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Autoencoder를 이용한 고속도로 비반복정체 검출 모형에 관한 연구
한국ITS학회 한국ITS학회 학술대회 자율주행 실현을 위한 새로운 도약 2021.10 pp.122-126
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MITRE ATT&CK 및 Anomaly Detection 기반 이상 공격징후 탐지기술 연구 KCI 등재
한국융합보안학회 융합보안논문지 제21권 제3호 2021.09 pp.13-23
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공격자의 무기가 점차 지능화 및 고도화되고 있어 기존 백신만으로는 보안 사고를 막을 수 없으므로 endpoint까지 보안 위협이 검토되고 있다. 최근 endpoint를 보호하기 위한 EDR 보안 솔루션이 등장했지만, 가시성에 중점을 두고 있 으며, 이에 대한 탐지 및 대응 기술은 부족하다. 본 논문에서는 보안 관리자 관점에서 효과적인 분석과 분석 대상을 선 별하기 위해 실 환경 EDR 이벤트 로그를 사용하여 지식 기반 MITRE ATT&CK 및 AutoEncoder 기반 Anomaly Detection 기술을 종합적으로 사용하여 이상 공격징후를 탐지한다. 이후, 탐지된 이상 공격징후는 보안 관리자에게 로그 정보와 함께 alarm을 보여주며, 레거시 시스템과의 연계가 가능하다. 실험은 5일에 대한 EDR 이벤트 로그를 하루 단위 로 탐지했으며, Hybrid Analysis 검색을 통해 이를 검증한다. 따라서, EDR 이벤트 로그 기반 언제, 어떤 IP에서, 어떤 프로세스가 얼마나 의심스러운지에 대한 결과를 산출하며, 산출된 의심 IP/Process에 대한 조치를 통해 안전한 endpoint 환경을 조성할 것으로 기대한다.
The attacker's techniques and tools are becoming intelligent and sophisticated. Existing Anti-Virus cannot prevent security accident. So the security threats on the endpoint should also be considered. Recently, EDR security solutions to protect endpoints have emerged, but they focus on visibility. There is still a lack of detection and responsiveness. In this paper, we use real-world EDR event logs to aggregate knowledge-based MITRE ATT&CK and autoencoder-based anomaly detection techniques to detect anomalies in order to screen effective analysis and analysis targets from a security manager perspective. After that, detected anomaly attack signs show the security manager an alarm along with log information and can be connected to legacy systems. The experiment detected EDR event logs for 5 days, and verified them with hybrid analysis search. Therefore, it is expected to produce results on when, which IPs and processes is suspected based on the EDR event log and create a secure endpoint environment through measures on the suspicious IP/Process.
O-RAN AI/ML Framework에서의 Autoencoder 기반 이상 탐지 모델 설계 및 성능 검증
[Kisti 연계] 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 Vol.35 No.6 2025 pp.1431-1440
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본 논문은 O-RAN(Open Radio Access Network) 환경에서의 실시간 이상 탐지를 위해 Autoencoder 기반의 비지도 학습 모델을 설계하고, 이를 O-RAN의 AI/ML Framework에 통합하여 그 실용성과 성능을 검증하였다. 제안한 Autoencoder 모델은 입력 데이터를 점진적으로 압축하고 복원하는 대칭 구조를 갖추고있으며, 정상 트래픽만을 학습하여 재구성 오차를 기반으로 이상 여부를 판단한다. 사전 실험을 통해 학습 epoch 100에서 가장 우수한 성능을 확인하였고, 해당 설정을 바탕으로 Kubeflow 기반 O-RAN AI/ML Framework에 모델을 연동하여 학습 및 추론을 수행하였다. 그 결과, 전반적인 성능 지표에서 연동 전 대비 향상된 결과를 확인할 수 있었다. 또한, 정상 데이터만을 학습하는 또 다른 비지도 학습 모델인 GAN과의 비교 실험을 통해 Autoencoder 모델의 상대적 우수성을 입증하였다. 본 연구는 Autoencoder 기반 비지도 이상 탐지 모델이 O-RAN 실시간 네트워크 환경에서도 안정적이고 효과적으로 적용 가능함을 보여주며, 향후 다양한 이상 트래픽 대응 및 rApp 연계를 통한 확장 가능성도 제시한다.
