가전제품 전력 사용 분류를 위한 장단기 메모리 기반 비침입 부하 모니터링 기법

경찬욱,선준호,선영규,김진영,Kyeong, Chanuk,Seon, Joonho,Sun, Young-Ghyu,Kim, Jin-Young 한국인터넷방송통신학회 2021 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.21 No.4

본 논문은 분산자원 집합 거래시장의 활성화와 에너지 관리의 중요성이 증가되면서 에너지 관리 모니터링 기술로서 합산된 전체 전력으로부터 각각의 가전제품의 전력을 찾아내는 비 침입 부하 모니터 기법을 제안한다. 본 논문에서는 데이터 전처리를 통해 각 가전제품들의 power on-off상태가 나오도록 한다. 이러한 데이터를 LSTM을 모델로 사용하여 각 가전제품들의 power on-off 상태를 예측한다. 예측한 상태들을 데이터 후처리를 한 후, 실제 상태들과 비교하여 정확도를 측정한다. 본 논문에서는 전자제품의 개수, 데이터 후처리 방법과 Time step size를 다르게 하여 정확도를 측정하여 비교한다. 전자 제품의 개수가 6개이고, Round함수로 데이터 후처리 방법을 사용하고, Time step size는 6으로 설정하였을 때, 가장 높은 정확도가 나온 것으로 측정되었다. In this paper, we propose a non-intrusive load monitoring(NILM) system which can find the power of each home appliance from the aggregated total power as the activation in the trading market of the distributed resource and the increasing importance of energy management. We transform the amount of appliances' power into a power on-off state by preprocessing. We use LSTM as a model for predicting states based on these data. Accuracy is measured by comparing predicted states with real ones after postprocessing. In this paper, the accuracy is measured with the different number of electronic products, data postprocessing method, and Time step size. When the number of electronic products is 6, the data postprocessing method using the Round function is used, and Time step size is set to 6, the maximum accuracy can be obtained.

합성 블록 어텐션 모듈을 이용한 운동 동작 인식 성능 분석

경찬욱,정우용,선준호,선영규,김진영,Kyeong, Chanuk,Jung, Wooyong,Seon, Joonho,Sun, Young-Ghyu,Kim, Jin-Young 한국인터넷방송통신학회 2021 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.21 No.6

최근, 실시간으로 카메라를 통해 동작을 인식하는 기술의 연구가 많이 진행되고 있다. 기존의 연구들에서는 사람의 관절로부터 특징을 추출하는 개수가 적기 때문에 동작 분류의 정확도가 낮은 한계점들이 있다. 본 논문에서는 이러한 한계점들을 해결하기 위해 움직일 때 변하는 관절의 각도를 특징 추출하여 계산하는 알고리즘과 이미지 분류 시에 정확도가 높은 CBAM(Convolutional Block Attention Module)을 사용한 분류모델을 제안한다. AI Hub에서 제공하는 피트니스 자세 이미지로부터 5가지 운동 동작 이미지를 인용하여 분류 모델에 적용한다. 구글에서 제공하는 그래프 기반 프레임워크인 MediaPipe 기법을 사용하여, 이미지로부터 운동 동작 분류에 중요한 8가지 관절 각도 정보를 추가적으로 추출한다. 추출한 특징들을 모델의 입력으로 설정하여, 분류 모델을 학습시킨다. 시뮬레이션 결과로부터 제안한 모델은 높은 정확도로 운동 동작을 구분하는 것을 확인할 수 있다. Gesture recognition analytics through a camera in real time have been widely studied in recent years. Since a small number of features from human joints are extracted, low accuracy of classifying models is get in conventional gesture recognition studies. In this paper, CBAM (Convolutional Block Attention Module) with high accuracy for classifying images is proposed as a classification model and algorithm calculating the angle of joints depending on actions is presented to solve the issues. Employing five exercise gestures images from the fitness posture images provided by AI Hub, the images are applied to the classification model. Important 8-joint angles information for classifying the exercise gestures is extracted from the images by using MediaPipe, a graph-based framework provided by Google. Setting the features as input of the classification model, the classification model is learned. From the simulation results, it is confirmed that the exercise gestures are classified with high accuracy in the proposed model.

위성 통신용 CNN기반 객체 검출

김수현,경찬욱,선준호,김진영 한국정보통신설비학회 2022 한국정보통신설비학회 학술대회 Vol.2022 No.11

신경망 협업 필터링을 이용한 운동 추천시스템

정우용,경찬욱,이승우,김수현,선영규,김진영 한국인터넷방송통신학회 2022 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.22 No.6

Recently, a recommendation system using deep learning in social network services has been actively studied. However, in the case of a recommendation system using deep learning, the cold start problem and the increased learning time due to the complex computation exist as the disadvantage. In this paper, the user-tailored exercise routine recommendation algorithm is proposed using the user's metadata. Metadata (the user's height, weight, sex, etc.) set as the input of the model is applied to the designed model in the proposed algorithms. The exercise recommendation system model proposed in this paper is designed based on the neural collaborative filtering (NCF) algorithm using multi-layer perceptron and matrix factorization algorithm. The learning proceeds with proposed model by receiving user metadata and exercise information. The model where learning is completed provides recommendation score to the user when a specific exercise is set as the input of the model. As a result of the experiment, the proposed exercise recommendation system model showed 10% improvement in recommended performance and 50% reduction in learning time compared to the existing NCF model. 최근, 소셜 네트워크 서비스에서 딥러닝을 활용한 추천시스템이 활발하게 연구되고 있다. 하지만 딥러닝을 이용한 추천시스템의 경우 콜드스타트 문제와 복잡한 연산으로 인해 늘어난 학습시간이 단점으로 존재한다. 본 논문에서는사용자의 메타데이터를 활용하여 사용자 맞춤형 운동 루틴 추천 알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘은메타데이터(사용자의 키, 몸무게, 성, 등)를 입력받아 설계된 모델에 적용한다. 본 논문에서 제안한 운동 추천시스템 모델은 matrix factorization 알고리즘과 multi-layer perceptron을 활용한 neural collaborative filtering(NCF) 알고리즘을 기반으로 설계된다. 제안된 모델은 사용자 메타데이터와 운동 정보를 입력받아 학습을 진행한다. 학습이 완료된모델은 특정 운동이 입력되면 사용자에게 추천도를 제공한다. 실험 결과에서 제안하는 운동 추천시스템 모델이 기존NCF 모델보다 10% 추천 성능 향상과 50% 학습 시간 단축을 보였다.

