(57)【要約】      （修正有）【課題】機械学習の実行過程においてデータを表現できる様々な次元で持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準を最適化する。【解決手段】入力データを他の属性で表現されるように縮約する規則を定義した縮約基準情報、前記縮約データへの学習を制限する規則と学習性能の評価規則を定義した学習基準情報及び縮約基準情報を最適化するための規則を定義した知識増強基準情報を設定するメタ最適化機１０と、縮約基準情報に基づいて入力データを縮約データに縮約する縮約機２０と、学習基準情報に基づいて縮約データへの学習を行なって学習モデルを生成する学習機３０と、学習基準情報に基づいて前記学習モデルの性能を評価して、縮約データの適切性を判断する評価機４０とを含む。メタ最適化機は前記適切性を判断した結果に応じて前記知識増強基準情報に基づいて前記縮約基準情報を更新する知識増強を行う。【選択図】図１
2018109996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセッサは、入力データを他の属性で表現されるように縮約する規則を定義した縮約基準情報、前記縮約データへの学習を制限する規則と学習性能の評価規則を定義した学習基準情報及び前記縮約基準情報を最適化するための規則を定義した知識増強基準情報を設定するステップと、
前記プロセッサは、前記縮約基準情報に基づいて前記入力データを縮約データに縮約するステップと、
前記プロセッサは、前記学習基準情報に基づいて前記縮約データへの学習を行なって学習モデルを生成するステップと、
前記プロセッサは、前記学習基準情報に基づいて前記学習モデルの性能を評価して前記縮約データの適切性を判断するステップと、及び
前記プロセッサは、前記適切性を判断した結果に応じて前記知識増強基準情報に基づいて前記縮約基準情報を更新する知識増強を行なうステップと、
を含む継続的学習のためのデータメタスケーリング方法。
【請求項２】
前記設定するステップは、多数の属性で表現される前記入力データを前記多数の属性のうち少なくとも１つの属性で表現されるように縮約する規則を定義した前記縮約基準情報を設定するステップを含む請求項１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング方法。
【請求項３】
前記設定するステップは、前記入力データが多数の属性で表現されるとき、前記多数の属性のうちいずれか１つの属性を定義するデータ次元を示す情報、前記入力データのサンプリング単位を定義するウィンドウを示す情報、前記ウィンドウの種類を示す情報、前記ウィンドウのサイズを示す情報及び前記ウィンドウ内で代表値を選択する基準を示す情報を含むように構成された前記縮約基準情報を設定するステップを含む請求項１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング方法。
【請求項４】
前記設定するステップは、前記入力データの種類を示す情報、前記学習モデルの性能を評価するための学習信頼度の条件を示す情報、前記学習信頼度の計算方法を示す情報及び前記縮約データへの学習の反復回数を制限する前記学習の早期終了条件を示す情報を含むように構成された前記学習基準情報を設定するステップを含む請求項１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング方法。
【請求項５】
前記設定するステップは、前記縮約基準情報の変動回数を示す情報、前記縮約基準情報の変動要素を示す情報、前記変動要素の変動範囲を示す情報、前記縮約データへの学習を行なう過程で発生した学習履歴の累積回数を示す情報を含むように構成された前記知識増強基準情報を設定するステップを含む請求項１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング方法。
【請求項６】
前記変動要素は、前記入力データのサンプリング単位を定義するウィンドウに関する情報である請求項５に記載のデータメタスケーリング方法。
【請求項７】
前記ウィンドウに関する情報は、前記ウィンドウのサイズ及びウィンドウ間の間隔を示す情報を含む請求項６に記載のデータメタスケーリング方法。
【請求項８】
前記縮約するステップは、
前記入力データが多数の属性で表現され、前記多数の属性を多数のデータ次元にそれぞれ定義するとき、
各データ次元で前記入力データを前記入力データの代表値としてサンプリングする第１のプロセス、前記入力データを前記多数のデータ次元で選択された少なくとも１つのデータ次元に変更する第２のプロセス及び前記第１のプロセスと前記第２のプロセスとが結合された第３のプロセスのうちいずれか１つのプロセスによって前記入力データを縮約データに縮約するステップである請求項１に記載のデータメタスケーリング方法。
【請求項９】
前記第１のプロセスは、
前記入力データを前記入力データの代表値として周期的にサンプリングするプロセスと、
前記入力データを前記入力データの代表値として非周期的にサンプリングするプロセスと、
前記入力データのサンプリング単位を定義するウィンドウが複数であり、複数のウィンドウが重複していない状態で各ウィンドウで代表値を選択する固定ウィンドウ基盤のサンプリングプロセスと、及び
前記複数のウィンドウが重複した状態で各ウィンドウで代表値を選択するムービングウィンドウ基盤のサンプリングプロセスと、
を含む請求項８に記載のデータメタスケーリング方法。
【請求項１０】
前記知識増強を行なうステップは、
前記学習モデルの性能を評価するために計算された学習信頼度が学習基準情報で定義する前記学習性能の評価規則に規定した条件を満たしていない場合、前記知識増強基準情報で定義する前記縮約基準情報の変動要素を示す情報及び前記変動要素の変動範囲に応じて前記縮約基準情報を変更するステップと、及び
前記変更された縮約基準情報に応じて縮約された前記縮約データへの学習を行なって生成された学習モデルの性能が前記学習基準情報に規定する条件を満たすと、前記変更された縮約基準情報を最適の縮約基準情報に更新するステップと、
を含む請求項１に記載のデータメタスケーリング方法。
【請求項１１】
入力データを他の属性で表現されるように縮約する規則を定義した縮約基準情報、前記縮約データへの学習を制限する規則と学習性能の評価規則を定義した学習基準情報及び前記縮約基準情報を最適化するための規則を定義した知識増強基準情報を設定するメタ最適化機と、
前記縮約基準情報に基づいて前記入力データを縮約データに縮約する縮約機と、
前記学習基準情報に基づいて前記縮約デーへの学習を行なって学習モデルを生成する学習機と、及び
前記学習基準情報に基づいて前記学習モデルの性能を評価して前記縮約データの適切性を判断する評価機と、を含み、
前記メタ最適化機は、
前記適切性を判断した結果に応じて前記知識増強基準情報に基づいて前記縮約基準情報を更新するための知識増強を行う継続的学習のためのデータメタスケーリング装置。
【請求項１２】
前記メタ最適化機は、
多数の属性で表現される前記入力データを前記多数の属性のうち少なくとも１つの属性で表現されるように縮約する規則を定義した前記縮約基準情報を設定する請求項１１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング装置。
【請求項１３】
前記メタ最適化機は、
前記入力データが多数の属性で表現されるとき、前記多数の属性うちいずれか１つの属性を定義するデータ次元を示す情報、前記入力データのサンプリング単位を定義するウィンドウを示す情報、前記ウィンドウの種類を示す情報、前記ウィンドウのサイズを示す情報及び前記ウィンドウ内で代表値を選択する基準を示す情報を含むように構成された前記縮約基準情報を設定する請求項１１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング装置。
【請求項１４】
前記メタ最適化機は、
前記入力データの種類を示す情報、前記学習モデルの性能を評価するための学習信頼度の条件を示す情報、前記学習信頼度の計算方法を示す情報及び前記縮約データへの学習の反復回数を制限する前記学習の早期終了条件を示す情報を含むように構成された前記学習基準情報を設定する請求項１１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング装置。
【請求項１５】
前記メタ最適化機は、
前記縮約基準情報の変動回数を示す情報、前記縮約基準情報の変動要素を示す情報、前記変動要素の変動範囲を示す情報、前記縮約データへの学習を行なう過程で発生する学習履歴の累積回数を示す情報を含むように構成された前記知識増強基準情報を設定する請求項１１に記載の継続的学習のためのデータメタスケーリング装置。
【請求項１６】
前記変動要素は、
前記入力データのサンプリング単位を定義するウィンドウに関する情報である請求項１５に記載のデータメタスケーリング装置。
【請求項１７】
前記メタ最適化機は、
前記学習モデルの性能が前記学習性能の評価規則に規定した条件を満たしていない場合、前記知識増強基準情報で定義する前記縮約基準情報の変動要素及び前記変動要素の変動範囲に応じて前記縮約基準情報を変更し、前記変更された縮約基準情報に応じて縮約された前記縮約データへの学習を行なって生成された前記学習モデルの性能が前記学習基準情報で規定する条件を満たすと、前記変更された縮約基準情報を前記更新された縮約基準情報として保存場所に保存して知識増強を行なう請求項１１に記載のデータメタスケーリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継続的学習のためのデータメタスケーリング装置及び方法に関し、より詳細には機械学習モデルの学習に利用される入力データの処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械学習（Ｍａｃｈｉｎｅ  Ｌｅａｒｎｉｎｇ，ＭＬ）は収集されたデータを分類したり、収集されたデータの特性を示すモデルを学習する用途として広く活用されている。機械学習と関連して様々な技術が開発されており、これらの機械学習で最適の分類性能または学習性能を導出するためには、収集されたデータをそのまま利用することよりも機械学習アルゴリズムまたは導出しようとする目標に応じて適切に縮約して学習することが望ましい。つまり、様々な事物を介して大量のデータを持続的に収集する環境では、データの活用目的や周辺環境に合わせて適切に縮約されたデータを学習するように機械学習システムを制御することが非常に重要である。しかし、適切に縮約されたデータに基づいて学習過程を行なう機械学習システムに対する開発は、まだ不十分な状態にある。
【発明の概要】
【発明の解決しようとする課題】
【０００３】