This study proposes an unsupervised anomaly detection model based on an Autoencoder and verifies its feasibility and performance within the O-RAN AI/ML Framework. The model learns only normal traffic and detects anomalies through reconstruction error using a symmetric encoder-decoder architecture. Through preliminary experiments, epoch 100 was selected as the optimal training configuration. The model was then integrated into a Kubeflow-based O-RANAI/ML Framework for deployment and inference. The results demonstrated improved performance metrics compared to local evaluations. A comparative experiment with a GAN-based model further validated the Autoencoder's superior performance. These findings confirm the effectiveness and applicability of the proposed approach in real-time O-RAN environments and suggest potential for future integration with rApp-based control systems.
Variational Autoencoder를 이용한 교량 손상 위치 추정방법
[Kisti 연계] 대한토목학회 대한토목학회논문집 Vol.40 No.2 2020 pp.233-238
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구조물 건전도 모니터링 시스템을 기반하는 교량 딥러닝 손상 추정 기법들은 대부분 지도학습을 기반으로 하고 있다. 지도학습의 특성상 손상 위치 추정 딥러닝 모델의 학습을 위해 교량의 손상 위치를 나타내는 라벨(Label) 데이터와 이에 따른 교량의 거동 데이터가 필요하다. 하지만 실제 현장에서 손상 위치 라벨 데이터를 정확히 얻어내는 것은 매우 어려운 일이므로, 지도학습 기반 딥러닝은 현장 적용성이 떨어진다는 한계가 있다. 반면에, 비지도학습 기반 딥러닝은 이러한 라벨 데이터 없이도 학습이 가능하다는 장점이 있다. 이러한 점에 착안하여 본 연구에서는 비지도 학습의 대표적인 딥러닝 기법인 Variational Autoencoder를 활용한 교량 손상 위치 추정의 방법을 제안하고 검증하였으며, 그 결과, 교량 손상 위치 추정을 위한 VAE의 적용 가능성을 보였다.
Most deep learning (DL) approaches for bridge damage localization based on a structural health monitoring system commonly use supervised learning-based DL models. The supervised learning-based DL model requires the response data obtained from sensors on the bridge and also the label which indicates the damaged state of the bridge. However, it is impractical to accurately obtain the label data in fields, thus, the supervised learning-based DL model has a limitation in that it is not easily applicable in practice. On the other hand, an unsupervised learning-based DL model has the merit of being able to train without label data. Considering this advantage, this study aims to propose and theoretically validate a damage localization approach for bridges using a variational autoencoder, a representative unsupervised learning-based DL network: as a result, this study indicated the feasibility of VAE for damage localization.
Stacked Autoencoder 기반 악성코드 Feature 정제 기술 연구
[Kisti 연계] 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 Vol.30 No.4 2020 pp.593-603
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네트워크의 발전에 따라 악성코드 생성도구가 유포되는 등으로 인해 악성코드의 출현이 기하급수적으로 증가하였으나 기존의 악성코드 탐지 방법을 통한 대응에는 한계가 존재한다. 이러한 상황에 따라 머신러닝 기반의 악성 코드탐지 방법이 발전하는 추세이며, 본 논문에서는 머신러닝 기반의 악성 코드 탐지를 위해 PE 헤더에서 데이터의 feature를 추출한 후 이를 이용하여 autoencoder를 통해 악성코드를 더 잘 나타내는 feature 및 feature importance를 추출하는 방법에 대한 연구를 진행한다. 본 논문은 악성코드 분석에서 범용적으로 사용되는 PE 파일에서 확인 가능한 DLL/API 등의 정보로 구성된 549개의 feature를 추출하였고 머신러닝의 악성코드 탐지 성능향상을 위해 추출된 feature를 이용하여 autoencoder를 통해 데이터를 압축적으로 저장함으로써 데이터의 feature를 효과적으로 추출해 우수한 정확도 제공 및 처리 시간을 2배 단축에 성공적임을 증명하였다. 시험 결과는 악성코드 그룹 분류에도 유용함을 보였으며, 향후 SVM과 같은 분류기를 도입하여 더욱 정확한 악성코드 탐지를 위한 연구를 이어갈 예정이다.
