On Robust Principal Component using Analysis Neural Networks

신경망을 이용한 로버스트 주성분 분석에 관한 연구

  • Kim, Sang-Min (Dept. of Computer Information Processing, Kimchun Junior College) ;
  • Oh, Kwang-Sik (Dept. of Statistics, Catholic University of Taegu-Hyosung) ;
  • Park, Hee-Joo (Dept. of Computer Science, Kyungbook Sanup University)
  • 김상민 (김천전문대학 전산정보처리과) ;
  • 오광식 (대구효성가톨릭대학교 통계학과) ;
  • 박희주 (경북산업대학교 전자계산학과)
  • Published : 1996.05.30

Abstract

Principal component analysis(PCA) is an essential technique for data compression and feature extraction, and has been widely used in statistical data analysis, communication theory, pattern recognition, and image processing. Oja(1992) found that a linear neuron with constrained Hebbian learning rule can extract the principal component by using stochastic gradient ascent method. In practice real data often contain some outliers. These outliers will significantly deteriorate the performances of the PCA algorithms. In order to make PCA robust, Xu & Yuille(1995) applied statistical physics to the problem of robust principal component analysis(RPCA). Devlin et.al(1981) obtained principal components by using techniques such as M-estimation. The propose of this paper is to investigate from the statistical point of view how Xu & Yuille's(1995) RPCA works under the same simulation condition as in Devlin et.al(1981).

주성분 분석은 자료압축, 특징추출, 통신이론, 패턴인식 그리고 화상처리등의 컴퓨터 공학분야에서 중요하게 사용되고 있다. Oja(1982,1989,1992)는 확률적 경사 강하법(SGA:Stochastic Gradient Ascent)을 이용한 제한된 헵규칙을 제안하여 주성분 분석에 사용하였다. 그러나, 이 규칙은 이상치에 민감하므로 이상치의 영향을 줄이기 위해, Xu & Yuille(1995)는 통계물리 방법을 이용한 로버스트 에너지함수를 생성하여 로버스트 주성분 분석방법을 제안하였다. 또한 Devlin et.al(1981)은 M-추정량을 이용하여 주성분 분석을 하였다. 본 논문에서는 Oja(1992)의 규칙과 Xu & Yuille(1995)의 로버스트 에너지함수를 이용하여 신경망을 구성하였다. 그리고, Devlin et.al(1981)이 제안한 시뮬레이션조건하에서 실험을 하였다. 실험한 결과와 Devlin et.al(1981)의 결과를 비교, 분석함으로써, 신경망의 성능을 확인하고자 한다.