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TerraSAR-X 영상으로부터 Modified U-NET을 이용한 홍수 매핑 (Flood Mapping Using Modified U-NET from TerraSAR-X Images)

  • 유진우;윤영웅;이어루;백원경;정형섭
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제38권6_2호
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    • pp.1709-1722
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    • 2022
  • 지구온난화로 인해 발생한 기온 상승은 엘니뇨, 라니냐 현상을 초래하였고, 해수의 온도를 비정상적으로 변화시켰다. 해수 온도의 비정상적인 변화는 특정 지역에 강우가 집중되는 현상을 발생시켜 이상 홍수를 빈번하게 일으킨다. 홍수로 인한 인명 및 재산 피해를 복구하고 방지하기 위해서는 침수피해 지역을 신속하게 파악하는 것이 중요한데 이는 합성개구레이더(synthetic aperture radar, SAR)를 통해 가능하다. 본 연구에서는 멀티 커널(kernel) 기반의 수정된 U-NET과 TerraSAR-X 영상을 활용하여 다양한 특성 맵 추출을 통해 반전 잡음(speckle noise)의 효과를 저감하고, 홍수 전, 후의 두 장의 영상을 입력자료로 활용해 홍수 발생 지역을 직접적으로 도출해내는 모델을 제작하고자 한다. 이를 위해 두 장의 SAR 영상을 전처리하여 모델의 입력자료를 제작하였고, 이를 수정된 U-NET 구조에 적용하여 홍수 탐지 딥러닝 모델을 학습시켰다. 해당 방법을 통해 평균 F1 score 값이 0.966으로 높은 수준으로 홍수 발생 지역을 탐지할 수 있었다. 이 결과는 수해 지역에 대한 신속한 복구 및 수해 예방책 도출에 기여할 것으로 기대된다.

콘포머 기반 FastSpeech2를 이용한 한국어 음식 주문 문장 음성합성기 (A Korean menu-ordering sentence text-to-speech system using conformer-based FastSpeech2)

  • 최예린;장재후;구명완
    • 한국음향학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.359-366
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    • 2022
  • 본 논문에서는 콘포머 기반 FastSpeech2를 이용한 한국어 메뉴 음성합성기를 제안한다. 콘포머는 본래 음성 인식 분야에서 제안된 것으로, 합성곱 신경망과 트랜스포머를 결합하여 광역과 지역 정보를 모두 잘 추출할 수 있도록 한 구조다. 이를 위해 순방향 신경망을 반으로 나누어 제일 처음과 마지막에 위치시켜 멀티 헤드 셀프 어텐션 모듈과 합성곱 신경망을 감싸는 마카론 구조를 구성했다. 본 연구에서는 한국어 음성인식에서 좋은 성능이 확인된 콘포머 구조를 한국어 음성합성에 도입하였다. 기존 음성합성 모델과의 비교를 위하여 트랜스포머 기반의 FastSpeech2와 콘포머 기반의 FastSpeech2를 학습하였다. 이때 데이터셋은 음소 분포를 고려한 자체 제작 데이터셋을 이용하였다. 특히 일반대화 뿐만 아니라, 음식 주문 문장 특화 코퍼스를 제작하고 이를 음성합성 훈련에 사용하였다. 이를 통해 외래어 발음에 대한 기존 음성합성 시스템의 문제점을 보완하였다. ParallelWave GAN을 이용하여 합성음을 생성하고 평가한 결과, 콘포머 기반의 FastSpeech2가 월등한 성능인 MOS 4.04을 달성했다. 본 연구를 통해 한국어 음성합성 모델에서, 동일한 구조를 트랜스포머에서 콘포머로 변경하였을 때 성능이 개선됨을 확인하였다.

산림 총일차생산량 예측의 공간적 확장을 위한 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘의 활용 (Application of Machine Learning Algorithm and Remote-sensed Data to Estimate Forest Gross Primary Production at Multi-sites Level)