The advent of malicious code has increased exponentially due to the spread of malicious code generation tools in accordance with the development of the network, but there is a limit to the response through existing malicious code detection methods. According to this situation, a machine learning-based malicious code detection method is evolving, and in this paper, the feature of data is extracted from the PE header for machine-learning-based malicious code detection, and then it is used to automate the malware through autoencoder. Research on how to extract the indicated features and feature importance. In this paper, 549 features composed of information such as DLL/API that can be identified from PE files that are commonly used in malware analysis are extracted, and autoencoder is used through the extracted features to improve the performance of malware detection in machine learning. It was proved to be successful in providing excellent accuracy and reducing the processing time by 2 times by effectively extracting the features of the data by compressively storing the data. The test results have been shown to be useful for classifying malware groups, and in the future, a classifier such as SVM will be introduced to continue research for more accurate malware detection.
Variational Autoencoder를 활용한 필드 기반 그레이 박스 퍼징 방법
[Kisti 연계] 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 Vol.28 No.6 2018 pp.1463-1474
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퍼징이란 유효하지 않은 값이나 임의의 값을 소프트웨어 프로그램에 입력하여, 보안상의 결함을 찾아내는 소프트웨어 테스팅 기법 중 하나로 이러한 퍼징의 효율성을 높이기 위한 여러 방법들이 제시되어 왔다. 본 논문에서는 필드를 기반으로 퍼징을 수행하면서 커버리지, 소프트웨어 크래쉬와 연관성이 높은 필드가 존재한다는 것에 착안하여, 해당 필드 부분을 집중적으로 퍼징하는 새로운 방식을 제안한다. 이 때, Variational Autoencoder(VAE)라는 딥 러닝 모델을 사용하여 커버리지가 높게 측정된 입력 값들의 특징을 학습하고, 이를 통해 단순 변이보다 학습된 모델을 통해 재생성한 파일들의 커버리지가 균일하게 높다는 것을 보인다. 또한 크래쉬가 발생한 파일들의 특징을 학습하고 재생성 시 드롭아웃을 적용하여 변이를 줌으로써 새로운 크래쉬를 발견할 수 있음을 보인다. 실험 결과 커버리지가 퍼징 도구인 AFL의 큐의 파일들보다 약 10% 정도 높은 것을 확인할 수 있었고 Hwpviewer 바이너리에서 초기 퍼징 단계 시 발생한 두 가지의 크래쉬를 사용하여 새로운 크래쉬 두 가지를 더 발견할 수 있었다.
Fuzzing is one of the software testing techniques that find security flaws by inputting invalid values or arbitrary values into the program and various methods have been suggested to increase the efficiency of such fuzzing. In this paper, focusing on the existence of field with high relevance to coverage and software crash, we propose a new method for intensively fuzzing corresponding field part while performing field based fuzzing. In this case, we use a deep learning model called Variational Autoencoder(VAE) to learn the statistical characteristic of input values measured in high coverage and it showed that the coverage of the regenerated files are uniformly higher than that of simple variation. It also showed that new crash could be found by learning the statistical characteristic of the files in which the crash occurred and applying the dropout during the regeneration. Experimental results showed that the coverage is about 10% higher than the files in the queue of the AFL fuzzing tool and in the Hwpviewer binary, we found two new crashes using two crashes that found at the initial fuzzing phase.