本発明で解決しようとする課題は、機械学習の実行過程でデータを表現できる様々な次元での持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化できる継続的学習のためのデータメタスケーリング装置及び方法を提供する。
【発明を解決するための手段】
【０００４】
上述した課題の解決手段として、本発明の継続的学習のためのデータメタスケーリング方法は、プロセッサが入力データを他の属性で表現されるように縮約する規則を定義した縮約基準情報、前記縮約データへの学習を制限する規則と学習性能の評価規則を定義した学習基準情報及び前記縮約基準情報を最適化するための規則を定義した知識増強基準情報を設定するステップと、前記プロセッサが前記縮約基準情報に基づいて前記入力データを縮約データに縮約するステップと、前記プロセッサが前記学習基準情報に基づいて前記縮約データへの学習を行なって学習モデルを生成するステップと、前記プロセッサが前記学習基準情報に基づいて前記学習モデルの性能を評価して、前記縮約データの適切性を判断するステップと、及び前記プロセッサが前記適切性を判断した結果に応じて前記知識増強基準情報に基づいて前記縮約基準情報を更新する知識増強を行なうステップと、を含む。
【０００５】
本発明の継続的学習のためのデータメタスケーリング装置は、入力データを他の属性で表現されるように縮約する規則を定義した縮約基準情報、前記縮約データへの学習を制限する規則と学習性能の評価規則を定義した学習基準情報及び前記縮約基準情報を最適化するための規則を定義した知識増強基準情報を設定するメタ最適化機と、前記縮約基準情報に基づいて前記入力データを縮約データに縮約する縮約機と、前記学習基準情報に基づいて前記縮約データへの学習を行なって学習モデルを生成する学習機と、及び前記学習基準情報に基づいて前記学習モデルの性能を評価して、前記縮約データの適切性を判断する評価機と、を含み、前記メタ最適化機は前記適切性を判断した結果に応じて前記知識増強基準情報に基づいて前記縮約基準情報を更新する知識増強を行う。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、機械学習で最適の性能を達成するように機械学習を行なおうとするデータに対して様々な次元でデータ縮約プロセスを行なうことによって、継続的学習を構成する手順を自動化することができ、持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【０００７】
さらに、本発明は、スキーマ情報（ｓｃｈｅｍａ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）を参照して縮約基準情報を更新するための基準及び条件を定義した知識増強基準情報を設定し、これを基に互いに異なる複数の縮約基準情報を設定してデータを縮約し、縮約されたデータを互いに異なる複数の機械学習に並列に適用して評価することによって、様々な縮約基準情報を考慮した学習履歴の作成と保存が可能になる。
【０００８】
さらに、本発明は、入力データ情報、スキーマ情報、学習モデル情報、縮約基準情報、縮約データ情報、学習基準情報、学習データ情報、学習モデル情報、学習結果情報、知識増強基準情報などを含む学習履歴情報を累積して保存し、保存された学習履歴情報に基づいて最適の縮約基準情報を自動設定する知識増強によって縮約基準情報を最適化することができる。
【０００９】
さらに、本発明に係るデータメタスケーリング技術は、物事インターネット（ＩｏＴ）及び万物インターネット（ＩｏＥ）環境などで収集される様々な種類のデータを表現できる様々な次元の縮約を行うことにより、原本データを他の構造に変換できるだけでなく、縮約された情報に基づいて原本データに新しい属性を追加して拡張することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置を示したブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング方法を示したフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施形態に係るデータ縮約において単一次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【図３Ｂ】本発明の実施形態に係るデータ縮約において単一次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【図３Ｃ】本発明の実施形態に係るデータ縮約において単一次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係るデータ縮約において複合次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係るデータ縮約において複合次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態に係るスキーマ情報に含まれた縮約基準情報、学習基準情報及び知識増強基準情報のデータ構造を示す図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態に係るスキーマ情報に含まれた縮約基準情報、学習基準情報及び知識増強基準情報のデータ構造を示す図である。
【図６Ｃ】本発明の一実施形態に係るスキーマ情報に含まれた縮約基準情報、学習基準情報及び知識増強基準情報のデータ構造を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係るスキーマ情報をオントロジーに示した図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置を示したブロック図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置を示したブロック図である。
【図１０】図１に示したデータメタスケーリング装置を交通情報予測シナリオに適用する例を説明するための図である。
【図１１Ａ】本発明の一実施形態に係る最適の縮約基準を見付ける知識増強プロセスを図式的に示した図である。
【図１１Ｂ】本発明の一実施形態に係る最適の縮約基準を見付ける知識増強プロセスを図式的に示した図である。
【図１１Ｃ】本発明の一実施形態に係る最適の縮約基準を見付ける知識増強プロセスを図式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付された図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。使用される用語は、実施形態での機能を考慮して選択された用語であって、その用語の意味は、ユーザー、オペレータの意図または慣例などによって変わる。よって、後述する実施形態で使用される用語の意味は、本明細書に具体的に定義された場合にはその定義に従い、具体的な定義がない場合は当業者が一般的に認識する意味と解釈されなければならない。
【００１２】
本発明は、様々な変更を加えることができ、様々な実施形態を抱えるところ、特定の実施形態を図面に例示し詳細な説明において説明しようとする。しかし、これは本発明を特定の実施形態に対して限定しようとするものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物ないし代替物を含むものと理解されなければならない。各図面を説明しながら類似した図面符号を類似した構成要素に対して使用した。
【００１３】
第１、第２、Ａ、Ｂなどの用語は、様々な構成要素を説明するために使用されるが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的にのみ使用される。例えば、本発明の権利範囲を外れることなく第１の構成要素は第２の構成要素として命名することができ、同様に第２の構成要素も第１の構成要素として命名することができる。及び/またはという用語は、関連した複数の記載項目の組み合わせまたは関連する複数の記載項目のうちいずれか１つの項目を含む。
【００１４】
本出願で使用した用語は、単に特定の実施形態を説明するために使用されたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は、文脈上明らかに異なるように意味しない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定しようとするのであって、１つまたはそれ以上の他の特徴や数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものの存在または付加可能性を予め排除しないものと理解されなければならない。
【００１５】
異なるように定義されない限り、技術的または科学的な用語を含んでここで使用される全ての用語は、本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者によって一般的に理解されるものと同一の意味を持っている。一般的に使用される辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上持つ意味と一致する意味を持つものと解釈されなければならず、本出願で明らかに定義しない限り、理想的または過度に形式的な意味に解釈されない。
【００１６】
本発明に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置及び方法の構成及び機能は、１つ以上のコンピュータ読み取り可能なコマンドを含むように構成されたプログラムモジュールで具現されることができる。
【００１７】
プログラムモジュールは、メモリなどの記録媒体に保存された後、プロセッサによってロードされて実行されることによって、本発明で説明する特定の機能を行うことができる。
【００１８】
コンピュータ読み取り可能なコマンドは、例えば、汎用コンピュータシステムまたは特殊目的コンピュータシステムが特定の機能または機能のグループを行なうようにするコマンド及びデータを含む。
【００１９】
コンピュータ実行可能コマンドは、例えば、アセンブリ言語、またはソースコードなどのバイナリ、中間フォーマットコマンドであり得る。すなわち、本発明に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置及び方法は、コンピュータプログラムを含むソフトウェアまたはコンピュータシステムのようにメモリ及びプロセッサなどを含むハードウェア及び前記ハードウェアに搭載されて前記ハードウェアによって実行されるソフトウェアの組み合わせで具現されることができる。
【００２０】
本発明による方法を実行するコンピュータプログラムは、コンファイルまたは解釈された言語や先験的（ｔｒａｎｓｃｅｎｄｅｎｔａｌ）或いは手続き型プログラミング（ｐｒｏｃｅｄｕｒａｌ  ｌａｎｇｕａｇｅ）を含むプログラミング言語の如何なる形態でも作成されることができ、独立型プログラムやモジュール、コンポーネント、サブルーチン、或いはコンピュータ環境で使用するのに適した他のユニットを含んで如何なる形態でも展開されることができる。