  • 이보라;김은숙;임종환;강민석;김준
    • 대한원격탐사학회지
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    • 제35권6_2호
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    • pp.1117-1132
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    • 2019
  • 산림생태계 내의 총일차생산량은 산림 자원 생산량과 직결되고, 산림생태계의 건강성, 산림식물계절 및 생태계 서비스의 중요한 지표가 된다. 이 연구에서는 인공위성 자료와 기계학습 알고리즘을 활용하여 우리 나라의 산림유역의 총일차생산량을 연구하였다. 에디공분산 타워가 있는 6개 지점에서의 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 산출물과 에디공분산타워의 총일차생산성으로 연구기간의 75%-80%에 해당하는 자료로 기계학습 알고리즘을 훈련하고 나머지 기간으로 구축된 모델의 총일차생산성 예측 결과를 검증하였다. 모델을 구축할 때 MODIS 지상 산출물과 대기 산출물을 조합하여 새로운 입력자료(e.g., 포화수증기압차)를 모델의 입력자료(Processed MODIS)로 사용하였을 때와 이러한 과정 없이 QC(Quality control)만 거친 MODIS 산출물을 그대로 입력자료(Unprocessed MODIS)로 사용하였을 때의 총일차생산량을 비교해 보고 그 활용 가능성에 대해 고찰하였다. 추가로 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)과 에디공분산 총일차생산성 및 기계학습 알고리즘 기반의 총일차생산성과의 상관관계를 보고 그 적합성에 대해 논의하였다. 이 연구에서 사용된 기계학습 알고리즘은 Support Vector Machine (SVM)으로 산림생태계 연구에서 가장 많이 사용되고 있는 기계학습 알고리즘 중 하나이다. 기계학습 알고리즘 기반(SVM 모델)의 총일차생산량 예측 결과는 MODIS 총일차생산량 산출물(MYD17)보다 에디공분산 총일차생산량과 전반적으로 높은 상관관계를 보였고 특히 식생 성장을 시작하는 시점의 값을 좀더잘 예측하는 결과를 보였다. 단일 지역에서 Unprocessed MODIS 입력자료로 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.75 - 0.95 (p < 0.001), 6개의 연구 지점에서 훈련된 SVM 모델 결과는 피어슨 상관계수 0.77 - 0.94 (p < 0.001) 사이를 보였다. 이 결과는 훈련 자료에 다양한 이벤트들이 포함되면 모델의 예측력이 향상되는 가능성을 보여주었고 위성영상의 산출물을 재계산하여 새로운 산출물을 내는 과정을 거친 위성 자료가 아니어도 그 예측력에는 크게 문제가 없음을 보여주었다.

딥러닝 시계열 알고리즘 적용한 기업부도예측모형 유용성 검증 (Corporate Default Prediction Model Using Deep Learning Time Series Algorithm, RNN and LSTM)

  • 차성재;강정석
    • 지능정보연구
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    • 제24권4호
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    • pp.1-32
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    • 2018
  • 본 연구는 경제적으로 국내에 큰 영향을 주었던 글로벌 금융위기를 기반으로 총 10년의 연간 기업데이터를 이용한다. 먼저 시대 변화 흐름에 일관성있는 부도 모형을 구축하는 것을 목표로 금융위기 이전(2000~2006년)의 데이터를 학습한다. 이후 매개 변수 튜닝을 통해 금융위기 기간이 포함(2007~2008년)된 유효성 검증 데이터가 학습데이터의 결과와 비슷한 양상을 보이고, 우수한 예측력을 가지도록 조정한다. 이후 학습 및 유효성 검증 데이터를 통합(2000~2008년)하여 유효성 검증 때와 같은 매개변수를 적용하여 모형을 재구축하고, 결과적으로 최종 학습된 모형을 기반으로 시험 데이터(2009년) 결과를 바탕으로 딥러닝 시계열 알고리즘 기반의 기업부도예측 모형이 유용함을 검증한다. 부도에 대한 정의는 Lee(2015) 연구와 동일하게 기업의 상장폐지 사유들 중 실적이 부진했던 경우를 부도로 선정한다. 독립변수의 경우, 기존 선행연구에서 이용되었던 재무비율 변수를 비롯한 기타 재무정보를 포함한다. 이후 최적의 변수군을 선별하는 방식으로 다변량 판별분석, 로짓 모형, 그리고 Lasso 회귀분석 모형을 이용한다. 기업부도예측 모형 방법론으로는 Altman(1968)이 제시했던 다중판별분석 모형, Ohlson(1980)이 제시한 로짓모형, 그리고 비시계열 기계학습 기반 부도예측모형과 딥러닝 시계열 알고리즘을 이용한다. 기업 데이터의 경우, '비선형적인 변수들', 변수들의 '다중 공선성 문제', 그리고 '데이터 수 부족'이란 한계점이 존재한다. 이에 로짓 모형은 '비선형성'을, Lasso 회귀분석 모형은 '다중 공선성 문제'를 해결하고, 가변적인 데이터 생성 방식을 이용하는 딥러닝 시계열 알고리즘을 접목함으로서 데이터 수가 부족한 점을 보완하여 연구를 진행한다. 현 정부를 비롯한 해외 정부에서는 4차 산업혁명을 통해 국가 및 사회의 시스템, 일상생활 전반을 아우르기 위해 힘쓰고 있다. 즉, 현재는 다양한 산업에 이르러 빅데이터를 이용한 딥러닝 연구가 활발히 진행되고 있지만, 금융 산업을 위한 연구분야는 아직도 미비하다. 따라서 이 연구는 기업 부도에 관하여 딥러닝 시계열 알고리즘 분석을 진행한 초기 논문으로서, 금융 데이터와 딥러닝 시계열 알고리즘을 접목한 연구를 시작하는 비 전공자에게 비교분석 자료로 쓰이기를 바란다.

