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Stiefel 다양체에서 곱셈의 업데이트를 이용한 비음수 행렬의 직교 분해 (pp.347-352)
유지호(Jiho Yoo),최승진(Seungjin Choi) 한국정보과학회 2009 정보과학회논문지 : 소프트웨어 및 응용 Vol.36 No.5
주어진 비음수 데이터를 두 개의 비음수 행렬의 곱의 형태로 표현하는 비음수 행렬 분해(Nonnegative Matrix Factorization) 는 비음수 데이터의 다변량 분석에서 폭넓게 사용되고 있는 방법이다. 비음수 행렬 분해는 집단화(Clustering), 특히 문서의 집단화에서 유용하게 쓰일 수 있다. 본 논문에서는 주어진 문서들로부터 구성된 단어-문서 행렬을 두 개의 비음수 행렬의 곱으로 분해할 때, 그 중 하나의 행렬에 직교 제한을 주는 비음수 행렬의 직교 분해(Orthogonal Nonnegative Matrix Factorization) 방법을 다룬다. 현존하는 비음수 행렬의 직교 분해 방법은 직교 제한과 관련된 항을 더해주는 방식을 사용하지만, 여기서는 Stiefel 다양체 위에서의 실제 기울기를 직접 구하여 곱셈의 업데이트 알고리즘을 유도하였다. 다양한 문서 데이터에 대한 실험을 통해 새롭게 유도된 비음수 행렬의 직교 분해 방법이 기존의 비음수 행렬 분해나 기존의 비음수 행렬의 직교 분해보다 문서 집단화에서 우수한 성능을 나타냄을 보였다. Nonnegative matrix factorization (NMF) is a popular method for multivariate analysis of nonnegative data, the goal of which is decompose a data matrix into a product of two factor matrices with all entries in factor matrices restricted to be nonnegative. NMF was shown to be useful in a task of clustering (especially document clustering). In this paper we present an algorithm for orthogonal nonnegative matrix factorization, where an orthogonality constraint is imposed on thenonnegative decomposition of a term-document matrix. We develop multiplicative updates directlyfrom true gradient on Stiefel manifold, whereas existing algorithms consider additive orthogonality constraints. Experiments on several different document data sets show our orthogonal NMF algorithms perform better in a task of clustering, compared to the standard NMF and an existing orthogonal NMF.
인도네시아 바이오매스 반탄화를 통해 제조된 고품위 고형연료의 활용
유지호(Jiho Yoo) 한국청정기술학회 2020 청정기술 Vol.26 No.4
바이오매스는 풍부한 신재생에너지로 화석연료에 의한 온실가스 배출을 줄일 수 있는 자원으로 활용될 수 있다. 인도네시아에서는 경제성이 우수한 대량의 조림지 부산물과 팜 부산물이 발생된다. 일반적으로 바이오매스들은 낮은 열량 및 연소 효율에 의해 연료로서 사용하기 어려운 경우가 많다. 최근 이러한 바이오매스를 고품위 연료로 전환하는 반탄화 기술 개발이 활발하며, 유럽을 중심으로 다수의 생산 설비가 상용화되었다. 우리나라는 현재 ~ 2 million ton yr<SUP>-1</SUP> 이상의 혼소용 우드팰릿을 동남아시아에서 수입하고 있다. 하지만 반탄화 연료 시장은 아직 열리지 않았고, 추후 국내 기술 및 시장 환경 성숙에 따라 도입되리라 예상된다. 인도네시아 현지 혼소용 연료로서 반탄화된 조림지 부산물은 신재생에너지 확대 정책(feed-in-tariff, FIT) 하에서 경제성 확보 가능하다. 하지만 팜 부산물인 EFB (empty fruit bunch, EFB)를 혼소용 연료로 사용하기 위해서는 알카리 금속 제거에 따른 경제성 저하 극복 방안이 강구되어야 한다. ETS (emission trading system, ETS)와 CDM (clean development mechanism, CDM)제도의 지원을 받는 경우 EFB는 연료 민감성이 낮은 시멘트 소성로에서 기존 석탄을 대체할 수 있을 것으로 판단된다. Biomass is an abundant renewable energy resource that can replace fossil fuels for the reduction of greenhouse gas (GHG). Indonesia has a large number of cheap biomass feedstocks, such as reforestation (waste wood) and palm residues (empty fruit bunch or EFB). In general, raw biomass contains more than 20% moisture and lacks calorific value, energy density, grindability, and combustion efficiency. Those properties are not acceptable fuel attributes as the conditions currently stand. Recently, torrefaction facilities, especially in European countries, have been built to upgrade raw biomass to solid fuel with high quality. In Korea, there is no significant market for torrefied solid fuel (co-firing) made of biomass residues, and only the wood pellet market presently thrives (~ 2 million ton yr<SUP>-1</SUP>). However, increasing demand for an upgraded solid fuel exists. In Indonesia, torrefied woody residues as co-firing fuel are economically feasible under the governmental promotion of renewable energy such as in feed-in-tariff (FIT). EFB, one of the chief palm residues, could replace coal in cement kiln when the emission trading system (ETS) and clean development mechanism (CDM) system are implemented. However, technical issues such as slagging (alkali metal) and corrosion (chlorine) should be addressed to utilize torrefied EFB at a pulverized coal boiler.