DMAE-HU: A novel deep multitasking autoencoder for hybrid hyperspectral unmixing in remote sensing
[NRF 연계] 한국통신학회 ICT Express Vol.11 No.2 2025.04 pp.329-334
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Hyperspectral unmixing (HU) is crucial for extracting material information from hyperspectral images (HSI) obtained through remote sensing. Although linear unmixing methods are widely used due to their simplicity, they only address linear mixing effects. Nonlinear mixing models, while more complex, often focus solely on the nonlinear aspects affecting individual pixels. However, in practice, light reflected from materials within a pixel experiences linear and nonlinear interactions, necessitating a hybrid mixing model (HMM) that leverages spatial and spectral information. This work proposes a novel deep learning-based autoencoder (AE) with dual-stream decoders to enhance spectral unmixing. Our approach employs multitask learning (MTL) to process spatial and spectral information concurrently. Specifically, one decoder stream performs linear unmixing from HSI patches, while the other stream utilizes fully connected layers to capture and model the nonlinear interactions within the data. By integrating linear and nonlinear information, our method improves the accuracy of unmixing the mixed spectrum. We validate the effectiveness of our architecture on three real-world HSI datasets and compare its performance against various baseline methods. Experimental results consistently demonstrate that our approach outperforms existing methods, as evidenced by superior spectral angle distance (SAD) and mean squared error (MSE) metrics.
[NRF 연계] 한국통신학회 ICT Express Vol.10 No.2 2024.04 pp.400-405
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A novel channel estimation method based on deep learning algorithm is proposed for large-scale IoT networks. We consider asymmetric backscatter communication system to maintain low-power at sensor nodes. In order to obtain channel data, we design denoising autoencoder which consists of encoder with Feedforward Neural Network (FNN) and decoder with Convolutional Neural Network (CNN). Finally, the channel estimation error is minimized, while the pilots are optimized. Especially, we adopt beamforming technique that relies only on cascaded channel data to reduce complexity in multi-sensor system. It is shown that the accuracy is slightly degraded while the complexity is greatly reduced.
Searching similar weather maps using convolutional autoencoder and satellite images
[NRF 연계] 한국통신학회 ICT Express Vol.9 No.1 2023.02 pp.69-75
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A weather forecaster predicts the weather by analyzing current weather map images generated by a satellite. In this analyzing process, the accuracy of the prediction depends highly on the forecaster’s experience which is needed to recollect similar weather maps from the past. In an attempt to help forecasters to obtain empirical data and analyze the current weather status, this paper proposes a convolutional autoencoder model to find weather maps from the past that are similar to a current weather map by extracting the latent features of each image. To measure the similarity between each pair of images, metrics including mean squared error and structural similarity were used and case studies for searching similar satellite images were conducted and visualized. The paper also demonstrates that searching similar weather maps can be useful guidance to all forecasters when analyzing and predicting the weather.
기계학습 기반 내부자위협 탐지기술: RNN Autoencoder를 이용한 비정상행위 탐지
[Kisti 연계] 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 Vol.27 No.4 2017 pp.763-773
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최근 몇 년 동안 지속적으로 개인정보유출, 기술유출 사고가 빈번하게 발생하고 있다. 조사에 따르면 이러한 유출 사고의 주체로 가장 많은 부분을 차지하고 있는 것이 조직 내부에 있는 '내부자'로, 내부자에 의한 기술유출은 조직에 막대한 피해를 주기 때문에 점점 더 중요한 문제로 여겨지고 있다. 본 논문에서는 내부자위협을 방지하기 위해 기계학습을 이용하여 직원들의 일반적인 정상행위를 학습하고, 이에 벗어나는 비정상 행위를 탐지하기 방법에 대한 연구를 하고자 한다. Neural Network 모델 중 시계열 데이터의 학습에 적합한 Recurrent Neural Network로 구성한 Autoencoder를 구현하여 비정상 행위를 탐지하는 방법에 대한 실험을 진행하였고, 이 방법에 대한 유효성을 검증하였다.