강원지방 중소건설업의 성장전략에 관한 연구 (A Study on the Strategies of Growth in Small & Medium Construction Firms)

  • 김범진;조창진
    • 산학경영연구
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    • 제19권1호
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    • pp.53-80
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    • 2006
  • 지역 중소건설업체의 주요 문제점은 업체수의 급격한 증가 추세와 이로 인한 심각한 수주경쟁 및 수익성 악화에 기인한다. 공공 공사의 대부분을 차지하는 대규모 토목공사와 지방자치단체 발주 공사 수주에 있어 대형 업체가 지방으로 진출함에 따라서 중소업체는 경쟁력 취약, 공사관리 시스템 부재 및 품질관리능력 미흡 등으로 어렵다. 또한 기술능력의 전문성 부족, 우수한 기술인력의 확보능력 및 기술 인력의 개발/관리능력 미흡, 자금조달의 어려움으로 인한 자체사업 및 개발사업 등의 사업확대 불가능, 발전 및 성장을 위한 기업의 특화된 전략과 목표가 취약하다. 지역 중소건설업체의 주요 개선방안은 첫째, 최고 경영자의 의식 변화를 통한 경영혁신이 필요(중소업체의 경우 대형업체보다 최고 경영자가 경영 성과에 미치는 영향이 매우 크게 나타나고 있다)하다. 둘째, 전문적인 기술력과 특화된 전문분야를 확보하여 차별적인 경쟁력을 구축해야 한다. 셋째, 전문 기술인력의 확보 및 확보된 내부인력을 관리 육성하기 위한 시스템의 개발이 필요하다. 넷째, 재무관리 능력의 개선 및 자금조달 능력 향상을 통한 경영 차원의 개선과 개발사업, 자체사업 등으로의 사업영역 확대 등이 요구된다. 도출된 문제점과 개선방안을 토대로 살펴보면 강원지방 중소건설업의 성장전략은 다음과 같은 것이 중요하다. 공공부문과 민간부문 그리고 자체사업 분야의 성공적 확대를 위해서 가장 필요한 성장전략은 품질 확보와 가격경쟁력이다. 현재 공공 및 민간부문의 수준확대를 위해서 확대해야 할 기반분야는 발주기관과의 유대관계 확립과 기술경쟁력 확보 그리고 정보시스템의 도입 등이다. 향후 수행하여야 할 사업에서 주력해야 될 사업경쟁요소는 품질, 기술, 가격 등이다. 향후 중소건설업체의 성장을 위한 사업경쟁 요소는 최우선적으로 기술과 품질로 이의 개선을 위한 정보화 기반의 구축과 확대가 필요하다.및 24시간 전에 조사하였던 UVB의 영향인 것으로 생각된다. 24시간 간격으로 10분간씩 3회 조사했을 때 중족골의 Ca 함량은 점차 증가되어 96시간에 최고치 24.18%를 보였고 P함량은 역시 96시간에 최고치 7.29%를 나타내었으며, 회분 함량은 240시간까지 계속 증가되어 45.73%에 이르렀다. UVB조사 후 경과시간에 따라 살펴보면 중족골의 Ca와 P 함량은 UVB 조사후 96~144시간에 최고치에 도달했으나 회분함량은 240시간까지 계속 증가하는 모습을 보였다. 다음 UVB의 조사방법에 따라 종족골의 Ca함량을 봤을 때 무간격으로 조사시 240시간까지 계속 증가하였고, 12시간 간격으로 조사시 144시간에 최고치를, 24시간 간격으로 조사시에는 96시간에 최고치를 나타내었으며 회분 함량을 봤을 때 12시간 또는 24시간 간격으로 조사하였을 경우가 무간격으로 조사하였을 때보다 더 높은 수준을 보였으므로 24시간 간격으로 10분간씩 조사하는 것이 바람직한 것으로 생각되었다.를 미루어 볼 때 과산화된 지질의 섭취는 생체내 대사 이상을 유발할 가능성이 인식되었고 카테킨의 투여는 신선한 어유를 섭취한 경우 뿐만 아니고 이미 과산화된 어유를 섭취한 경우 뿐만 아니고 이미 과산화된 어유를 섭취한 경우에도 생체내에서 과산화 억제작용을 어느 정도 효과적으로 수행하는 것으로 나타나 앞으로 이의 효과적인 활용이 기대된다.다.nsidered to be due to the different food habits and environmental condition of the invertebrates.재강조될 필요가 있다. 이 두 역할개념 들을 교육을 통하여 효과적으로 가르칠 필요가 있다고 본다. 이 두 개념들이 간호사의 바람직한 간호행 위에 영향을 미치는 가장 중요한 요소로 나타났기 때문이다. 또한, 본 연구결과에 따르면, 경험이 많을수록

