Dergiler / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2022 / Cilt: 37 - Sayı: 4

Tekil değer ayrışımına dayalı ön koşullamanın sıkıştırmalı sınıflamaya etkisi

Effect of singular value decomposition based preconditioning on compressive classification

Sayfa
1997–2012
Yayın Tarihi
2022-02-28
DOI
—
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Benzetimlerle desteklenen TDA-ÖK başarımı deneysel olarak da iki farklı veri kümesi üzerinde ve üç farklı sınıflayıcı kullanılarak gerçekleştirilen SS uygulamaları ile değerlendirilerek, TDA-ÖK kullanımının SS başarımına etkisi yine literatürde ilk defa bu çalışmada incelenmiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Dünyada depolanmakta ve işlenmekte olan veri miktarının hızla artması nedeniyle, veri saklama ve veriden bilgi üretimi alanlarında yenilikçi çözümlere her geçen gün daha fazla gereksinim duyulmaktadır; Sıkıştırmalı Örnekleme (SÖ) ve Sıkıştırmalı Sınıflama (SS) sırasıyla her iki alan için çözüm sunan iki yaklaşımdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:SÖ’de ölçüm matrisi olarak, ölçüm matrisinden Tekil Değer Ayrışımı (TDA) ile türetilen matrisin kullanımının geri çatım başarımına katkısı literatürde salt deneysel olarak incelenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Benzetimlerle desteklenen TDA-ÖK başarımı deneysel olarak da iki farklı veri kümesi üzerinde ve üç farklı sınıflayıcı kullanılarak gerçekleştirilen SS uygulamaları ile değerlendirilerek, TDA-ÖK kullanımının SS başarımına etkisi yine literatürde ilk defa bu çalışmada incelenmiştir.
🔬Tür:Uygulamalı Anket & Alan Araştırması
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Ön koşullama · Tekil değer ayrışımı · Sıkıştırmalı örnekleme

Özet

Dünyada depolanmakta ve işlenmekte olan veri miktarının hızla artması nedeniyle, veri saklama ve veriden bilgi üretimi alanlarında yenilikçi çözümlere her geçen gün daha fazla gereksinim duyulmaktadır; Sıkıştırmalı Örnekleme (SÖ) ve Sıkıştırmalı Sınıflama (SS) sırasıyla her iki alan için çözüm sunan iki yaklaşımdır. Veriden sınıflama yoluyla bilgi edinilmesinde SS kullanımı, sınıflamanın doğrudan SÖ ile elde edilen ölçüm uzayında gerçekleştirilebilmesini sağladığı için işlem yükünü düşürür. SÖ, Shannon örnekleme teoreminde gerek duyulan miktardan daha az sayıda örnekle kayıpsız bir geri çatımı yüksek olasılıkla mümkün kılmakta olup, kullanılan ölçüm matrisine Ön koşullama (ÖK) uygulanmasıyla geri çatım için gerekli örnek sayısı, dolayısıyla saklanması gereken veri miktarı daha da azaltılabilmektedir. SÖ’de ölçüm matrisi olarak, ölçüm matrisinden Tekil Değer Ayrışımı (TDA) ile türetilen matrisin kullanımının geri çatım başarımına katkısı literatürde salt deneysel olarak incelenmiştir. Bu çalışmada, literatürde bir ilk olarak, TDA’ya dayalı söz konusu yaklaşımın bir ÖK olduğu (TDA-ÖK) ve SÖ’de geri çatım için gerekli örnek sayısını düşüreceği analitik olarak gösterilmiş olup, bu bulguya ilişkin iki farklı Monte Carlo (MC) benzetimi gerçekleştirilmiştir. Benzetimlerle desteklenen TDA-ÖK başarımı deneysel olarak da iki farklı veri kümesi üzerinde ve üç farklı sınıflayıcı kullanılarak gerçekleştirilen SS uygulamaları ile değerlendirilerek, TDA-ÖK kullanımının SS başarımına etkisi yine literatürde ilk defa bu çalışmada incelenmiştir.

