ANN을 이용한 노이즈 MNIST 이미지의 분류 정확도 향상을 위한 다양한 필터 크기를 가진 CNN 앙상블 모델 연구

구기범 한국품질경영학회 2023 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2023 No.0

앙상블 학습(Ensemble Learning)은 여러 개의 통계모델을 작성하고 그 결과를 결합하여 결과를 도출하는 학습 기법이다. 앙상블 학습 방법에는 투표(voting), 배깅(bagging), 부스팅(boosting) 등이 있으며 다양한 연구 분야에서 앙상블 학습 기법을 활용하고 있다. 본 연구에서는 MNIST 숫자 이미지를 분류하는, 서로 다른 필터 크기를 가진 여러 개의 합성곱 신경망을 작성하고 작성된 각각의 합성곱 신경망 모델의 예측결과들을 다시 신경망 모델의 입력 데이터로 활용하여 이미지를 분류하는 앙상블 학습 모델을 작성하였다. 이 앙상블 학습 모델은 두 단계의 모델링을 거쳐 작성되었다. 첫 번째 모델링은 합성곱 신경망 모델들을 작성하는 것으로, 주어진 모델링 데이터(숫자 이미지)로 필터의 크기가 서로 다른 합성곱 신경망 모델들을 작성하는 것이다. 합성곱 신경망 모델의 필터 크기는 각각 임의의 크기인 3x3, 5x5, 7x7, 11x11, 13x13으로 설정하였고 합성곱 신경망 모델의 마지막 계층의 활성화 함수는 softmax 대신 ReLU를 적용하였다. 두 번째 모델링은 5개의 합성곱 신경망에서 출력된 각각의 출력 신호들을 입력신호로 이미지를 분류하는 신경망 학습이다. 각각의 합성곱 신경망 모델은 마지막 계층에서 10개의 출력신호를 가지므로, 이 신경망 모델은 50개의 입력변수를 받아 이미지를 최종 분류하게 된다. 작성된 앙상블 학습 모델의 정확도 평가는 테스트 데이터를 이용하여 실시하였으며 단일 합성곱 신경망 모델의 예측결과와 비교하여 정확도 향상이 어느 정도 이루어졌는지 확인하였다. 또한, 잡음이 섞인 이미지 데이터로 학습시켰을 때의 이미지 분류 예측 정확도도 비교하였다.

위암조직에서 p53 유전자의 돌연변이

구기범,박성훈,정호영,이명훈,유완식,Ku, Ki-Beom,Park, Seong-Hoon,Cheong, Ho-Young,Lee, Myung-Hoon,Yu, Wan-Sik 대한위암학회 2006 대한위암학회지 Vol.6 No.4