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인공신경회로망을 이용한 뇌 F-18-FDG PET 자동 해석: 내.외측 측두엽간질의 감별 (Automatic Interpretation of F-18-FDG Brain PET Using Artificial Neural Network: Discrimination of Medial and Lateral Temporal Lobe Epilepsy)

  • 이재성;이동수;김석기;박광석;이상건;정준기;이명철
    • 대한핵의학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.233-240
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    • 2004
  • 목적: 내 외측 측두엽간질의 감별은 중요하고 F-18-FDG PET이 도움을 주나 성능이 아주 우수하지는 않다. 이 연구에서는 수술과 수술 후 추적 병리소견으로 확진한 내측성 또는 외측성 측두엽간질 환자의 F-18-FDG PET영상을 후향적으로 조사하여 내측 및 외측 측두엽 대사 감소 양상을 추출하고 내측성과 외측성 간질을 감별하기 위한 인공신경회로망을 이용한 감별시스템을 개발하였으며 판독 성능을 핵의학전문가와 비교하였다. 대상 및 방법 : 수술로 확진한 내측성 또는 외측성 측두엽간질 환자 113명(좌 우측 내측성 측두엽간질 각 41, 42명, 좌 우측 외측성 측두엽간질 각 14, 16명)의 뇌 FDG PET을 대상으로 하였다. 모든 PET 영상을 PET 표준지도에 공간정규화하였으며 표준지도에서 추출한 뇌실질 영역의 평균 화소 값이 100이 되도록 계수정규화를 하였다. 표준지도에 미리 정의한34개 영역에서 평균 계수 값을 추출하였으며 마주보는 17개 영역간의 비대칭계수와 내측 및 외측 측두엽간의 비대칭계수를 구하여 신경회로망 시스템의 입력으로 넣었다. 신경회로망 시스템은 세 개의 독립적인 다층 퍼셉트론으로 구성하였다. 첫 번째 퍼셉트론은 간질 원인병소의 편측화(우측 또는 좌측)를 판단하게 하였다. 다른 두개의 퍼셉트론은 우측 또는 좌측 측두엽간질로 나뉘어진 입력 패턴들을 각각 내측성 또는 외측성 측두엽간질로 구분하는 역할을 하게 하였다. 신경회로망 시스템의 감별 성능을 평가하기 위하여 각 환자군에서 무작위로 8명의 PET 영상을 학습군으로 선정하여 신경회로망을 학습시켰으며 나머지 총 81명의 영상으로 신경망 시스템의 진단 정확성을 평가하였다. 이러한 무작위 실험을 50번 시행하여 얻은 신경회로망 시스템의 출력과 진단명과의 일치도를 핵의학 의사의 판독결과와 비교하였다. 핵의학 의사의 판독은 신경회로망과 동일한 조건 하에서 시행되도록 하기 위하여 각 환자가 측두엽간질환자라는 정보이외에는 어떠한 다른 임상정보도 모르는 상태에서 각 환자를 좌측 또는 우측 내측성 측두엽간질이나 좌측 또는 우측 외측성 측두엽간질 중 하나로 감별하도록 하였다. 결과: 내측 또는 외측 측두엽에 대한 최종 국소화가 정확했는지 여부에 관계없이 간질병소가 속한 뇌반구가 좌측인지 우측인지를 맞게 판단하였으면 편측화에 성공한 것으로 보았을 때 신경회로망과 핵의학 전문가가 모두 평균 90% 정도의 높은 편측화 성공률을 보였다. 편측화는 물론 간질병소가 내측에 있는지 외측에 있는지 여부를 정확하게 판단한 국소화 성공률 또한 신경회로망(59%)과 핵의학 전문가(72%)의 진단 성적이 거의 다르지 않았다. 결론: 이 연구에서 개발한 간질병소 국소화를 위한 신경회로망 시스템은 측두엽간질 감별 진단에 도움이 될 것으로 기대된다.