In recent years, personal information leakage and technology leakage accidents are frequently occurring. According to the survey, the most important part of this spill is the 'insider' within the organization, and the leakage of technology by insiders is considered to be an increasingly important issue because it causes huge damage to the organization. In this paper, we try to learn the normal behavior of employees using machine learning to prevent insider threats, and to investigate how to detect abnormal behavior. Experiments on the detection of abnormal behavior by implementing an Autoencoder composed of Recurrent Neural Network suitable for learning time series data among the neural network models were conducted and the validity of this method was verified.
A-CAVE: Network abnormal traffic detection algorithm based on variational autoencoder
[NRF 연계] 한국통신학회 ICT Express Vol.9 No.5 2023.10 pp.896-902
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With the rapid development of the Internet and the rapid popularity of the network. Increasing network traffic also leads to frequent abnormal attacks, which seriously affects user information security. Then intrusion detection is studied as an active defense technology. In order to increase the ability of network abnormal traffic detection, a network abnormal traffic detection algorithm based on variational autoencoder is proposed in this paper. In addition to normal data, the algorithm subdivides the intrusion attack types into 4 major categories, which contain 38 specific attacks, each specific attack category as an intrusion label, which will be used as the input of the decoder together with the hidden vector to obtain the classification results more accurately and efficiently and to recover the data features in the incomplete data set. Finally, the trained Deep Belief Nets (DBN) is used for further feature extraction and classification of the data. It is verified that the proposed variational autoencoder-based supervised classification scheme is simple and effective, which is able to identify new attacks well and outperforms other classification schemes in terms of data classification.
Deep Autoencoder 알고리즘에 기반한 기계설비 기술자의 정신건강 예측 시스템 KCI 등재
한국기계항공기술학회(구 한국기계기술학회) 한국기계항공기술학회지(구 한국기계기술학회지) 제26권 제4호 2024.08 pp.722-730
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This study explores the use of a Deep Autoencoder model to predict depression among plant and machine operators, utilizing data from the Korean National Health and Nutrition Examination Survey (KNHANES, n=3,852). The Deep Autoencoder model outperformed the Logistic Regression, Naive Bayes, XGBoost, and LightGBM models, achieving an accuracy of 86.5%. Key factors influencing depression included work stress, exposure to hazardous substances, and ergonomic conditions. The findings highlight the potential of the Deep Autoencoder model as a robust tool for early identification and intervention in workplace mental health.
한국ITS학회 한국ITS학회 학술대회 Inclusive ITS Technologies 2024.04 pp.251-256
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Unsupervised Autoencoder-Based Model for Anomaly Detection in Aluminum Molten Metal Processes
한국차세대컴퓨팅학회 한국차세대컴퓨팅학회 학술대회 ICNGC 2025 The 11th International Conference on Next Generation Computing 2025 2025.12 pp.326-329
We present an unsupervised anomaly detection framework for aluminum molten metal processes that trains exclusively on normal operational data. The extreme temperatures and dynamic luminance variations characteristic of molten metal environments make it practically infeasible to collect representative samples of anomalies—such as foreign material contamination, thermal irregularities, or flow inconsistencies—and manual annotation remains prohibitively labor-intensive. Our approach employs a Convolutional Autoencoder to capture the visual and thermal signatures of normal process states. Anomalies are detected by computing reconstruction errors and comparing them against thresholds derived from the upper percentiles of the normal error distribution. Experimental validation across multiple production lines demonstrates that our method achieves high detection accuracy even with limited abnormal samples, offering a practical solution for automated quality control and real-time process monitoring in industrial casting operations.