【００２１】
コンピュータプログラムは、ファイルシステムのファイルに必ずしも対応するものではない。プログラムは、要求されたプログラムに提供される単一のファイル内に、或いは多重の相互作用するファイル（例えば、１つ以上のモジュール、下位プログラム或いはコードの一部を保存するファイル）内に、或いは他のプログラムやデータを保有するファイルの一部（例えば、マークアップ言語文書内に保存される１つ以上のスクリプト）内に保存されることができる。
【００２２】
さらに、前記コンピュータプログラムは、１つのサイトに位置したり複数のサイトにわたって分散されて通信ネットワークによって相互接続された多重コンピュータや１つのコンピュータ上で実行されるように展開されることができる。
【００２３】
前記コンピュータプログラムを保存するのに適したコンピュータで読み取り可能な媒体は、例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリ装置のような半導体メモリ装置、例えば内部ハードディスクや外付けディスクのような磁気ディスク、磁気光学ディスク及びＣＤ−ＲＯＭとＤＶＤ−ＲＯＭディスクを含んで全ての形態の不揮発性メモリ、媒体及びメモリ装置を含む。プロセッサとメモリは、特殊目的の論理回路によって補完されたり、それに統合されることができる。
【００２４】
また、本発明に係るデータメタスケーリング装置及び方法は、機械学習システムに適用されて機械学習を行なう過程において、多数の属性で表現できる入力データに対してスキーマ情報を基に縮約基準情報を設定する。
【００２５】
これにより、本発明に係るデータメタスケーリング装置及び方法は、縮約されたデータに対して学習を行い、学習結果を利用して評価することにより、機械学習に対して最適の性能を導出できる縮約データを提供することができる。
【００２６】
以下、本発明の構成及び動作を様々な実施形態に基づいて説明する。
【００２７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置を示すブロック図である。
【００２８】
本発明の第１の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は、データの入力、
スキーマ情報の抽出、データの縮約、モデル学習、学習履歴の保存、学習履歴の分析、知識増強の手順を自動化するプロセスを行なうことができる。継続的学習は、持続的な知識増強によりデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化できる反復可能な学習過程と定義する。
【００２９】
本発明の第１の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は、入力されたデータまたはユーザー入力からスキーマ情報を抽出し、抽出されたスキーマ情報に基づいて縮約基準情報、学習基準情報及び知識増強基準情報を構築して継続的学習を行うための準備を完了する。
【００３０】
次に、本発明の第１の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は、縮約基準情報で規定する縮約基準または縮約規則に基づいてデータ縮約を行い、学習基準情報で規定する学習基準に基づいて縮約されたデータを適切に表現できるモデルへの学習を行う。学習の行ないは、知識増強基準に基づいて反復して行なうことができ、学習結果は学習履歴として自動的に保存される。
【００３１】
知識増強基準情報に規定する知識増強基準を満たすように学習履歴が十分に保存されると、本発明の第１の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は学習履歴を分析して縮約基準に対する最適化を行なう。
【００３２】
このような過程によって継続的学習を構成する手順を自動化することができ、持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【００３３】
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置は、メタ最適化機１０と、縮約機２０と、学習機３０、評価機４０及び分析機５０を含む。
【００３４】
メタ最適化機１０は、入力データのスキーマ情報を参照して縮約基準情報、学習基準情報、及び知識増強基準情報を設定するプロセスを行なう。スキーマ情報は入力データのメタデータを分析して獲得することができる。メタデータは、入力データの特定の領域に含まれることができる。メタデータは、入力データの属性を説明するデータであり得る。
【００３５】
スキーマ情報は、ユーザーの入力によって提供されることができる。入力データは多数の属性情報から成るものであって、連続的なストリームまたはアーカイブ（ａｒｃｈｉｖｅ）の形態で提供されることができる。例えば、入力データは事物インターネットサービス環境でセンシング機器などのような様々な事物機器から収集されるデータであり得る。
【００３６】
縮約機２０は、メタ最適化機１０で設定した縮約基準情報を利用して入力データを縮約するプロセスを行なう。入力データは、様々な事物機器から直接入力されたり、データストアから入力されることができる。データの入力は、実際データの物理的な入力とデータが存在する論理的位置情報の入力を含む。ここで、論理的位置情報は、例えば、ＵＲＬ情報であり得る。
【００３７】
学習機３０は、メタ最適化機１０で設定した学習基準情報を利用して、縮約機２００で縮約した縮約データへの機械学習を行う。機械学習の種類または機械学習を行なうのに必要なハイパーパラメータ（ｈｙｐｅｒｐａｒａｍｅｔｅｒ）の特性などを限定することは本発明の要旨から外れるので、これを限定しない。すなわち、本発明は機械学習を行なうのに必要なハイパーパラメータの特性に関係なく、全ての種類の機械学習に適用されることができ、これは当業者であれば、以下の説明から十分に理解できるであろう。一方、学習機３０は、縮約データ及び入力データも利用して機械学習を行うこともできる。これは、データ縮約によって抽出された新たな属性を入力データに追加して入力データを拡張し、拡張された入力データで学習を行うことができることを意味する。
【００３８】
評価機４０は、メタ最適化機１０で設定した学習基準情報を基に学習過程や学習結果が学習基準を満たしているかどうかを判断し、その判断結果に基づいてデータ縮約の適切性を評価するプロセスを行なう。
【００３９】
分析機５０は、入力データに含まれたメタデータまたは入力データとともに提供されるメタデータを分析して入力データのスキーマ情報を抽出する。
【００４０】
メタ最適化機１０は、評価機４０の評価結果情報を基に縮約基準情報の変更または知識増強を行う。
【００４１】
学習過程や学習結果が学習基準情報で規定した学習基準を満たしていない場合には、メタ最適化機１０は知識増強基準に基づいて縮約基準情報を変更するプロセスを行なう。逆に、学習過程や学習結果が学習基準を満たしている場合、メタ最適化機１０は学習結果を学習履歴として保存部５０に自動保存するプロセスによって知識増強プロセスを開始する。
【００４２】
メタ最適化機１０は、知識増強基準情報で規定した知識増強基準を満たすように学習履歴が十分に保存されると、保存された学習履歴を分析して縮約基準への最適化を行なうプロセスを実行する。これらのプロセスによって継続的学習を構成する手順を自動化することができ、持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【００４３】
図２は、本発明の第１の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング方法を示すフローチャートである。
【００４４】
図２を参照すると、先ず、ステップＳ１００において、入力データが事物機器またはデータストアからメタ最適化機１０に入力されるプロセスが行なわれる。
【００４５】
次に、ステップＳ２００において、メタ最適化機１０が入力データに含まれたメタデータを分析して（または解析して）、前記入力データのスキーマ情報を抽出し、抽出されたスキーマ情報に基づいて縮約基準情報、学習基準情報、知識増強基準情報を構築するプロセスが行なわれる。
【００４６】
次に、ステップＳ３００において、縮約機２０から縮約基準情報を利用して入力データを縮約するプロセスが行なわれる。縮約されたデータは、学習機３０にリアルタイムストリームまたはバッチ（ｂａｔｃｈ）方法で直接提供されることができる。他方、縮約されたデータが保存媒体に保存され、縮約機２０がその保存アドレスを学習機３０に通知する方法で縮約されたデータの提供に代わることができる。この場合、学習機３０は保存アドレスに保存媒体にアクセスして縮約基準情報を読み込むことができる。
【００４７】
次に、ステップＳ４００において、学習機３０で縮約されたデータを適切に表現できるモデルへの学習を行なって学習モデルを生成するプロセスが行なわれる。このとき、学習機３０は学習基準情報に基づいて学習を行う。
【００４８】
次に、ステップＳ５００において、評価機４０で学習結果が学習基準情報で定義する学習基準を満たしているかどうかを判断するプロセスが行なわれる。
【００４９】
学習結果が学習基準を満たしていない場合は、ステップＳ６００において、メタ最適化機１０が知識増強基準情報で定義する知識増強基準に基づいて縮約基準情報を更新するプロセスが行なわれる。
【００５０】
逆に、学習結果が学習基準を満たしている場合は、ステップＳ７００において、メタ最適化機１０が知識増強基準を満たすように学習履歴が十分保存された後、十分保存された学習履歴を分析して縮約基準への最適化を行うプロセスが行なわれる。このような持続的な知識増強プロセスによってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【００５１】
本発明での入力データは様々な属性を有する。これらの様々な属性を表現するために、本発明では「データ次元」という用語が定義される。データ次元は、データを表現できる属性で定義する。
【００５２】
＜データ次元の例＞
特定時間間隔または不特定時間間隔で収集されるデータは、時間的属性で表現することができる。従って、時間的属性で表現できるデータの次元は「時間」になる。
【００５３】
経／緯度座標（Ｌａｔｉｔｕｄｅ  ａｎｄ  ｌｏｎｇｉｔｕｄｅ  ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓ）、住所情報（ａｄｄｒｅｓｓ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）、郵便番号、ＩＰのサブネットなどのようなデータは、物理的または論理的な位置を示す空間的属性で表現することができる。従って、空間的属性で表現できるデータの次元は「空間」になる。