스마트 빌딩 시스템을 위한 심층 강화학습 기반 양방향 전력거래 협상 기법

이동구,이지영,경찬욱,김진영,Lee, Donggu,Lee, Jiyoung,Kyeong, Chanuk,Kim, Jin-Young 한국인터넷방송통신학회 2021 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.21 No.5

본 논문에서는 스마트 빌딩 시스템과 전력망이 각각의 전력거래 희망가격을 제안하고 조정하는 양방향 전력거래 협상 기법에 심층 강화학습 기법을 적용한 전력거래 기법을 제안한다. 심층 강화학습 기법 중 하나인 deep Q network 알고리즘을 적용하여 스마트 빌딩과 전력망의 거래 희망가격을 조정하도록 하였다. 제안하는 심층 강화학습 기반 양방향 전력거래 협상 알고리즘은 학습과정에서 평균 43.78회의 협상을 통해 가격 협의에 이르는 것을 실험을 통해 확인하였다. 또한, 본 연구에서 설정한 협상 시나리오에 따라 스마트 빌딩과 전력망이 거래 희망가격을 조정하는 과정을 실험을 통해 확인하였다. In this paper, we propose a deep reinforcement learning algorithm-based bi-directional electricity negotiation scheme that adjusts and propose the price they want to exchange for negotiation over smart building and utility grid. By employing a deep Q network algorithm, which is a kind of deep reinforcement learning algorithm, the proposed scheme adjusts the price proposal of smart building and utility grid. From the simulation results, it can be verified that consensus on electricity price negotiation requires average of 43.78 negotiation process. The negotiation process under simulation settings and scenario can also be confirmed through the simulation results.

Gramian angular field 기반 비간섭 부하 모니터링 환경에서의 다중 상태 가전기기 분류 기법

선준호,선영규,김수현,경찬욱,심이삭,이흥재,김진영,Seon, Joon-Ho,Sun, Young-Ghyu,Kim, Soo-Hyun,Kyeong, Chanuk,Sim, Issac,Lee, Heung-Jae,Kim, Jin-Young 한국인터넷방송통신학회 2021 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.21 No.3

비간섭 부하 모니터링은 사용자 에너지 소비량의 실시간 모니터링을 통해 가전기기의 사용량 예측 및 분류를 하는 기술로, 최근 에너지 절약의 수단으로 관심이 증가하고 있다. 본 논문에서는 GAF(Gramian angular field) 기반 1차원 시계열 데이터를 2차원 행렬로 변환하는 기법과, 합성곱 신경망(convolutional neural networks)을 결합해 사용자 전력 사용량 데이터로부터 가전기기를 예측하는 시스템을 제안한다. 학습을 위해 공개 가정용 전력 데이터인 REDD(residential energy disaggregation dataset)를 사용하고, GASF(Gramian angular summation field), GADF(Gramian angular difference field)의 분류 정확도를 확인한다. 시뮬레이션 결과, 이중 상태(on/off)를 가지는 가전기기에서 두 모델 모두 97%의 정확도를 보였고, 다중 상태를 가지는 기기에서 GASF는 95%로 GADF보다 3% 높은 정확도를 보임을 확인하였다. 차후 데이터의 량을 증가시키고 모델을 최적화해 정확도와 속도를 개선할 예정이다. Non-intrusive load monitoring is a technology that can be used for predicting and classifying the type of appliances through real-time monitoring of user power consumption, and it has recently got interested as a means of energy-saving. In this paper, we propose a system for classifying appliances from user consumption data by combining GAF(Gramian angular field) technique that can be used for converting one-dimensional data to the two-dimensional matrix with convolutional neural networks. We use REDD(residential energy disaggregation dataset) that is the public appliances power data and confirm the classification accuracy of the GASF(Gramian angular summation field) and GADF(Gramian angular difference field). Simulation results show that both models showed 94% accuracy on appliances with binary-state(on/off) and that GASF showed 93.5% accuracy that is 3% higher than GADF on appliances with multi-state. In later studies, we plan to increase the dataset and optimize the model to improve accuracy and speed.

딥러닝 기반 운동 자세 교정 시스템의 성능

황병선,김정호,이예람,경찬욱,선준호,선영규,김진영,Hwang, Byungsun,Kim, Jeongho,Lee, Ye-Ram,Kyeong, Chanuk,Seon, Joonho,Sun, Young-Ghyu,Kim, Jin-Young 한국인터넷방송통신학회 2022 한국인터넷방송통신학회 논문지 Vol.22 No.5

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.

위성통신을 위한 듀얼 심층 Q 네트워크 기반 적응형 변복조 기법의 성능

이동구(Donggu Lee),선영규(Young Ghyu Sun),김수현(Soo Hyun Kim),이승우(Seung Woo Lee),경찬욱(Chanuk Kyeong),김진영(Jin Young Kim) 한국통신학회 2022 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.2022 No.6