Variational Autoencoder Based Detection and Reconstruction of Traffic Sensor Malfunctions
한국ITS학회 한국ITS학회 학술대회 Towards a Connected Future : Innovations in Mobility Technology 연결된 미래를 향하여: 모빌리티 기술의 혁신 2025.04 pp.703-708
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Permutation Importance와 AutoEncoder를 결합한 경량형 랜덤포레스트 기반 침입탐지 기법 연구
한국정보통신설비학회 한국정보통신설비학회 학술대회 AI 대전환, 인프라로 완성하다 2025.08 pp.368-369
Text-based industry classification by Autoencoder
한국재무학회 한국재무학회 학술대회 2018 재무금융 관련 5개 학회 학술연구발표회 2018.05 pp.1450-1468
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Industry classification has been one of the crucial issues in financial analysis. However, classical industry classification systems have several limitations. Several studies have been progressed to overcome the limitations by using the text information that firms use to describe their business process and products. In this paper, we propose an industry classification methodology based on their business descriptions by reducing high dimensions using autoencoder to avoid a high dimensionality problem in vector space. The main contribution of this paper is first, we overcome the limitation of cosine similarity measure where the word vector is large and highly sparse by reducing the dimension of word vector utilizing the autoencoder. Second, we are able to visualize the relative industry relation of the firms based on the lower dimensional information extracted from the business description text. The relative location can also describe the industry-level relationship as well as the position of individual firms which were originally involved in conflicting assignment problem in terms of the classical classification scheme.
오토인코더 기반 IoT 디바이스 트래픽 이상징후 탐지 방법 연구
[Kisti 연계] 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 Vol.34 No.2 2024 pp.281-288
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6세대(6G) 이동통신 기술은 초고속과 초대역, 그리고 초연결성을 중심으로 발전하고 있다. 통신 기술의 발전으로 사물 인터넷(IoT) 기술에서 만물 인터넷(IoE) 기술로 확장되며 초연결 사회의 형성이 급속화되고 있다. 하지만 그와 동시에 IoT 디바이스를 대상으로 하는 보안 위협이 광범위해지고 무단 액세스나 정보 유출 등 침해사고에 대한 우려가 커지며 보안 강화 솔루션의 필요성이 증가하고 있다. 이에 따라, 본 논문에서는 IoT 보안 위협에 대응하기 위해 실시간으로 수집한 네트워크 트래픽을 활용하여 오토인코더 기반의 이상징후 탐지 모델을 구현한다. 실제 IoT 환경에서 각종 공격에 대한 IoT 디바이스 트래픽 데이터를 수집하기 어려운 점을 고려하여 비지도 학습 기반의 오토인코더 신경망을 사용하며, 학습 데이터의 노이즈 적용과 잠재 공간의 차원에 따라 서로 다른 6가지 오토인코더 모델을 구현한다. 실험을 통해 모델 성능을 비교하여 비정상적인 네트워크 트래픽을 탐지하는 이상징후 탐지 모델에 대한 성능 평가를 제공한다.
The sixth generation(6G) wireless communication technology is advancing toward ultra-high speed, ultra-high bandwidth, and hyper-connectivity. With the development of communication technologies, the formation of a hyper-connected society is rapidly accelerating, expanding from the IoT(Internet of Things) to the IoE(Internet of Everything). However, at the same time, security threats targeting IoT devices have become widespread, and there are concerns about security incidents such as unauthorized access and information leakage. As a result, the need for security-enhancing solutions is increasing. In this paper, we implement an autoencoder-based anomaly detection model utilizing real-time collected network traffics in respond to IoT security threats. Considering the difficulty of capturing IoT device traffic data for each attack in real IoT environments, we use an unsupervised learning-based autoencoder and implement 6 different autoencoder models based on the use of noise in the training data and the dimensions of the latent space. By comparing the model performance through experiments, we provide a performance evaluation of the anomaly detection model for detecting abnormal network traffic.