【００５４】
色を表すデータは、色相（ｈｕｅ）、彩度（ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ）、及び明度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）のような属性で表現することができる。従って、色を表現するデータの次元は色相、彩度または明度になる。
【００５５】
物質を表すデータは、硬さ（ｈａｒｄｎｅｓｓ）、密度（ｄｅｎｓｉｔｙ）、比重（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｇｒａｖｉｔｙ）、伝導度（ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）などのような物質の固有の属性で表現することができる。従って、物質を表現するデータの次元は、硬さ、密度、比重、伝導度などであり得る。
【００５６】
周波数に応じて変換するデータは、周波数をデータ次元と定義することができる。
【００５７】
居住地、職場、商店、１階など社会的に与えられる意味カテゴリに応じて定義されるデータは、意味カテゴリをデータ次元と定義することができる。
【００５８】
ユーザーグループが或るサービスに対して評価した結果を示すデータの次元は選好度、有効性などであり得る。
【００５９】
移動カメラで撮影した動画は、撮影位置、撮影時間などをデータ次元と定義することができる。このとき、撮影位置は３次元空間でＸＹＺ座標で表現することができるので、３つのデータ次元に細分化されることができる。
【００６０】
このように、全てのデータはそれぞれの属性によって様々な次元で表現されることができるので、本発明ではその次元を決定する基準については限定しない。
【００６１】
＜データの縮約＞
本発明の実施形態に係るデータの縮約は、任意のデータが任意のデータ次元で表現されるとき、前記任意のデータ次元において前記任意のデータをサンプリングするプロセスと定義することができる。
【００６２】
また、本発明の実施形態に係るデータの縮約は、任意のデータが持つデータ次元を他のデータの次元に変更するプロセスと定義することができる。これらの次元の変更は、データを表現できる範囲の縮小を意味する。場合によっては、次元の変更はデータを表現できる範囲の拡大を意味することもできる。
【００６３】
このように、本発明の実施形態によるデータ縮約は、様々な次元でのサンプリング、次元変換及び前記サンプリングと前記次元変換とを結合するプロセスのうちいずれか１つであり、これらのプロセスによってデータ数を縮小する過程であると定義することができる。
【００６４】
＜データの縮約によるサンプリング＞
サンプリングは、予め定められた基準に応じて１つ以上のデータ次元で代表値を選択するプロセスであり得る。
【００６５】
前記サンプリングは、単一次元基盤のサンプリングと複合次元基盤のサンプリングとを含むことができる。単一次元基盤のサンプリングは、単一のデータ次元で代表値を選択するプロセスであり得る。複合次元基盤のサンプリングは、２つ以上のデータ次元で代表値をそれぞれ選択するプロセスであり得る。
【００６６】
Ａ．単一次元基盤のサンプリング
単一次元基盤のサンプリング処理は、周期的サンプリングプロセス、非周期的サンプリングプロセス、固定ウィンドウ（ｆｉｘｅｄ  ｗｉｎｄｏｗ）基盤のサンプリングプロセス及びムービングウィンドウ（ｍｏｖｉｎｇ  ｗｉｎｄｏｗ）基盤のサンプリングプロセスを含むことができる。
【００６７】
周期的サンプリングプロセスは、データ次元で与えられたウィンドウで代表値を周期的に選択するものであって、例えば、時間次元で表現されるデータに対して５分間隔で与えられたウィンドウで代表値を特定の基準で選択する過程であり得る。ここで、ウィンドウはサンプリング単位に解釈されることができる。
【００６８】
非周期的サンプリングプロセスは、与えられたウィンドウで代表値を非周期的に選択するものであって、例えば、データの値が予め定められた値以上である場合に対して与えられたウィンドウで代表値を特定の基準で選択する過程であったり、任意の空間で温度センサで測定したデータのうち温度が１５℃以上であるデータに対して時間的ウィンドウまたは空間的ウィンドウを適用して代表値を選択するプロセスであり得る。
【００６９】
固定ウィンドウ基盤のサンプリングプロセスは、データ次元で互いに重複することなく連続する２つ以上のウィンドウで代表値をそれぞれ選択するものであって、例えば、時間次元で第１時間区間（ｔ１−ｔ３）で収集した入力データのうち特定の基準で代表値を選択し、第１時間区間に連続した第２時間区間（ｔ３−ｔ５）で収集した入力データのうち同一の特定の基準で代表値を選択するものであり得る。
【００７０】
ムービングウィンドウ基盤のサンプリングプロセスは、データ次元で互いに重複する２つ以上のウィンドウで代表値を選択するものであって、例えば、時間次元で第１時間区間（ｔ１−ｔ３）で収集した入力データのうち特定の基準で代表値を選択し、第１時間区間の一部区間と重複する第２時間区間（ｔ２−ｔ４）で収集した入力データのうち同一の特定の基準で代表値を選択するものであり得る。
【００７１】
Ｂ．復号次元基盤のサンプリング
複合次元基盤のサンプリングプロセスは、２つ以上のデータ次元で表現されるデータに対して各次元で独立的に単一次元のサンプリングを行なうプロセスである。例えば、或る地域に存在するセンサで収集するデータが、温度、湿度、照度、騒音のうち少なくとも１つを含む属性で構成されており、前記センサは空間的に様々な位置に存在しており、前記センサで測定されたデータは周期的に収集されたり、ユーザーの設定またはセンサで収集するデータの値に応じて非周期的に収集されることができる。このようなデータ収集環境において温度は、全てのセンサに対して位置に関係なく５分と定義される固定ウィンドウ基盤のサンプリングを行い、湿度は特定の位置を基準に７ｍの間隔と定義される固定ウィンドウ基盤のサンプリングを行い、 照度は湿度と同一の位置でムービングウィンドウサンプリングを行い、騒音は測定された騒音データが一定の基準値以上のデータのみを選択する非周期的サンプリングを行うことができる。
【００７２】
前記与えられたウィンドウに対して代表値を選択するための基準には、ユーザーによって予め定められた規則、ウィンドウに含まれたデータの統計的特徴などが含まれることができる。例えば、ユーザーは与えられたウィンドウに含まれたデータのうち特定の基準に最も近い位置の値、特定の基準から最も遠い位置の値、特定の基準に中央位置の値などを選択するように規則を定めることができる。
【００７３】
また、与えられたウィンドウに含まれた全体データのうち平均値（ａｖｅｒａｇｅ  ｖａｌｕｅ）、中央値（ｍｅｄｉｕｍ  ｖａｌｕｅ）、最大値（ｍａｘｉｍｕｍ  ｖａｌｕｅ）、最小値（ｍｉｎｉｍｕｍ  ｖａｌｕｅ）、四分位値（ｑｕａｒｔｉｌｅ  ｖａｌｕｅ）、標準偏差値（ｓｔａｎｄａｒｄ  ｄｅｖｉａｔｉｏｎ  ｖａｌｕｅ）、最頻値（ｍｏｓｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｔ  ｖａｌｕｅ）など様々な統計的特徴に定義される値のうち１つまたはこれらの値の組み合わせになり得る。つまり、与えられたウィンドウに含まれた全体データのうち平均値及び標準偏差値も代表値として選択することもできる。
【００７４】
＜データの縮約による次元変換＞
次元変換は、データが表現するデータ次元の構造を変更して新たな次元でのデータを表現する過程であって、例えば、周波数領域変換（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、多変量分析（ｍｕｌｔｉｖａｒｉａｔｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）、非線形次元縮小（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｔｙ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）などが含まれることができる。
【００７５】
フーリエ変換（Ｆｏｕｒｉｅｒ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のような周波数領域変換は、時間次元または空間次元で表現されるデータを周波数成分に分解して周波数次元で表現する過程であって、周波数成分に分解されたデータのうち適切な遮断周波数（ｃｕｔｔｉｎｇ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）までのみを含むように制限してデータ縮約を達成することができる。
【００７６】
多変量分析は、多次元空間で表現されるデータを統計的方法で計算して同一のデータを表現できる新たな次元を見付ける過程であって、前記新たな次元に定義される空間で適切な統計的基準に次元の数を制限してデータの縮約を達成することができる。多変量分析は、主成分分析（ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ）、クラスタリング（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ）などが挙げられる。
【００７７】
非線形次元縮小は非線形主成分分析（ｎｏｎｌｉｎｅａｒ  ｐｒｉｎｃｉｐａｌ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ａｎａｌｙｓｉｓ）、微分同相写像次元縮小（ｄｉｆｆｅｏｍｏｒｐｈｉｃ  ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｔｙ  ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）、曲線距離分析（ｃｕｒｖｉｌｉｎｅａｒ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ）など様々なマニホールド学習（ｍａｎｉｆｏｌｄ  ｌｅａｒｎｉｎｇ）を利用して非線形的に次元の数を縮小してデータの縮約を達成することができる。
【００７８】
＜データの縮約によるサンプリングと次元変換との結合＞
サンプリングと次元変換との結合は、サンプリングと次元の変換を順次行なう過程であって、例えば、入力データをサンプリングした後、サンプリングされたデータを次元変換したり、入力データの次元を変換した後、変換された次元で入力データをサンプリングしてデータの数を減らすものであり得る。
【００７９】
図３Ａないし３Ｃは、本発明の実施形態に係るデータ縮約で単一次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【００８０】