목적: 종양 억제, 세포 주기 조절 및 세포 고사의 기능과 연관 있는 유전자인 p53은 인간 종양에서 가장 흔히 발견되는 돌연변이 유전자로 알려져 있다. 위암에 있어서 p53의 돌연변이 정도와 생존율 등을 비교하여 각각의 상관관계와 예후 인자로써의 유용성에 대해 알아보고자 하였다. 방법: 1999년 3월부터 2001년 4월까지 경북대학교병원에서 위암으로 수술한 331명 환자의 조직을 이용하여, polymerase chain reaction single-strand conformation polymorphism 방법으로 p53 돌연변이를 확인하고, 환자의 임상 병리학적 인자와의 관계를 비교하였고, 환자의 생존율을 비교하였다. 결과: 전체 331명의 환자들의 조직 중 66예(19.9%)의 조직에서 p53 돌연변이가 관찰되었다. 이들 66예 중에서 exon 5에서 23예, exon 6에서 8예, exon 7에서 21예, exon 8에서 17예의 돌연변이를 보였는데, 이중 3예에서 2개의 exon에 돌연변이(exon 5와 exon 6, exon 6과 exon 7, exon 6과 exon 8)를 보였다 p53 돌연변이는 나이와 성별, 육안형, 병리학적 병기, 조직학적 분류, 종양의 위치에 따라서 차이는 없었으나, 장형 156예 중 36예(23.1%), 미만형 145예 중 19예(13.1%)로 유의한 차이가 있었고(P=0.007), p53 돌연변이에 따른 생존기간은 유의한 차이가 없었다(P=0.632). Exon 5는 장형(9.7%)에서 미만형(2.8%))보다 p53 돌연변이 빈도가 높았고(P=0.024), 림프절 전이가 있는 군에서 림프절 전이가 없는 군보다 p53 돌연변이의 빈도가 유의하게 높았다(25.0% vs 15.6%, P=0.034). 나머지 항목에서는 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 근치적 절제술을 시행한 예에서의 p53 돌연변이에 따른 생존율은 유의한 차이를 보이지 않았다(P=0.704). 결론: p53 돌연변이는 위암 환자의 예후인자로써 가치가 충분하지 않다. Purpose: p53 is one of the most commonly mutated genes in human tumors. The aim of this study was to analyze p53 mutation in gastric cancer and its correlations with the clinicopathologic variables to clarify the usefulness of p53 mutation as a prognostic factor. Materials and Methods: Specimens from 331 patients with gastric cancer who underwent a gastrectomy between March 1999 and April 2001 at the Kyungpook National University Hospital were used. p53 gene mutations were assessed by using a polymerase chain-reaction single-strand conformation polymorphism (PCR-SSCP) analysis. The correlations between p53 gene mutation and clinocopathologic parameters were analyzed. Results: p53 mutations were found in 66 (19.9%) tumors. Among those 66 cases, mutations were seen in 23 tumors at axon 5, in 8 at exon 6, in 21 at exon 7, and in 17 at exon 8. Two mutations were shown in 3 tumors. Thiriy-six (23.1%) of 156 intestinal-type tumors and 19 (13.1%) of 145 diffuse-type tumors showed p53 gene mutation (P=0.007). The frequency of p53 gene mutation didn't show any significant differences according to age, sex, stage, location, or gross type. Exon 5 mutations showed more frequently in intestinal-type tumors than in diffuse-type tumors (9.7% vs. 2.8%, P=0.024), and p53 mutation were more frequent in lymph nodes metastasis group than lymph nodes non-metastasis group with statistical significance (25.0% vs 15.6%, P=0.034). The five-year survival rate showed no statistically significant difference with p53 mutation (P=0.704). Conclusion: p53 mutations assessed by PCR-SSCP had little value as a prognostic factor after gastrectomy in patients with gastric cancer.

p53 단백질 발현이 수술 후 조기 복강 내 화학 요법을 시행 받은 위암 환자의 예후에 미치는 영향

구기범,박성훈,권오경,정호영,유완식 대한외과학회 2006 대한외과학회 학술대회 초록집 Vol.2006 No.11

위암조직에서 p53 유전자의 돌연변이

구기범,박성훈,정호영,유완식 대한외과학회 2005 대한외과학회 학술대회 초록집 Vol.2005 No.10

공정능력분석을 이용한 군 통신용 쉘터의 EMI 차폐성능이 안정된 측정 포인트 탐색 연구

구기범,권재욱,진홍식 한국품질경영학회 2018 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2018 No.-

군 통신 쉘터는 네트워크 중심 전에서 다양한 무기체계들의 통합적인 전투력 발휘를 위해 요구되는 정보의 송/수신 기능을 실시간 보장하고 전술환경의 생존성을 극대화 시킨 정보통신 기반체계이다. 쉘터 내부에 다양한 통신용 장비가 탑재되기 때문에 외부로부터의 전자기 공격에 대한 높은 차페성능을 보장해야한다. 본 연구에서는 통계적 품질관리 기법인 공정능력분석을 이용하여 군 통신용 쉘터에서 차폐성능이 안정된 측정 포인트을 탐색하는 연구를 진행하였다. 45대의 통신용 쉘터로부터 수집된 차폐성능 데이터를 분석하였으며, 각 측정 포인트들의 차폐성능에 대한 공정능력지수를 분석하고 이에 따른 차폐성능이 안정된 측정 포인트를 탐색하였다.

