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윤상웅 연구실
울산과학기술원 인공지능대학원 윤상웅 교수
Out-of-Distribution Detection
Energy-Based Model
Diffusion Model
연구 영역
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논문·특허
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윤상웅 연구실

울산과학기술원 인공지능대학원 윤상웅 교수

윤상웅 연구실은 시각 데이터에서 의미 구조를 활용하는 기계학습과 이상 현상에서의 신뢰성 있는 판별을 위한 생성·에너지 기반 모델링을 중심으로 연구합니다. 이미지-이미지 검색에서는 scene graph를 이용해 장면의 고수준 관계를 구조화하고, 그래프 신경망으로 scene graph 유사도를 학습하여 관련도 예측에 활용합니다. 또한 normalized autoencoder, manifold diffusion recovery, energy-based model과 diffusion model의 joint/minimax 학습, OOD 평가 프로토콜을 통해 out-of-distribution 검출과 생성 품질을 함께 다룹니다. 더불어 미세유체 채널에서 입자 막힘을 영상 기반 3D CNN으로 조기 예측하여 데이터 기반 공정 이상 감지로 확장합니다.

Out-of-Distribution DetectionEnergy-Based ModelDiffusion ModelScene GraphImage-to-Image Retrieval
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Scene Graph 유사도 기반 이미지-이미지 검색 연구 thumbnail
Scene Graph 유사도 기반 이미지-이미지 검색 연구
Image-to-Image Retrieval via Similarity between Scene Graphs
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

15총합

5개년 연도별 피인용 수

169총합
주요 논문
5
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1
Article
|
인용수 7
·
2024
Early detection of pore clogging in microfluidic systems with 3D convolutional neural network
Whikun Yi, Dae Yeon Kim, Howon Jin, Sangwoong Yoon, Kyung Hyun Ahn
IF 9 (2024)
Separation and Purification Technology
본 연구에서는 입자 현탁액에서 발생하는 막힘(clogging) 현상이 시스템의 선행 관찰로부터 예측 가능한지 여부를 조사하였다. 본 연구는 글리세롤 용액에 분산된 폴리스티렌 입자를 이용한 마이크로플루이딕스(microfluidic) 모델 시스템에 초점을 맞추었으며, 용액의 점도와 유량을 조절함으로써 막힘의 발생 시점을 제어할 수 있다. 마이크로플루이딕스 시스템은 유동 채널에 대한 광학적 관찰을 가능하게 하여, 입자가 유동 통로에 침착되는 양상에 대한 상세 정보를 제공한다. 본 모델 시스템에서 수집된 데이터를 바탕으로, 3D 합성곱 신경망(3D CNN)을 기반으로 한 예측 알고리즘을 개발하였고, 이 알고리즘은 시스템의 과거 비디오 프레임을 활용하여 향후 막힘 발생의 확률을 추정한다. 그 결과, 3D CNN은 훈련 과정에서 경험하지 않았던 실험 조건 하에서도 막힘을 정확하게 예측할 수 있음을 보였다. 깊이 9의 3D CNN 모델은 실제 막힘이 118분 후에 발생했음에도 불구하고 단 25분 만에 막힘을 검출하였다. 동일한 조건에서 2D CNN은 35분 만에 막힘을 검출한 반면, 이러한 성능은 2D CNN에 비해 우수하였다. 높은 예측 성능은 유동 초기 단계에서의 입자 위치 변화의 양상이 막힘 발생을 예측하는 데 필요한 정보를 포함하고 있음을 시사한다. 본 연구 결과는 유동 시스템에 대한 데이터 기반 예지보전 가능성 측면에서 실용적 의미를 가진다.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.130428
Clogging
Microfluidics
Convolutional neural network
Artificial neural network
Petroleum engineering
Nanotechnology
Materials science
Chemical engineering
Chemistry
Computer science
2
Article
|
·
인용수 0
·
2024
Maximum Entropy Inverse Reinforcement Learning of Diffusion Models with Energy-Based Models
Himchan Hwang, Dohyun Kwon, Yung‐Kyun Noh, Frank C. Park, Sangwoong Yoon
https://doi.org/10.52202/079017-0776
Entropy (arrow of time)
Principle of maximum entropy
Inverse
Diffusion
Inverse problem
Reinforcement learning
3
Preprint
|
인용수 0
·
2024
Maximum Entropy Inverse Reinforcement Learning of Diffusion Models with Energy-Based Models
Sangwoong Yoon, Himchan Hwang, Dohyun Kwon, Yung‐Kyun Noh, Frank C. Park
arXiv (Cornell University)
우리는 확산 생성 모델의 샘플 품질을 향상시키기 위한 최대 엔트로피 역강화학습(Improvement entropy inverse reinforcement learning, IRL) 접근법을 제시한다. 특히 생성 시간 단계 수가 적은 경우에 초점을 둔다. IRL이 전문가 시연으로부터 학습된 보상 함수에 기반하여 정책을 학습하는 방식과 유사하게, 우리는 학습 데이터를 통해 추정한 로그 확률 밀도를 사용하여 확산 모델을 학습(또는 미세조정)한다. 로그 밀도를 표현하기 위해 에너지 기반 모델(Energy-Based Model, EBM)을 사용하므로, 우리의 접근법은 확산 모델과 EBM의 공동 학습으로 귀결된다. Diffusion by Maximum Entropy IRL(DxMI)로 명명한 우리의 IRL 정식화는 두 모델이 데이터 분포에 수렴할 때 평형에 도달하는 미니맥스(minimax) 문제이다. 엔트로피 극대화는 DxMI에서 확산 모델의 탐색을 촉진하고 EBM의 수렴을 보장하는 데 핵심적인 역할을 한다. 또한 DxMI의 하위 루틴(subroutine)으로서 확산 모델을 위한 새로운 강화학습 알고리즘인 Diffusion by Dynamic Programming(DxDP)을 제안한다. DxDP는 시간을 통한 역전파(back-propagation)를 가치 함수(value function)로 대체하여 원래 문제를 최적 제어(optimal control) 정식화로 변환함으로써 DxMI에서의 확산 모델 업데이트를 효율적으로 만든다. 우리의 실험 연구에 따르면, DxMI를 사용해 미세조정한 확산 모델은 4단계와 10단계만으로도 고품질 샘플을 생성할 수 있다. 아울러 DxMI는 MCMC 없이 EBM을 학습할 수 있게 하여 EBM 학습 동역학을 안정화하고 이상 탐지(anomaly detection) 성능을 향상시킨다.
http://arxiv.org/abs/2407.00626
Inverse
Reinforcement learning
Principle of maximum entropy
Statistical physics
Entropy (arrow of time)
Computer science
Reinforcement
Artificial intelligence
Mathematics
Physics