図３Ａないし３Ｃでは、時間次元で固定ウィンドウを利用して平均を代表値として選択する時間次元基盤のサンプリングの例を示したものであって、図３Ａはグラフ状の原本データを示し、図３Ｂ及び３Ｃは時間次元基盤のサンプリングに応じて互いに異なるサイズの固定ウィンドウを利用して原本データをサンプリングしたグラフ状の縮約データを示したものである。
【００８１】
図３Ａにおいて、時間次元で原本データが収集される時間間隔をｕｎｉｔ１とするとき、図３Ｂに示した縮約データは５×ｕｎｉｔ１の時間間隔（ｕｎｉｔ２）に設定された固定ウィンドウを利用して原本データをサンプリングしたものであり、図３Ｃは１０×ｕｎｉｔ１の時間間隔（ｕｎｉｔ３）に設定された固定ウィンドウを利用して原本データをサンプリングしたものである。
【００８２】
図４は、本発明の実施形態に係るデータ縮約で複合次元基盤のサンプリングを説明するための図である。
【００８３】
図４は、空間次元と時間次元とから成る複合次元で表現可能な原本データのサンプリングを示したもので、符号４１は互いに異なる場所に設けられた２つのセンサ（ｓｅｎｓｏｒ１、ｓｅｎｓｏｒ２）で一定時間間隔で収集された原本データであって、テーブル形態のセンサデータを示し、符号４３は原本データ４１を空間次元に縮約した縮約データであり、符号４５は原本データ４１を時間次元に縮約した縮約データである。
【００８４】
ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３及びｔ１４は、第１のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ１）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した温度データであり、ｔ２１、ｔ２２、ｔ２３、ｔ２４は第２のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ２）が、Ｔｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した温度データである。
【００８５】
ｈ１１、ｈ１２、ｈ１３及びｈ１４は、第１のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ１）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した湿度データであり、ｈ２１、ｈ２２、ｈ２３及びｈ２４は第２のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ２）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した湿度データである。
【００８６】
ｌ１１、ｌ１２、ｌ１３、ｌ１４は第１のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ１）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３、Ｔｉｍｅ４）でそれぞれ収集した光度データであり、ｌ２１、ｌ２２、ｌ２３、ｌ２４は、第２のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ２）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した光度データである。
【００８７】
ｖ１１、ｖ１２、ｖ１３及びｖ１４は第１のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ１）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した電圧データであり、ｖ２１、ｖ２２、ｖ２３及びｖ２４は第２のセンサ（ｓｅｎｓｏｒ２）がＴｉｍｅ１、Ｔｉｍｅ２、Ｔｉｍｅ３及びＴｉｍｅ４でそれぞれ収集した電圧データである。
【００８８】
このように、原本データは互いに異なる場所に設けられた２つのセンサ（ｓｅｎｓｏｒ１、ｓｅｎｓｏｒ２）が一定時間間隔で収集したデータであるので、空間次元と時間次元とから成る複合次元で表現することができる。
【００８９】
このようなセンサデータに複合次元基盤のサンプリングプロセスを適用すると、複合次元で表現される原本データは、空間次元で表現される縮約データ及び／または時間次元で表現される縮約データに縮約されることができる。例えば、ｔ１１とｔ２１のうちいずれか１つを代表値として選択したり、ｈ１１とｈ２１のうちいずれか１つを代表値として選択することは複合次元で表現される原本データを空間次元で表現されるデータに縮約することである。ｔ１１とｔ１２のうちいずれか１つを代表値として選択したり、ｈ１１とｔ１２のうちいずれか１つを代表値として選択することは複合次元で表現されるデータを時間次元で表現されるデータに縮約することである。
【００９０】
図５は、本発明の他の実施形態に係るデータ縮約で複合次元基盤のサンプリングを説明するための図であり、所定の空間に設けられたセンサの位置と意味を考慮した複合次元のデータ縮約を図式的に示したものである。
【００９１】
図５で矩形ボックスを指す符号５１、５３及び５５は、センサが設けられた所定の空間を指し、各空間（５１、５３、５５）内で円内に表記された数字はセンサを識別する番号である。
【００９２】
図５は、各空間に設けられたセンサが、３つのＣＡＳＥにグループ化された状態が示される。
【００９３】
ＣＡＳＥ１は、空間５１内で同一の空間に設けられたセンサをグループ化し、各グループに属するセンサで測定した値のうちいずれか１つの代表値を選択する方法でデータを縮約するものである。
【００９４】
ＣＡＳＥ２は、空間５３内で同一の種類のセンサをグループ化し、各グループに属するセンサで測定した値のうちいずれか１つの代表値を選択する方法でデータを縮約するものである。
【００９５】
ＣＡＳＥ３は特別な意味を持つ基準でセンサをグループ化し、各グループに属するセンサで測定した値のうちいずれか１つの代表値を選択する方法でデータを縮約するものである。ＣＡＳＥ３にセンサをグループ化する基準は、中央を基準にした左の領域と右の領域とに区分したものである。
【００９６】
以下、メタ最適化機で設定した縮約基準情報、学習基準情報及び知識増強基準情報について詳細に説明する。
【００９７】
上述したように、メタ最適化機１０は入力データのスキーマ情報を参照して縮約基準情報、学習基準情報、及び知識増強基準情報を設定する。
【００９８】
スキーマ情報（ｓｃｈｅｍａ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）は、入力データとともに提供されるメタデータまたは入力データの特定の領域に保存されたメタデータを分析して獲得したり、ユーザーの入力から獲得することができる。
【００９９】
前記スキーマ情報は、縮約基準情報、学習基準情報、知識増強基準情報を含むように構成されることができる。スキーマ情報の内容は、予め定められた規則に応じて叙述されたり、またはオントロジーのような構造化された知識で表現される知識辞書の形式で叙述されることができる。
【０１００】
＜縮約基準情報＞
縮約基準情報は、データ次元に関する情報とデータ縮約に関する情報とを含む。データ縮約に関する情報は、周期的サンプリングのための基準情報、非周期的サンプリングのための基準情報、固定ウィンドウサンプリングのための基準情報、ムービングウィンドウサンプリングのための基準情報のうち少なくとも１つの情報を含むように構成されることができ、サンプリング基準に関係なく適用される共通基準情報をさらに含むことができる。
【０１０１】
周期的サンプリングに関する基準情報は、データ次元でウィンドウの位置を設定するためのウィンドウ間の間隔情報、及び代表値を選択するためのウィンドウのサイズ情報を含むことができる。
【０１０２】
非周期的サンプリングに関する基準情報は、非周期的にウィンドウを選択するための条件情報、及び代表値を選択するためのウィンドウのサイズ情報を含むことができる。
【０１０３】
固定ウィンドウサンプリングに関する基準情報は、データ次元で多数のウィンドウが互いに重複しないように与えられるウィンドウのサイズ情報を含むことができる。
【０１０４】
ムービングウィンドウサンプリングに関する基準情報は、データ次元で互いに重複するウィンドウの位置を設定するための間隔情報及び代表値を選択するためのウィンドウのサイズ情報を含むことができる。
【０１０５】
前記サンプリング基準に関係なく適用される共通基準情報は、ウィンドウのサイズで代表値を選択するための基準情報を含むことができる。
【０１０６】
＜学習基準情報＞
本発明では、学習モデルの性能または学習結果の信頼度（または正確性）は、データ縮約の適切性を評価するための指標として使用される。
【０１０７】
学習基準情報は縮約データで学習モデルを学習する過程において、学習の反復を制限する早期終了条件（ｅａｒｌｙ  ｓｔｏｐ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）、収斂推移条件（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ  ｔｒｅｎｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）などを含むことができ、学習の性能を計算するための学習信頼度条件（ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ  ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）などをさらに含むことができる。
【０１０８】
学習信頼度の条件は、学習性能評価だけではなく学習の反復を制限する条件として使用することもできる。
【０１０９】
学習モデルの特性に応じて異なる学習基準の選択は、スキーマ情報によって決定されるので、学習基準は多様に構成することができる。従って、本発明では学習基準は限定しない。
【０１１０】
学習の対象となるデータ、つまり、学習データは訓練データ（ｔｒａｉｎ  ｄａｔａｓｅｔ）、検証データ（ｖａｌｉｄａｔｉｏｎ  ｄａｔａｓｅｔ）、テストデータ（ｔｅｓｔ  ｄａｔａｓｅｔ）を含むことができる。
【０１１１】
訓練データは、学習モデルを訓練するために使用することができる。検証データは、適切なデータ縮約を選択するために使用することができる。テストデータは、選択されたデータ縮約の有効性または適切性を判断するために使用することができる。訓練データと検証データは同一のデータであり得る。
【０１１２】
早期終了条件と収斂推移条件は、学習の反復によって学習モデルを最適化する学習過程で暗記効果（ｍｅｍｏｒｉｚａｔｉｏｎ  ｅｆｆｅｃｔ）を防止するために使用する正規化（ｒｅｇｕｌａｒｉｚａｔｉｏｎ）の一形態であって、学習結果が予め指定した学習信頼度の条件を満たす前に行なうことのできる反復学習の範囲を制限する。
【０１１３】