위암조직에서 p53 유전자의 돌연변이

구기범 대한위암학회 2006 Journal of gastric cancer Vol.6 No.4

가상현실 환경 기반의 가상풍동 개발

구기범,김민아,조금원,임태균,박수형,김규홍,정경진 한국항공우주학회 2012 한국항공우주학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.11

이 논문에서는 국방과학연구소(ADD)의 지원 하에 한국과학기술정보연구원(KISTI)이 주도적으로 개발하고 있는 가상현실 기반 가상풍동 시스템에 대해 설명한다. 가상풍동은 ‘격자생성 → 유동해석 → 데이터분석 및 가시화’에 이르는 유동해석의 전 과정을 단일 환경에서 모두 제어할 수 있어야 하므로, 각 단계에서 필요한 기능을 분명하게 정의하고 단위기능 사이의 인터페이스를 명확하게 기술할 필요가 있다. 그리고 초고해상도 격자 및 해석 데이터를 원활하게 가공/분석할 수 있는 소프트웨어 기술 역시 중요한 요소다. 여기에 더해서 대용량 데이터를 대상으로 하는 가상풍동이 제 성능을 발휘할 수 있는, 어플리케이션의 특성에 최적화된 고성능 컴퓨팅 시스템이 뒷받침되어야 한다. 이 논문은 현재 개발 중인 가상풍동 시스템에서 이러한 문제를 어떠한 방식으로 해결하고 있는지 설명한다. A virtual wind tunnel system consists of various components ? mesh generator, solver, data analyzer to name a few. As a virtual wind tunnel should provide users with integrated control over those components, there must be a set of well defined interfaces between them. Also advanced software techniques for manipulating huge dataset are needed. Furthermore, a high end computing system optimized for execution pattern of the virtual wind tunnel should be designed and implemented. In this paper, we explain how we resolved those issues while developing a production level virtual wind tunnel system.

서포트 벡터 머신과 공정능력분석을 이용한 군 통신 쉘터의 EMI 차폐효과 안정 포인트 탐색 연구

구기범(Ki-Beom Ku),권재욱(Jae-Wook Kwon),진홍식(Hong-Sik Jin) 한국산학기술학회 2019 한국산학기술학회논문지 Vol.20 No.2

군 통신 쉘터는 내부에 통신 및 환경장비를 탑재하여, 네트워크 중심전에서 다양한 무기체계들의 통합적인 전투력 발휘를 위해 요구되는 정보의 송/수신 기능을 실시간 보장하고 전술환경의 생존성을 극대화시키는 장비이다. 쉘터 내부에 다양한 통신용 장비가 탑재되기 때문에 외부로부터의 전자기 공격에 대한 차페 성능을 반드시 보장해야한다. 본 연구에서는 데이터 마이닝 기법(서포트 벡터 머신)과 통계적 품질관리 기법(공정능력분석)을 이용하여 군 통신용 쉘터에서 차폐성능이 안정된 지점을 탐색하는 연구를 진행하였다. 안정된 지점의 탐색을 위하여 45대 쉘터의 EMI 차폐효과 측정데이터를 활용하였다. 먼저, 차폐효과가 안정되었다고 판단할 수 있는 기준을 세우고 서포트 벡터 머신으로 해당 기준에 부합하는 측정 포인트 집단과 그 외의 집단을 분리, 이 두 집단을 분류할 수 있는 분류 하이퍼플레인을 작성하였다. 그리고 공정능력분석을 이용하여 차폐효과 측정 데이터를 분석, 공정능력지수가 높은 측정 포인트와 서포트 벡터 머신의 하이퍼플레인으로 분류한 측정 포인트를 상호 비교함으로써 분류된 측정 포인트의 타당성과 차폐효과가 안정된 정도를 분석하였다. 분석 결과, 24개의 측정 포인트에서 안정된 차폐 성능을 보유하고 있음을 확인하였다. A military shelter for communication and information is necessary to optimize the integrated combat ability of weapon systems in the network centric warfare. Therefore, the military shelter is required for EMI shielding performance. This study examines the stable measurement points for EMI shielding effectiveness of a military shelter for communication and information. The measurement points were found by analyzing the EMI shielding effectiveness measurement data with data mining technique and process capability analysis. First, a support vector machine was used to separate the measurement point that has stable EMI shielding effectiveness according to set condition. Second, this process was conducted with process capability analysis. Finally, the results of data mining technique were compared with those of process capability analysis. As a result, 24 measurement points with stable EMI shielding effectiveness were found.

