노석범 연구실
전자컴퓨터공학과 노석범
노석범 연구실은 전자컴퓨터공학과를 기반으로 지능제어, 퍼지 신경망, 진화연산 등 첨단 인공지능 기술을 융합한 패턴 분류 및 예측 모델 개발에 주력하고 있습니다. 연구실의 주요 연구 방향은 퍼지 논리와 신경망의 결합, 정보 그라뉼레이션, 진화연산 기반 최적화 등 다양한 인공지능 이론과 실용적 응용을 아우릅니다. 이를 통해 복잡하고 불확실한 데이터 환경에서도 높은 정확도와 해석 가능성을 갖춘 분류기 및 예측 시스템을 설계하고 있습니다.
연구실은 퍼지 다항식 신경망, 퍼지 RBF 신경망, 퍼지 k-최근접 이웃 분류기 등 다양한 퍼지 기반 신경망 구조를 개발하며, 퍼지 클러스터링과 조건부 퍼지 C-평균 알고리즘을 활용하여 입력 공간을 효과적으로 분할하고 있습니다. 또한, 정보 그라뉼레이션 기법을 도입하여 데이터의 불확실성을 정량적으로 처리하고, 이를 기반으로 한 퍼지 분류기의 성능을 극대화하고 있습니다. 이러한 연구는 고차원, 노이즈, 복잡한 경계면을 가진 데이터셋에서도 탁월한 성능을 보이고 있습니다.
진화연산(유전자 알고리즘, 입자군집 최적화, 차분 진화 등)을 활용한 신경망 구조 및 파라미터 최적화 연구도 활발히 진행되고 있습니다. 진화연산을 통해 신경망의 구조적 유연성과 적응성을 높이고, 과적합 문제를 효과적으로 해결하며, 학습 속도와 일반화 성능을 동시에 향상시키고 있습니다. 이러한 하이브리드 신경망 구조는 이미지 분할, 패턴 인식, 신호 처리, 자동 제어 등 다양한 분야에 적용되고 있습니다.
연구실의 연구 성과는 플라스틱 폐기물 분류, 얼굴 인식, 이미지 자동 초점, 산업용 신호 처리 등 실제 산업 및 환경 문제 해결에 폭넓게 적용되고 있습니다. 다양한 국내외 학술지 논문, 특허, 연구과제 수행을 통해 이론적 연구와 실용적 응용을 동시에 추구하고 있으며, 최근에는 딥러닝과 퍼지 신경망의 융합, 컨볼루션 복합노드 기반 동적 생성 네트워크 등 차세대 인공지능 기술 개발에도 박차를 가하고 있습니다.
노석범 연구실은 앞으로도 퍼지 신경망, 진화연산, 정보 그라뉼레이션 등 첨단 인공지능 기술을 바탕으로, 해석 가능성과 실용성을 갖춘 지능형 분류 및 예측 시스템 개발에 앞장설 것입니다. 이를 통해 다양한 산업 및 사회 문제 해결에 기여하고, 인공지능 분야의 학문적·기술적 발전을 선도할 계획입니다.
지능제어 및 퍼지 신경망 기반 분류기 설계
노석범 연구실은 지능제어와 퍼지 신경망을 융합한 첨단 분류기 설계에 중점을 두고 있습니다. 퍼지 논리와 신경망의 결합을 통해 복잡한 패턴 인식 및 분류 문제를 효과적으로 해결할 수 있는 다양한 알고리즘을 개발하고 있습니다. 특히 퍼지 다항식 신경망, 퍼지 RBF 신경망, 퍼지 k-최근접 이웃 분류기 등 다양한 퍼지 기반 신경망 구조를 연구하며, 이들 모델의 구조적 유연성과 해석 가능성을 높이기 위한 방법론을 지속적으로 제안하고 있습니다.
이 연구실에서는 퍼지 클러스터링, 조건부 퍼지 C-평균(Conditional Fuzzy C-Means) 등 고급 군집화 기법을 활용하여 입력 공간을 효과적으로 분할하고, 각 부분 영역에 적합한 분류 규칙을 생성합니다. 또한, 정보 그라뉼레이션(Information Granulation) 개념을 도입하여 데이터의 불확실성과 모호성을 정량적으로 다루고, 이를 기반으로 한 퍼지 분류기의 성능을 극대화하고 있습니다. 이러한 접근법은 고차원 데이터, 노이즈가 많은 데이터, 복잡한 경계면을 가진 데이터셋에서도 우수한 분류 성능을 보장합니다.