前記学習信頼度は、分類モデル（ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）で主に使用される精密度（ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）、正確度（ａｃｃｕｒａｃｙ）、ＡＵＣ（ａｒｅａ  ｕｎｄｅｒ  ｃｕｒｖｅ）などの指標、回帰モデル（ｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）で主に使用されるＲＭＳＥ（ｒｏｏｔ  ｍｅａｎ  ｓｑｕａｒｅｄ  ｅｒｒｏｒ）、ＭＡＥ（ｍｅａｎ  ａｂｓｏｌｕｔｅ ｅｒｒｏｒ）、ＲＡＥ（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ａｂｓｏｌｕｔｅ  ｅｒｒｏｒ）、ＲＳＥ（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｓｑｕａｒｅ  ｅｒｒｏｒ）、決定係数（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  ｏｆ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ）などの指標、クラスタリングモデル（ｃｌｕｓｔｅｒｉｎｇ ｍｏｄｅｌ）で主に使用するクラスターの結集図（ｃｏｍｐａｃｔｎｅｓｓｏｆ  ａ  ｃｌｕｓｔｅｒ）、クラスター中心までの最大距離（ｍａｘｉｍａｌ  ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｔｏ  ｃｌｕｓｔｅｒ  ｃｅｎｔｅｒ）、クラスター間の距離（ｄｉｓｔａｎｃｅ  ｂｅｔｗｅｅｎ  ｃｌｕｓｔｅｒｓ）などの指標を利用したり組み合わせて様々な方法で計算することができる。
【０１１４】
前記データ縮約の適切性は学習過程や学習結果が学習基準で定められた条件を満たしているかどうかによって評価することができる。早期終了条件や収斂推移条件は学習反復を制限するために使用するので、学習結果や学習過程が予め定めた学習信頼度条件を満たしていない状態での学習結果や学習過程が早期終了条件や収束推移条件を満たす状況が発生すれば、学習過程は自動的に終了する。
【０１１５】
学習が終了する場合、データ縮約は適切でないものと判定することができ、適切なデータ縮約が可能なように縮約基準情報の変動を基に反復学習が行なわれることができる。
【０１１６】
学習の反復が早期終了条件や収斂推移条件を満たしてはいないが学習信頼度条件を満たすと、学習過程は自動的に終了する。このような状況で、学習過程が終了する場合、データ縮約は適切なものと判定することができる。学習結果は学習履歴として保存される。
【０１１７】
保存される学習履歴は、継続的学習過程で発生する情報、例えば、入力データ、スキーマ情報、縮約基準情報、縮約データ情報、学習基準情報、学習データ情報、学習モデル情報、学習結果情報、知識増強基準情報などを含むことができる。
【０１１８】
データ縮約が適切なものと判定され、知識増強基準を満たすと、縮約基準情報を最適化する知識増強プロセスが行なわれる。
【０１１９】
＜知識増強基準情報＞
本発明において知識増強基準情報は、縮約基準情報を更新するための基準及び条件を定義する。
【０１２０】
知識増強基準情報は、学習基準の制限（または反復学習基準）、縮約基準の変動、履歴累積基準などを含むことができる。知識増強基準情報が縮約基準の変動情報と反復学習基準情報を必ずしも含むものではなく、必要な場合には履歴累積基準情報のみを含むように構成されることができる。
【０１２１】
前記反復学習基準情報は、データ縮約基準を最適化するための知識増強過程で満たさなければならない学習基準の要素を明示したものである。
【０１２２】
前記縮約基準の変動情報は、縮約基準を変動できる要素と範囲を明示したものである。
【０１２３】
前記履歴累積基準は縮約基準情報を最適化するための知識増強を行なう前に満たさなければならない条件を明示したもので、学習履歴累積条件、縮約基準の変動条件などを含むことができ、これらの条件を満たしていない場合には、縮約基準情報を最適化するための知識増強は行なわれない。
【０１２４】
図６Ａは、本発明の一実施形態に係るスキーマ情報に含まれる縮約基準情報のデータ構造を示す図である。
【０１２５】
図６Ａを参照すると、縮約基準情報のデータ構造は、例えば、５つのフィールド（Ｆ１〜Ｆ５）を含むことができる。第１のフィールド（Ｆ１）には、ＤＲ-ＩＤのような縮約基準情報の識別子が記録されることができる。第２のフィールド（Ｆ２）には、データ次元を示す情報が記録されることができる。第３のフィールド（Ｆ３）には、データ縮約に使用されるウィンドウの種類を示す情報が記録されることができる。第４のフィールド（Ｆ４）には、ウィンドウのサイズを示す情報が記録されることができる。第５のフィールド（Ｆ５）には、代表値を選択するための基準を示す情報が記録されることができる。代表値の選択基準は、代表値の属性、代表値の種類、代表値の選択方法または代表値の計算方法に関する情報であり得る。フィールドの順序は、設計に応じて多様に変更することができる。
【０１２６】
第１のフィールド（Ｆ１）に「ＤＲ００１」、第２のフィールド（Ｆ２）に「時間」、第３のフィールド（Ｆ３）に「固定ウィンドウ」、第４のフィールド（Ｆ４）に「１０分」及び第５のフィールド（Ｆ５）に「平均」が記録された場合、縮約基準情報はＤＲ００１と識別され、時間次元でウィンドウサイズが１０分である固定ウィンドウを利用して選択した平均値を代表値として選択する縮約規則を定義する。
【０１２７】
図６Ｂは、本発明の一実施形態に係るスキーマ情報に含まれた学習基準情報のデータ構造を示す図である。
【０１２８】
図６Ｂを参照すると、学習基準情報のデータ構造は、５つのフィールドを含むことができる。第１のフィールド（Ｆ１）には、「ＬＣ−ＩＤ」のような学習基準情報の識別子（ＬＣ−ＩＤ、Ｌｅａｒｎｉｎｇ  Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ−ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）が記録される。第２のフィールド（Ｆ２）には、学習信頼度を計算するために使用されるデータの種類に関する情報が記録される。第３のフィールド（Ｆ３）には、学習信頼度条件に関する情報が記録されることができる。第４のフィールド（Ｆ４）には、学習信頼度を計算する基準に関する情報が記録されることができる。ここで、学習信頼度を計算する基準は、学習信頼度の計算方法に関する情報であり得る。第５のフィールド（Ｆ５）には、学習の早期終了条件に関する情報が記録されることができる。
【０１２９】
第１のフィールドに「ＬＣ００１」、第２のフィールドに「検証データ」、第３のフィールドに「５％以下」、第４のフィールドに「平均二乗根誤差（Ｒｏｏｔ  Ｍｅａｎ  Ｓｑｕａｒｅ  Ｅｒｒｏｒ；ＲＭＳＥ）」、第５のフィールドに「２，０００回以上」が記録された場合、学習基準情報は「ＬＣ００１」と識別され、検証データを利用して学習信頼度を計算し、学習過程で学習信頼度のＲＭＳＥが５％以下であるか、学習の反復回数が２，０００回以上の場合には学習を中断する規則を定義する。
【０１３０】
一方、上記の例において、学習基準情報は学習過程で学習の反復回数が２，０００回未満であり、検証データを利用して計算した学習信頼度のＲＭＳＥ値が５％よりも小さい値に到達すると、学習基準を満たしたものと判断する規則に定義することもできる。
【０１３１】
他方、上記の例において、学習基準情報は、学習の反復回数が２，０００回を超える瞬間にＲＭＳＥ値が５％以上であれば、学習信頼度が学習基準を満たしていないものと判断する規則に定義することができる。
【０１３２】
図６Ｃは、本発明の一実施形態に係るスキーマ情報に含まれる知識増強基準情報のデータ構造を示す図である。
【０１３３】
図６Ｃを参照すると、知識増強基準情報は反復学習基準情報６１、縮約基準変動情報６３及び履歴累積基準情報６５を含むことができる。
【０１３４】
＜反復学習基準情報６１＞
反復学習基準情報６１のデータ構造は、３つのフィールド（Ｆ１〜Ｆ３）を含むことができる。第１のフィールド（Ｆ１）には、「ＫＡ−ＩＤ１」のような反復学習基準情報の識別子（Ｋｎｏｗｌｅｄｇｅ  Ａｕｇｍｅｎｔａｔｉｏｎ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ）が記録され、第２のフィールド（Ｆ２）には、制限しようとする学習基準情報の識別子（ＬＣ−ＩＤ）が記録され、第３のフィールド（Ｆ３）には縮約基準の変動回数が記録されることができる。
【０１３５】
縮約基準変動に係る学習の反復回数が５回以下の場合には、反復学習基準情報６１は、ＬＣ−ＩＤに識別される学習基準情報で制限する条件（例えば、学習の反復回数が２，０００回以下であり、ＲＭＳＥが５％未満の条件）を満たしていなければ、縮約基準を変動して反復学習を行うことができるが、これらの縮約基準変動回数が５回までに許す規則を定義する。つまり、反復学習基準情報６１で定義する規則は、縮約基準を５回変動する過程で学習結果が学習基準情報で制限する条件が満たされると、その学習結果を学習履歴として保存し、縮約基準の変動を終了するが、縮約基準を５回変動するまでに学習結果が学習基準情報で制限する条件を満たしていなければ、その学習結果を学習履歴として保存しないことを規定したものである。ここで、保存される学習履歴は、継続的学習過程で発生する情報、例えば、入力データ情報、スキーマ情報、学習モデル情報、縮約基準情報、学習基準情報、学習データ情報、学習モデル情報、学習結果情報、知識増強基準情報などを含むことができる。
【０１３６】
＜縮約基準変動情報６３＞
縮約基準変動情報６３のデータ構造は、５つのフィールド（Ｆ１〜Ｆ５）を含むことができる。第１のフィールド（Ｆ１）には、変動対象に該当する縮約基準情報の識別子（ＤＲ−ＩＤ）が記録されることができ、第２のフィールド（Ｆ２）には、前記識別子（ＤＲ−ＩＤ）によって識別される縮約基準情報内で変動される変動要素に関する情報が記録されることができ、第３のフィールド（Ｆ３）には、第２のフィールド（Ｆ２）に記録された変動要素の変動範囲に関する情報が記録されることができ、第４のフィールド（Ｆ４）には、前記変動範囲内で特定される変動基準に関する情報が記録されることができ、第５のフィールド（Ｆ５）には、前記変動基準を任意で変動させる規則に関する情報が記録されることができる。
【０１３７】
例えば、変動要素が固定ウィンドウのサイズであり、変動範囲が０．５倍、１．０倍及び１．５倍を含み、変動基準が１０分であり、任意性規則が１０分の３０．０％である場合には、縮約基準変動情報６３は１０分の固定ウィンドウのサイズを５分、
１０分、１５分の固定ウィンドウに拡張または縮小し、１０分の３０％範囲内で固定ウィンドウのサイズを任意に変更する縮約基準の変動を規定したものである。