수술 후 조기 복강 내 화학요법을 시행받은 위암환자에서 p53 단백질 과발현과 생존율과의 관계

구기범(Ki-Beom Ku),박성훈(Seong-Hoon Park),권오경(Oh-Kyoung Kwon),정호영(Ho-Young Cheong),유완식(Wansik Yu) 대한외과학회 2008 Annals of Surgical Treatment and Research(ASRT) Vol.75 No.5

Purpose: In spite of curative surgery and early postoperative intraperitoneal chemotherapy, the prognosis of patients with gastric cancer involving the serosal surface is poor. The aim of this study was to analyze p53 protein overexpression in these patients and to clarify the usefulness of p53 mutation as a prognostic indicator. Methods: p53 protein overexpression was assessed by immunohistochemistry in 123 gastric cancer specimens. The correlation between p53 protein overexpression and clinicopathologic parameters and prognosis of the patients were analyzed. Results: Overexpression of p53 protein was identified in 67 (54.5%) tumors and was more frequent in differentiated tumors than in undifferentiated tumors (67.4% vs. 46.8%; P=0.026). However, there were no statistically significant differences in the frequency of p53 protein overexpression according to age, sex, depth of invasion, lymph node metastasis, distant metastasis, pathologic stage, and Lauren classification. There was no statistically significant difference in 5-year survival rate according to the p53 protein overexpression (P=0.565). Conclusion: Overexpression of p53 protein could not predict the effectiveness of early postoperative intraperitoneal chemotherapy. Therefore, it could not be used as a prognostic indicator in patients with advanced gastric cancer who underwent gastrectomy and early postoperative intraperitoneal chemotherapy.

분산 메모리 구조를 갖는 병렬 컴퓨터 상에서의 압축 기반 볼륨 렌더링

구기범(Gee-Bum Koo),박상훈(Sanghun Park),송동섭(Dongsub Song),임인성(Insung Ihm) 한국정보과학회 2000 정보과학회 컴퓨팅의 실제 논문지 Vol.6 No.5

본 논문에서는 분산 메모리 구조를 갖는 병렬 컴퓨터 상에서 방대한 크기를 갖는 볼륨 데이타의 효과적인 가시화를 위한 병렬 광선 투사법을 제안한다. 데이타의 압축을 기반으로 하는 본 기법은 다른 프로세서의 메모리로부터 데이타를 읽기보다는 자신의 지역 메모리에 존재하는 압축된 데이타를 빠르게 복원함으로써 병렬 렌더링 성능을 향상시키는 것을 목표로 한다. 본 기법은 객체-순서와 영상-순서탐색 알고리즘 모두의 장점을 이용하여 성능을 향상시켰다. 즉, 블록 단위의 최대-최소 팔진트리의 탐색과 각 픽셀의 불투명도 값을 동적으로 유지하는 실시간 사진트리를 응용함으로써 객체-공간과 영상-공간 각각의 응집성을 이용하였다. 본 논문에서 제안하는 압축 기반 병렬 볼륨 렌더링 방법은 렌더링 수행 중 발생하는 프로세서간의 통신을 최소화하도록 구현되었는데, 이러한 특징은 프로세서 사이의 상당히 높은 데이타 통신 비용을 감수하여야 하는 PC 및 워크스테이션의 클러스터와 같은 더욱 실용적인 분산 환경에서 매우 유용하다. 본 논문에서는 Cray T3E 병렬 컴퓨터 상에서 Visible Man 데이타를 이용하여 실험을 수행하였다. This paper proposes a new parallel ray-casting scheme for very large volume data on distributed memory parallel computers. Our method, based on data compression, attempts to enhance the speedup of parallel rendering by quickly reconstructing data from local memory rather than expensively fetching them from remote memory spaces. Futhermore, it takes the advantages of both object-order and image-order traversal algorithms. It exploits object-space and image-space coherence, respectively, by traversing min-max octree block-wise and using a run-time quadtree which is maintained dynamically against pixels' opacity values. Our compression-based parallel volume rendering scheme minimizes communications between processing elements during rendering, hence is also very appropriate for more practical distributed systems, such as clusters of PCs and/or workstations, in which data communications between processors are regarded as quite costly. We report experimental results on a Cray T3E for the Visible Man dataset.