연구실의 퍼지 신경망 기반 분류기 설계 연구는 다양한 실제 응용 분야에 적용되고 있습니다. 예를 들어, 플라스틱 폐기물 분류, 얼굴 인식, 이미지 분할 및 재구성, 자동 초점 조절 등 다양한 산업 및 환경 문제에 퍼지 신경망 기술을 접목하여 혁신적인 솔루션을 제공하고 있습니다. 앞으로도 노석범 연구실은 퍼지 신경망의 이론적 발전과 실용적 응용을 동시에 추구하며, 지능형 분류기술의 새로운 패러다임을 제시할 것입니다.
진화연산 및 최적화 기반 하이브리드 신경망 구조 개발
노석범 연구실은 진화연산(유전자 알고리즘, 입자군집 최적화, 차분 진화 등)과 신경망 구조의 결합을 통한 하이브리드 신경망 개발에 탁월한 연구 성과를 내고 있습니다. 기존의 신경망이 갖는 구조적 한계와 과적합 문제를 극복하기 위해, 진화연산을 활용하여 신경망의 구조(노드, 계층, 연결 등)와 파라미터를 동적으로 최적화하는 방법론을 제안하고 있습니다. 이를 통해 신경망의 학습 속도와 일반화 성능을 동시에 향상시키고, 복잡한 데이터셋에서도 안정적인 예측 결과를 도출할 수 있습니다.
특히 퍼지 집합 기반 다항식 신경망, 하이브리드 퍼지 신경망, 앙상블 신경망 등 다양한 하이브리드 구조를 설계하며, 각 구조의 최적화 과정에서 진화연산의 탐색 능력을 적극적으로 활용합니다. 예를 들어, 퍼지 Extreme Learning Machine의 활성화 함수 최적화, 퍼지 프로토타입 분류기의 가중치 최적화, 계층적 신경망의 노드 다양성 유지 등 다양한 측면에서 진화연산이 적용되고 있습니다. 이러한 연구는 신경망의 구조적 유연성과 적응성을 극대화하는 데 큰 기여를 하고 있습니다.
연구실의 진화연산 기반 하이브리드 신경망 연구는 이미지 분할, 패턴 인식, 신호 처리, 자동 제어 등 다양한 분야에 응용되고 있습니다. 또한, 최근에는 컨볼루션 복합노드 기반 자기 구성 동적 생성 네트워크 설계 등 딥러닝과의 융합 연구도 활발히 진행 중입니다. 앞으로도 노석범 연구실은 진화연산과 신경망의 융합을 통해 차세대 지능형 시스템의 핵심 기술을 선도할 것입니다.
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Self-Organizing Hybrid Fuzzy Polynomial Neural Network Classifier Driven Through Dynamically Adaptive Structure and Compound Regularization Technique
노석범, Wang Zhen, Oh Sung-Kwun, Fu Zunwei, Pedrycz Witold, Yoon Jin Hee
IEEE TRANSACTIONS ON FUZZY SYSTEMS, 2024
2
Design of Fuzzy Ensemble Architecture Realized With the Aid of FCM-Based Fuzzy Partition and NN With Weighted LSE Estimation
노석범, 99, 99, 99
IEEE TRANSACTIONS ON FUZZY SYSTEMS, 2021
3
Dynamically Generated Hierarchical Neural Networks Designed With the Aid of Multiple Support Vector Regressors and PNN Architecture With Probabilistic Selection
노석범, 오성권, Witold Pedrycz, Zunwei Fu
IEEE Transactions on Neural Networks and Learning Systems, 2020
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(2차년도)이미지 분할 / 재구성 기법 및 컨볼루션 복합노드 기반 자기 구성 동적 생성 네트워크 설계
2
(1차년도)이미지 분할 / 재구성 기법 및 컨볼루션 복합노드 기반 자기 구성 동적 생성 네트워크 설계
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딥 뉴럴 네트워크 설계를 위한 기반 기술 개발