented by applying five ResNet models to improve accuracy and fps in various environments. Training data used 17,217 images that collected using web crawler, and for inference, we used 1,913 images and two one-minute videos respectively. The experiment showed a high accuracy of 96.39% for images and 92.98% for video, and the speed of inference for video was 10.78fps.
The purpose of this study is to apply a deep learning model that can distinguish lung perfusion and lung ventilation images in nuclear medicine, and to evaluate the image classification ability. Image data pre-processing was performed in the following order: image matrix size adjustment, min-max normalization, image center position adjustment, train/validation/test data set classification, and data augmentation. The convolutional neural network(CNN) structures of VGG-16, ResNet-18, Inception-ResNet-v2, and SE-ResNeXt-101 were used. For classification model evaluation, performance evaluation index of classification model, class activation map(CAM), and statistical image evaluation method were applied. As for the performance evaluation index of the classification model, SE-ResNeXt-101 and Inception-ResNet-v2 showed the highest performance with the same results. As a result of CAM, cardiac and right lung regions were highly activated in lung perfusion, and upper lung and neck regions were highly activated in lung ventilation. Statistical image evaluation showed a meaningful difference between SE-ResNeXt-101 and Inception-ResNet-v2. As a result of the study, the applicability of the CNN model for lung scintigraphy classification was confirmed. In the future, it is expected that it will be used as basic data for research on new artificial intelligence models and will help stable image management in clinical practice.
Park, Sung-Wook;Kim, Seunghyun;Lim, Su-Chang;Kim, Do-Yeon
Journal of Korea Multimedia Society
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v.23
no.6
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pp.729-737
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2020
Screening with low-dose spiral computed tomography (LDCT) has been shown to reduce lung cancer mortality by about 20% when compared to standard chest radiography. One of the problems arising from screening programs is that large amounts of CT image data must be interpreted by radiologists. To solve this problem, automated detection of pulmonary nodules is necessary; however, this is a challenging task because of the high number of false positive results. Here we demonstrate detection of pulmonary nodules using six off-the-shelf convolutional neural network (CNN) models after modification of the input/output layers and end-to-end training based on publicly databases for comparative evaluation. We used the well-known CNN models, LeNet-5, VGG-16, GoogLeNet Inception V3, ResNet-152, DensNet-201, and NASNet. Most of the CNN models provided superior results to those of obtained using customized CNN models. It is more desirable to modify the proven off-the-shelf network model than to customize the network model to detect the pulmonary nodules.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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v.15
no.1
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pp.147-165
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2021
In this work, we empirically evaluated the efficiency of the recent EfficientNetB0 model to identify and diagnose malaria parasite infections in blood smears. The dataset used was collected and classified by relevant experts from the Lister Hill National Centre for Biomedical Communications (LHNCBC). We prepared our samples with minimal image transformations as opposed to others, as we focused more on the feature extraction capability of the EfficientNetB0 baseline model. We applied transfer learning to increase the initial feature sets and reduced the training time to train our model. We then fine-tuned it to work with our proposed layers and re-trained the entire model to learn from our prepared dataset. The highest overall accuracy attained from our evaluated results was 94.70% from fifty epochs and followed by 94.68% within just ten. Additional visualization and analysis using the Gradient-weighted Class Activation Mapping (Grad-CAM) algorithm visualized how effectively our fine-tuned EfficientNetB0 detected infections better than other recent state-of-the-art DCNN models. This study, therefore, concludes that when fine-tuned, the recent EfficientNetB0 will generate highly accurate deep learning solutions for the identification of malaria parasites in blood smears without the need for stringent pre-processing, optimization, or data augmentation of images.
Violence can be committed anywhere, even in crowded places. It is hence necessary to monitor human activities for public safety. Surveillance cameras can monitor surrounding activities but require human assistance to continuously monitor every incident. Automatic violence detection is needed for early warning and fast response. However, such automation is still challenging because of low video resolution and blind spots. This paper uses ResNet50v2 and the gated recurrent unit (GRU) algorithm to detect violence in the Movies, Hockey, and Crowd video datasets. Spatial features were extracted from each frame sequence of the video using a pretrained model from ResNet50V2, which was then classified using the optimal trained model on the GRU architecture. The experimental results were then compared with wavelet feature extraction methods and classification models, such as the convolutional neural network and long short-term memory. The results show that the proposed combination of ResNet50V2 and GRU is robust and delivers the best performance in terms of accuracy, recall, precision, and F1-score. The use of ResNet50V2 for feature extraction can improve model performance.
Journal of Korea Society of Digital Industry and Information Management
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v.14
no.4
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pp.69-77
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2018
The malignant melanoma accounts for about 1 to 3% of the total malignant tumor in the West, especially in the US, it is a disease that causes more than 9,000 deaths each year. Generally, skin lesions are difficult to detect the features through photography. In this paper, we propose a computer-aided diagnosis algorithm based on deep learning for classification of malignant melanoma and benign skin tumor in RGB channel skin images. The proposed deep learning model configures the tumor lesion segmentation model and a classification model of malignant melanoma. First, U-Net was used to segment a skin lesion area in the dermoscopic image. We could implement algorithms to classify malignant melanoma and benign tumor using skin lesion image and results of expert's labeling in ResNet. The U-Net model obtained a dice similarity coefficient of 83.45% compared with results of expert's labeling. The classification accuracy of malignant melanoma obtained the 83.06%. As the result, it is expected that the proposed artificial intelligence algorithm will utilize as a computer-aided diagnosis algorithm and help to detect malignant melanoma at an early stage.