【０１３８】
固定ウィンドウのサイズを任意に変更するために、様々なウィンドウを設定するためにランダム関数を利用したり、交配及び突然変異過程によって任意性を発生させる遺伝子アルゴリズムが活用されることができる。
【０１３９】
これにより、ウィンドウのサイズを［３分、１０分、１７分］、［７分、１３分、１５分］、［５分、９分、１６分］などで多様に自動設定することができる。
【０１４０】
＜履歴累積基準情報６５＞
反復学習基準の規則による実行が完了すると、履歴累積基準の規則による実行が開始される。
【０１４１】
履歴累積基準情報６５は、学習履歴の累積基準を定義する規則で学習累積と知識増強を開始するための縮約基準変動を定義する。
【０１４２】
履歴累積基準情報６５のデータ構造は、３つのフィールド（Ｆ１〜Ｆ３）を含むことができる。第１のフィールド（Ｆ１）には、「ＫＡ−ＩＤ２」のような履歴累積基準情報の識別子が記録されることができ、第２のフィールド（Ｆ２）には、学習履歴の累積回数に関する情報が記録されることができ、第３のフィールド（Ｆ３）には、知識増強を行なうための縮約基準の変動回数が記録されることができる。
【０１４３】
学習結果を履歴として保存するための累積回数が１５回以上であり、知識増強を行うための縮約基準の変動回数が６回以上であれば、学習履歴が保存される度に縮約基準情報を最適化するための知識増強が行なわれる。しかし、学習履歴の累積または縮約基準変動のうちいずれか１つでも満たしていなければ、知識増強は行なわれない。
【０１４４】
図７は、本発明に一実施形態に係るスキーマ情報をオントロジーに表現したものである。
【０１４５】
図７に示したオントロジーは縮約基準情報をオントロジーに表現したものである。本発明で例示した規則または構造化された知識は、様々な方法で設定が可能であり、本発明で示した例に限定しない。
【０１４６】
図８は、本発明の第２の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置を示したブロック図である。
【０１４７】
図８を参照すると、本発明の第２の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は、メタ最適化機１０と、縮約機２０と、学習機３０、評価機４０及びメタデータストア５０を含む。
【０１４８】
前記メタデータストア５０は学習履歴情報を保存し、学習履歴情報は継続的学習過程で発生する情報、すなわち、前記メタ最適化機１０と縮約機２０と学習機３０及び評価機４０で入出力される全ての情報を含み、例えば、入力データ情報、スキーマ情報、学習モデル情報、縮約基準情報、縮約データ情報、学習基準情報、学習データ情報、学習モデル情報、学習結果情報、知識増強基準情報などを含む。
【０１４９】
一方、前記メタ最適化機１０と縮約機２０と学習機３０及び評価機４０は、相互連動のために学習履歴情報を入出力する過程において、前記メタデータストア５０を活用することができる。例えば、メタ最適化機１０がスキーマ情報から抽出したり、ユーザーの入力に応じて提供された縮約基準情報、学習基準情報、知識増強基準情報をメタデータストア５０に保存し、続いて縮約機２０にメタデータストア５０の保存位置に関する情報を伝達すれば、縮約機２０は前記縮約基準情報を前記メタデータストア５０から読み込み、入力されたデータの次元を前記縮約基準情報に応じて縮約することができる。
【０１５０】
また、前記縮約機２０が縮約データを前記メタデータストア５０に保存すれば、学習機３０が前記保存された縮約データをメタデータストア５０から読み込んで学習データで構成して機械学習を行なうことができる。
【０１５１】
同様に、学習機３０も学習結果情報を、前記メタデータストア５０に保存すれば、評価機４０は前記メタデータストア５０から学習結果情報を読み込んで、学習結果が学習基準を満たしているかどうかを判断することができる。
【０１５２】
最終的に、メタ最適化機１０は評価機４０の判断結果に基づいて縮約基準情報の更新または知識増強を行うことができる。
【０１５３】
上述した第２の実施形態によると、データメタスケーリング装置は学習履歴情報を累積し、累積された学習履歴情報を保存し、知識増強基準を満たすように学習履歴情報が十分に保存されると、学習履歴を分析して最適の縮約基準を見付けてスキーマ情報を自動更新する。このような過程によって継続的学習を構成する手順を自動化することができ、持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【０１５４】
図９は、本発明の第３の実施形態に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置を示したブロック図である。
【０１５５】
図９を参照すると、本発明の第３の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は、メタ最適化機１００、多数の縮約機（２００：１、２、・・・、Ｎ）、多数の学習機（３００：１、２、・・・、Ｍ）、評価機４００及びメタデータストア５００を含む。
【０１５６】
本発明の第３の実施形態に係るデータメタスケーリング装置は、１つの縮約機と１つの学習機とを備える図１及び８の実施形態とは異なり、多数の縮約機と多数の学習機を備えることにより、多数の学習機が多数の縮約機２００によって縮約された多数のデータの学習を並列に処理することができる。
【０１５７】
このとき、前記メタ最適化機１００は多数の縮約機２００にそれぞれ提供する前記多数の縮約基準情報を設定するために、複合次元のデータ縮約機１１０を含むことができる。
【０１５８】
前記複合次元のデータ縮約機１１０は、データの属性を表現できる様々な次元で定義される様々な縮約単位が組み合わせられた多数の縮約基準情報を含む縮約基準情報集合を設定する。
【０１５９】
具体的に、前記複合次元のデータ縮約機１１０はデータを表現できる様々な次元の縮約単位を遺伝子アルゴリズムを利用し組み合わせて縮約基準情報集合（縮約基準情報１ないし縮約基準情報Ｎ）を設定する。
【０１６０】
前記縮約基準情報１ないし縮約基準情報Ｎは、多数の縮約機２００に提供され、前記多数の縮約機２００のそれぞれは、各自の縮約基準情報に応じて入力されたデータを縮約する。ここで、多数の縮約機２００に入力されたデータは同一であるが、適用された縮約基準情報が異なるので、前記多数の縮約機２０から出力される縮約データは互いに異なる。
【０１６１】
互いに異なる縮約基準情報に応じて縮約された縮約データは、多数の学習機３００にそれぞれ提供される。前記多数の学習機３００は、互いに異なる学習モデルで構成され、互いに異なる多数の縮約基準情報に応じて縮約された縮約データを学習する。つまり、多数の学習機（１、２、・・・、Ｍ）が前記縮約基準情報１に応じて縮約された縮約データに対して並列学習を行い、前記並列学習は多数の学習機（１、２、・・・、Ｍ）が縮約基準情報Ｎに応じて縮約された縮約データＭの並列学習を完了するまで行なわれる。従って、多数の学習機（１、２、・・・、Ｍ）は、Ｎ＊Ｍ個の学習結果を評価機４００に提供する。
【０１６２】
一方、多数の学習機（１、２、・・・、Ｍ）は、１つの共通した学習基準情報に基づいて互いに異なる多数の縮約基準情報に応じて縮約された多数の縮約データに対して学習を並列的に行なうことができるが、縮約データ毎に互いに異なる学習基準情報に基づいて学習を並列的に行なうこともできる。この場合、メタ最適化機１００は互いに異なる学習基準情報を設定するように構成されることができる。
【０１６３】
評価機４００は、Ｎ＊Ｍ個の学習結果に対する学習信頼度が学習基準を満たしているかどうかを判断する。このとき、学習モデルと縮約データの様々な組み合わせによって学習結果の信頼度は、互いに異なる値を持って学習モデルの特性（例えば、ハイパーパラメータ）も互いに異なり得る。
【０１６４】
評価機４００は、前記多数の学習機３００から提供される学習結果の学習信頼度が学習基準を満たしているかどうかを判断し、メタ最適化機１００は、評価機４０の判断結果に基づいて多数の縮約基準情報の全部または一部を更新する。
【０１６５】
学習結果の学習信頼度が学習基準を満たしていない場合には、メタ最適化機１００は知識増強基準情報に基づいて縮約基準情報を更新する。学習結果の学習信頼度が学習基準を満たしている場合、メタ最適化機１００は学習結果を学習履歴として自動的に保存する過程によって知識増強プロセスを開始する。
【０１６６】
メタ最適化機１００は、知識増強基準を満たすように学習履歴が十分に保存された後、学習履歴を分析して縮約基準を最適化するプロセスを行なう。このような過程によって継続的学習を構成する手順を自動化することができ、持続的な知識増強によってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【０１６７】
図１０は、図１に示したデータメタスケーリング装置を交通情報予測シナリオに適用する例を説明するための図である。
【０１６８】
図１０を参照すると、交通情報予測シナリオに適用できる縮約基準情報の例は、時間に定義されるデータ次元、固定ウィンドウに定義されるウィンドウの種類、１０分に定義されるウィンドウのサイズ、平均に定義される代表値の選択基準を含むことができる。前記縮約基準情報は、時間次元でウィンドウサイズ１０分の固定ウィンドウを対象に平均を求めた結果を代表値として選択して交通データを縮約する規則を意味する。
【０１６９】
交通情報予測シナリオに適用できる学習基準情報の例は、検証データに定義されるデータの種類、０．１５％以下に定義される学習信頼度の条件、ＲＭＳＥに定義される学習信頼度の計算基準、２，０００回以上に定義される早期終了条件を含むことができる。前記学習基準情報は、交通予測モデルに対して検証データを利用して学習信頼度を計算し、学習過程で学習信頼度のＲＭＳＥが０．１５％よりも以下であるか、学習の反復回数が２，０００回を超える場合には学習を中断する規則を意味する。
【０１７０】
交通情報予測シナリオに適用される知識増強基準情報は、５回以内の縮約基準の変動回数、ウィンドウサイズに定義される変動要素、５分、１０分、１５分に定義される変動範囲、１５回以上に定義される学習累積回数、６回以上の縮約基準変動回数に定義される知識増強開始条件を含むことができる。前記知識増強基準情報は、縮約基準情報の変動に基づく学習を５回以内で反復し、固定ウィンドウサイズは、［５分、１０分、１５分］の３種類を設定し、学習結果を履歴として保存した累積回数が１５回以上であり、縮約基準変動の回数が６回以上であれば、学習結果を履歴として保存する度に縮約基準情報を最適化する知識増強が行なわれる規則を意味する。
【０１７１】