설비 결함 식별 최적화를 위한 오토인코더 기반 N 분할 주파수 영역 이상 탐지
[Kisti 연계] 한국정보처리학회 정보처리학회논문지 Vol.13 No.3 2024 pp.130-139
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제조 분야 설비 예지보전을 위해서 진동, 전류, 온도 등 물리 데이터를 기반으로 설비 이상을 탐지하는 인공지능 학습 모델이 활용되고 있다. 설비 결함, 고장 등 설비 이상 유형은 매우 다양하므로, 주로 오토인코더 기반 비지도 학습 모델을 이용한 이상 탐지 방법이 적용되고 있다. 설비 상태의 정상, 비정상 여부는 오토인코더의 재구성 오차를 이용해 효과적으로 분류할 수 있지만, 설비 이상의 구체적인 상태를 식별하는 데 한계가 있다. 설비 불균형, 정렬 불량, 고정 불량 등 설비 이상 상황 발생 시, 설비 진동 주파수는 특정 영역에서 정상 상태와 다른 패턴을 나타낸다. 본 논문에서는 전체 진동 주파수 범위를 N개 영역으로 나누어 이상 탐지를 수행하는 N 분할 이상 탐지 방법을 제시하였다. 압축기의 진동 데이터를 이용해 주파수와 강도를 달리한 9종의 이상 데이터를 대상으로 실험한 결과, N 분할을 적용하였을 때 더 높은 이상 탐지 성능을 나타냈다. 제안 방법은 설비 이상 탐지 이후, 설비 이상 구체화에 활용될 수 있다.
Artificial intelligence models are being used to detect facility anomalies using physics data such as vibration, current, and temperature for predictive maintenance in the manufacturing industry. Since the types of facility anomalies, such as facility defects and failures, anomaly detection methods using autoencoder-based unsupervised learning models have been mainly applied. Normal or abnormal facility conditions can be effectively classified using the reconstruction error of the autoencoder, but there is a limit to identifying facility anomalies specifically. When facility anomalies such as unbalance, misalignment, and looseness occur, the facility vibration frequency shows a pattern different from the normal state in a specific frequency range. This paper presents an N-segmentation anomaly detection method that performs anomaly detection by dividing the entire vibration frequency range into N regions. Experiments on nine kinds of anomaly data with different frequencies and amplitudes using vibration data from a compressor showed better performance when N-segmentation was applied. The proposed method helps materialize them after detecting facility anomalies.
이미지 분류를 위한 오토인코더 기반 One-Pixel 적대적 공격 방어기법
[Kisti 연계] 한국정보보호학회 정보보호학회논문지 Vol.33 No.6 2023 pp.1087-1098
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인공지능 기술의 급격한 발전으로 다양한 분야에서 적극적으로 활용되고 있으나, 이와 함께 인공지능 기반 시스템에 대한 공격 위협이 증가하고 있다. 특히, 딥러닝에서 사용되는 인공신경망은 입력 데이터를 고의로 변형시켜 모델의 오류를 유발하는 적대적 공격에 취약하다. 본 연구에서는 이미지에서 단 하나의 픽셀 정보만을 변형시킴으로써 시각적으로 인지하기 어려운 One-Pixel 공격으로부터 이미지 분류 모델을 보호하기 위한 방법을 제안한다. 제안된 방어 기법은 오토인코더 모델을 이용하여 분류 모델에 입력 이미지가 전달되기 전에 잠재적 공격 이미지에서 위협 요소를 제거한다. CIFAR-10 데이터셋을 이용한 실험에서 본 논문에서 제안하는 오토인코더 기반의 One-Pixel 공격 방어 기법을 적용한 사전 학습 이미지 분류 모델들은 기존 모델의 수정 없이도 One-Pixel 공격에 대한 강건성이 평균적으로 81.2% 향상되는 결과를 보였다.
The rapid advancement of artificial intelligence (AI) technology has led to its proactive utilization across various fields. However, this widespread adoption of AI-based systems has raised concerns about the increasing threat of attacks on these systems. In particular, deep neural networks, commonly used in deep learning, have been found vulnerable to adversarial attacks that intentionally manipulate input data to induce model errors. In this study, we propose a method to protect image classification models from visually imperceptible One-Pixel attacks, where only a single pixel is altered in an image. The proposed defense technique utilizes an autoencoder model to remove potential threat elements from input images before forwarding them to the classification model. Experimental results, using the CIFAR-10 dataset, demonstrate that the autoencoder-based defense approach significantly improves the robustness of pretrained image classification models against One-Pixel attacks, with an average defense rate enhancement of 81.2%, all without the need for modifications to the existing models.
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