Journal of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry and Cartography
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v.38
no.1
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pp.23-33
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2020
Recently, high-resolution images can be easily acquired using UAV (Unmanned Aerial Vehicle), so that it is possible to produce small area observation and spatial information at low cost. In particular, research on the generation of cover maps in crop production areas is being actively conducted for monitoring the agricultural environment. As a result of comparing classification performance by applying RF(Random Forest), SVM(Support Vector Machine) and CNN(Convolutional Neural Network), deep learning classification method has many advantages in image classification. In particular, land cover classification using satellite images has the advantage of accuracy and time of classification using satellite image data set and pre-trained parameters. However, UAV images have different characteristics such as satellite images and spatial resolution, which makes it difficult to apply them. In order to solve this problem, we conducted a study on the application of deep learning algorithms that can be used for analyzing agricultural lands where UAV data sets and small-scale composite cover exist in Korea. In this study, we applied DeepLab V3 +, FC-DenseNet (Fully Convolutional DenseNets) and FRRN-B (Full-Resolution Residual Networks), the semantic image classification of the state-of-art algorithm, to UAV data set. As a result, DeepLab V3 + and FC-DenseNet have an overall accuracy of 97% and a Kappa coefficient of 0.92, which is higher than the conventional classification. The applicability of the cover classification using UAV images of small areas is shown.
In autonomous driving systems, the ability to classify pedestrians in images captured by cameras is very important for pedestrian safety. In the past, after extracting features of pedestrians with HOG(Histogram of Oriented Gradients) or SIFT(Scale-Invariant Feature Transform), people classified them using SVM(Support Vector Machine). However, extracting pedestrian characteristics in such a handcrafted manner has many limitations. Therefore, this paper proposes a method to classify pedestrians reliably and effectively using CNN's(Convolutional Neural Network) deep features and transfer learning. We have experimented with both the fixed feature extractor and the fine-tuning methods, which are two representative transfer learning techniques. Particularly, in the fine-tuning method, we have added a new scheme, called M-Fine(Modified Fine-tuning), which divideslayers into transferred parts and non-transferred parts in three different sizes, and adjusts weights only for layers belonging to non-transferred parts. Experiments on INRIA Person data set with five CNN models(VGGNet, DenseNet, Inception V3, Xception, and MobileNet) showed that CNN's deep features perform better than handcrafted features such as HOG and SIFT, and that the accuracy of Xception (threshold = 0.5) isthe highest at 99.61%. MobileNet, which achieved similar performance to Xception and learned 80% fewer parameters, was the best in terms of efficiency. Among the three transfer learning schemes tested above, the performance of the fine-tuning method was the best. The performance of the M-Fine method was comparable to or slightly lower than that of the fine-tuningmethod, but higher than that of the fixed feature extractor method.
The pipe bends and elbows in nuclear power plants (NPPs) are vulnerable to degradation mechanisms and can cause wall-thinning defects. As it is difficult to detect both the defects generated inside the wall-thinned pipes and the preliminary signs, the wall-thinning defects should be accurately estimated to maintain the integrity of NPPs. This paper proposes a deep fuzzy neural network (DFNN) method and estimates the collapse moment of wall-thinned pipe bends and elbows. The proposed model has a simplified structure in which the fuzzy neural network module is repeatedly connected, and it is optimized using the least squares method and genetic algorithm. Numerical data obtained through simulations on the pipe bends and elbows with extrados, intrados, and crown defects were applied to the DFNN model to estimate the collapse moment. The acquired databases were divided into training, optimization, and test datasets and used to train and verify the estimation model. Consequently, the relative root mean square (RMS) errors of the estimated collapse moment at all the defect locations were within 0.25% for the test data. Such a low RMS error indicates that the DFNN model is accurate in estimating the collapse moment for wall-thinned pipe bends and elbows.
Park, Ji Hun;An, Ye Ji;Yoo, Kwae Hwan;Na, Man Gyun
Nuclear Engineering and Technology
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v.53
no.8
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pp.2547-2555
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2021
The frequency of reactor coolant leakage is expected to increase over the lifetime of a nuclear power plant owing to degradation mechanisms, such as flow-acceleration corrosion and stress corrosion cracking. When loss of coolant accidents (LOCAs) occur, several parameters change rapidly depending on the size and location of the cracks. In this study, leak flow during LOCAs is predicted using a deep fuzzy neural network (DFNN) model. The DFNN model is based on fuzzy neural network (FNN) modules and has a structure where the FNN modules are sequentially connected. Because the DFNN model is based on the FNN modules, the performance factors are the number of FNN modules and the parameters of the FNN module. These parameters are determined by a least-squares method combined with a genetic algorithm; the number of FNN modules is determined automatically by cross checking a fitness function using the verification dataset output to prevent an overfitting problem. To acquire the data of LOCAs, an optimized power reactor-1000 was simulated using a modular accident analysis program code. The predicted results of the DFNN model are found to be superior to those predicted in previous works. The leak flow prediction results obtained in this study will be useful to check the core integrity in nuclear power plant during LOCAs. This information is also expected to reduce the workload of the operators.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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