Abstract

Due to the rapid increase in the amount of data being stored and processed in the world, innovative solutions in the fields of data storage and data processing are increasingly needed; Compressive Sampling (CS) and Compressive Classification (CC) are two approaches that provide solutions for both areas, respectively. The use of CC to obtain information from the data through classification reduces the processing load as it enables the classification to be performed directly in the measurement domain obtained by CS. CS makes possible a lossless reconstruction with a high probability of less samples than the amount required by the Shannon sampling theorem, and by applying Preconditioning (PC) to the measurement matrix used, the amount of data required for reconstruction can be further reduced due to the number of samples required for reconstruction. The contribution of the use of the matrix derived from the measurement matrix by Singular Value Decomposition (SVD) as the measurement matrix in the CS, on the reconstruction performance has been studied only experimentally in the literature. In this study, as a first, it has been shown analytically that this approach based on SVD is a PC (SVD-PC) and will reduce the number of samples required for reconstruction in CS, meanwhile two different Monte Carlo (MC) simulations were carried out regarding to this finding. The SVD-PC performance supported by simulations is evaluated experimentally with SS applications performed on two different data sets and using three different classifiers, moreover the effect of SVD-PC on CC performance is investigated for the first time in the literature in this study.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

ORMAN, Ö. D., YILMAZ, D. (2022). Tekil değer ayrışımına dayalı ön koşullamanın sıkıştırmalı sınıflamaya etkisi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 37 - Sayı: 4, 1997–2012. https://ajindex.com/articles/393787

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (15)

  1. Pustokhina I.V., Pustokhin D.A., Gupta D., Khanna A., Shankar K., Nguyen G.N., An effective training scheme for deep neural network in edge computing enable internet of medical things (IoMT) systems, IEEE Access, 8(2020), 107112-107123, 2020
  2. Younan M., Houssein E.H., Elhoseny M., Ali A.A., Challenges and recommended technologies for the industrial internet of things: A comprehensive review, Measurement, 151(2020) 107198, 1-16, 2020
  3. Yıldırım G., Tatar Y., Uzak kullanıcı destekli bir IoT-WSN sanal laboratuvarı ve test platformu: FıratWSN, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34 (4), 1831-1846, 2019
  4. Reinsel D., Gantz J., Rydning J., The digitization of the world from edge to core, IDC White Paper- #US44413318, 2018
  5. Calderbank R. ve Jafarpour S., Finding Needles in Compressed Haystacks, Compressed Sensing: Theory and Applications, Eldar Y.C., Kutyniok G., Cambridge University Press, Cambridge, 439-484, 2012
  6. Calderbank R., Jafarpour S., Schapire R., Compressed learning: Universal sparse dimensionality reduction and learning in the measurement domain, Teknik Rapor, Princeton University, 2009
  7. Reboredo H., Renna F., Calderbank R., Rodrigues M.R.D., Projections designs for compressive classification, 2013 IEEE Global Conference on Signal and Information Processing, Austin, 1029-1032, 3-5 Aralık, 2013
  8. Davenport M.A., Boufounos P.T., Wakin M.B., Baraniuk R.G., Signal processing with compressive measurements, IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 4(2), 445-460, 2010
  9. Wimalajeewa T., Chen H., Varshney P.K., Performance limits of compressive sensing-based signal classification, IEEE Transactions on Signal Processing, 60(6), 2758-2770, 2012
  10. Shannon C.E., Communication in the presence of noise, Proc. IEEE, 86(2), 447-457, 1998
  11. Davenport M.A., Duarte M.F., Eldar Y.C., Kutyniok G., Introduction to Compressed Sensing, Compressed Sensing: Theory and Applications, Eldar Y.C. ve Kutyniok G., Cambridge Uni. Press, Cambridge, 1-64, 2012
  12. Candès E., Romberg J., Tao T., Robust uncertainty principles: Exact signal reconstruction from highly incomplete frequency information. IEEE Trans Inform Theory, 52(2), 489 - 509, 2006
  13. Donoho D., Compressed sensing, IEEE Trans Inform Theory, 52(4), 1289 - 1306, 2006
  14. Baraniuk R., Compressive sensing, IEEE Signal Proc Mag, 24(4), 118 - 120, 124, 2007
  15. Schmidt R., Zur theorie der linearen und nichtlinearen integralgleichungen, Math. An