メタ最適化機１０は、交通情報予測シナリオに適用される縮約基準情報を縮約機２０に提供する。縮約機２０は、時間次元で５分、１０分及び１５分のウィンドウを利用して代表値を選択する縮約プロセスを行なう。学習機３０は、縮約機２０によって縮約されたデータに対して学習を行なう。評価機４０は、学習機３０の学習結果が学習基準情報に規定した学習基準を満たしているかどうかを判断する。例えば、１０分単位の縮約で学習信頼度のＲＭＳＥが０．１３％である場合には、ＲＭＳＥが０．１５％よりも小さい規則を満たすので、その学習結果は履歴として保存され、知識増強基準情報の規則に基づく実行は完了する。
【０１７２】
一方、交通情報予測シナリオに適用するスキーマ情報は、データ次元が空間次元や意味次元である場合の縮約基準情報を含むことができる。例えば、空間次元の縮約基準情報に関連して、縮約機２０は通行速度が測定された道路地点の属する行政区域（例えば、市／郡／区）または用途地域（例えば、住居地域、中心商業地域など）のような空間単位に交通データを縮約し、空間単位に縮約された縮約データを利用して予測モデルを算出することもできる。
【０１７３】
詳細には、メタ最適化機１０は隣接する道路の交通量を考慮するために、特定のブロック内にある道路で測定された車両の速度データに対する縮約基準情報を設定することができる。この場合、特定の地点の通行速度を予測するために、特定の地点の属する行政区域の交通量を測定したデータだけではなく、隣接した行政区域の交通量を測定したデータもさらに活用することもできる。この場合、縮約基準情報は、（データ次元：空間）、（ウィンドウ種類：固定ウィンドウ）、（ウィンドウサイズ：３ブロック）、（代表値の選択基準：平均速度）の規則を設定することができる。この規則は、空間次元で３ブロックの固定ウィンドウを利用して平均速度を代表値として選択するデータ縮約プロセスを意味する。
【０１７４】
また、メタ最適化機１０は、意味情報と時間情報とを結合した縮約基準情報を設定することができる。この場合、縮約基準情報は、（データ次元：空間）、（縮約位置：鍾路区）、（ウィンドウサイズ：商業地区）、（データ次元：時間）、（縮約範囲：０８：００〜０９：３０）、（ウィンドウの種類：固定ウィンドウ）、（ウィンドウサイズ：１０分）、（代表値の選択基準：平均速度）を含むことができる。この規則は、鍾路区に属する商業地区という意味次元に定義される空間で０８：００〜０９：３０の時間ウィンドウに対して１０分の固定ウィンドウに平均速度を代表値として選択するデータ縮約プロセスを意味する。
【０１７５】
図１に示したデータメタスケーリング装置の他の適用例として、図１に示したデータメタスケーリング装置は電力需要予測サービスに適用することもできる。
【０１７６】
縮約基準を適切に設定してエネルギー使用量の欠損値除去（ｍｉｓｓｉｎｇ  ｖａｌｕｅ  ｒｅｍｏｖａｌ）及びノイズ除去（ｎｏｉｓｅ  ｒｅｍｏｖａｌ）に
よる良質のエネルギー使用量データを生成することができる。
【０１７７】
エネルギー需要管理のために電力エネルギーを消費する冷暖房装置及び照明機器の電力使用量データが一定時間間隔毎に測定して、今後特定の時点のエネルギー需要予測のための正確な学習モデルを作成する必要がある。このとき、個々の機器から測定された電力使用量は、気象変化及び特定のイベント開催などの外部要因によって不規則な使用パターンを示す場合が多いだけではなく、装備異常及びユーザーのデータ公開拒否などに因り欠損値が存在することもある。
【０１７８】
そこで、本発明のデータ縮約を利用する場合、データ縮約単位変換によって測定データの一部欠損値の除去及びノイズ除去も可能である。
【０１７９】
例えば、縮約基準情報が（データ次元：空間）、（縮約位置：研究棟）、（ウィンドウサイズ：３階）、（データ次元：時間）、（縮約範囲：０８：００〜１９：００）、（ウィンドウ種類：固定ウィンドウ）、（ウィンドウサイズ：１０分）、（代表値の選択基準：最大電力使用量）を含むとき、前記縮約基準情報は研究棟（ｒｅｓｅａｒｃｈ  ｂｕｉｌｄｉｎｇ）の３階という意味次元に定義される空間で０８：００〜１９：００の時間ウィンドウに対して１０分の固定ウィンドウに定められた範囲内で最大電力使用量を代表値として選択するデータ縮約プロセスを意味する。
【０１８０】
メタ最適化機１０は、電力需要予測サービスに適用される縮約基準の情報を縮約機２０に提供し、縮約機２０は前記縮約基準情報に基づいてデータ縮約を施し、学習機３０は与えられた電力需要予測モデルへの学習を行い、評価機４０は学習結果情報が学習基準を満たしているかどうかを判断する。このとき、学習結果情報による学習結果が学習基準を満たした場合の学習結果は履歴として保存され、知識増強基準情報による実行は完了する。
【０１８１】
図１に示したデータメタスケーリング装置のまた他の適用例として、図１に示したデータメタスケーリング装置は風力発電システムの発電効率の最適化に適用されることができる。
【０１８２】
この適用例では、風向と風速の変化に応じて風力発電機のブレード羽根の角度調節タイミングを最適化することができるように、発電量データを保存するための適切な縮約基準を設定する必要がある。このとき、風向と風速は微気象風予測モデル（ｍｉｃｒｏ−ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ  ｗｉｎｄ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）を利用して予測が可能である。微気象風予測モデルは、数値予測モデル（ｎｕｍｅｒｉｃａｌ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）、機械学習予測モデル（ｍａｃｈｉｎｅ  ｌｅａｒｎｉｎｇ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｍｏｄｅｌ）、そして数値予測モデルと機械学習予測モデルとを融合したハイブリッドモデル（ｈｙｂｒｉｄ  ｍｏｄｅｌ）など様々なモデルを適用することができる。
【０１８３】
予測される風向と風速の変化によるブレード羽根の角度調節のために、様々な戦略及びモデルが存在しており、本発明では前記戦略とモデルを制限しない。
【０１８４】
メタスケーリング装置は、風力発電システムの発電効率の最適化に適用される例において、メタ最適化機１０は風力発電量に関する縮約基準情報を縮約機２０に提供し、縮約機２０は前記縮約基準情報に基づいてデータの縮約を行い、学習機３０は縮約されたデータを利用して与えられた風力発電量予測モデルへの学習を行い、評価機４０は学習機３０の学習結果が学習基準を満たしているかどうかを判断する。このとき、学習結果が学習基準を満たした場合の学習結果は履歴として保存され、知識増強基準情報の規則による実行は完了する。
【０１８５】
本発明では、知識増強基準情報による規則に基づいて学習履歴を累積して保存し、知識増強基準情報による規則を満たすように学習履歴が十分に保存されると、学習履歴を分析して縮約基準を最適化し、スキーマ情報に最適化された縮約基準情報を追加してスキーマ情報を自動更新する過程によって継続的学習を実現する。
【０１８６】
以下では、スキーマ情報を更新するために、最適の縮約基準を見付ける過程について説明する。
【０１８７】
図１１Ａないし１１Ｃは、本発明の一実施形態に係る最適の縮約基準を見付ける知識増強プロセスを図式的に示した図であり、図１１Ａは１つのデータ次元で様々なウィンドウサイズに基づいて学習機が学習した履歴を保存した結果を２次元の形態に示したものであり、図１１Ｂは２つのデータ次元で様々なウィンドウサイズに基づいて学習機が学習した履歴を保存した結果を３次元の形態に示したものである。図１１Ｃは保存された学習履歴を利用して最適のウィンドウサイズを見付けて縮約基準情報を最適化する過程を示したものである。
【０１８８】
図１１Ａでは、水平軸と垂直軸とに定義される平面で様々なサイズを含む多数の円が示され、それぞれの円は学習結果の信頼度を意味する。ここで、学習結果は周期的に反復される事件（ｅｖｅｎｔ）をセンシングしたセンシングデータを学習した結果である。
【０１８９】
学習結果の信頼度は円のサイズと関連する。例えば、円のサイズが大きければ大きいほど、学習の信頼度（または正確度）は高い。
【０１９０】
各円の中心は、水平軸上で周期による相対的な位置に表現され、垂直軸上で縮約基準情報によるウィンドウサイズに応じた位置に表現される。つまり、水平軸は任意のデータ次元で反復される事件のセンシング周期に応じて収集されるセンシング値を表現したもので、水平軸の範囲は「Ｄ１０」と表示される最小値と「Ｄ２０」と表示される最大値に定義される。
【０１９１】
垂直軸は縮約基準情報に応じてデータ縮約プロセスで使用するウィンドウサイズを表現したもので、垂直軸の範囲は「０」と表示される最小値と「５０」と表示される最大値に定義される。
【０１９２】
図１１Ａにおいて、任意のデータ次元でセンシング値がＤ１５であり、ウィンドウサイズが２５で大概学習結果の信頼度が最も高いものと仮定する。
【０１９３】
本発明では、学習結果の信頼度をデータ縮約の適切性を評価するための指標として使用するので、図１１Ａにおいてセンシング値がＤ１５のときに最適のデータ縮約を提供するウィンドウサイズは２５であると評価することができる。このとき、最適のデータ縮約条件に対する評価は１つの次元に限定されず、図１１Ｂに示すように学習履歴が保存された全てのデータ次元に対して最適のデータ縮約を評価することができる。
【０１９４】
１つのデータ次元に対する最適のデータ縮約条件は、図１１Ａで「知識増強区間」に例示した領域に対して、図１１Ｃに例示した最適化評価によって、最適のデータ縮約条件を見付けることができる。すなわち、図１１Ａで「知識増強区間」に例示した領域に含まれた全体学習履歴を抽出して、図１１の（ｃ）に例示したように整列することができる。
【０１９５】
図１１Ｃの水平軸は図１１Ａの垂直軸と同一である。すなわち、図１１Ｃの水平軸はウィンドウサイズを示す。図１１Ｃの垂直軸はＲＭＳＥに示された学習結果の信頼度（または正確度）を意味する。
【０１９６】
図１１Ａで「知識増強区間」に例示した領域に含まれた全体学習履歴に対して、ＲＭＳＥのサイズを考慮して２次元曲線でフィッティング（ｆｉｔｔｉｎｇ）をすると、データ縮約のためのウィンドウの最適条件を評価することができる、すなわち、図１１Ｃで最初に設定した縮約基準５０でのウィンドウサイズは２０であるが、学習履歴を利用してフィッティングした最適の縮約基準での最適のウィンドウサイズは１８になる。
【０１９７】
メタ最適化機１０は学習履歴を利用した最適のデータ縮約条件への評価を行い、前記評価を利用してウィンドウサイズを１８に設定した新たな縮約基準情報をスキーマ情報に追加する。前記スキーマ情報の追加過程において、ユーザーの介入やユーザーによる入力を必要としないので、スキーマ情報を自動更新する継続的学習が施される。
【０１９８】
本発明による継続的学習のためのデータメタスケーリング装置及び方法では、知識増強基準を満たすように学習履歴が十分に保存された以降には、新たな学習履歴が保存される度に図１１Ａないし１１Ｃを参照して説明した知識増強プロセスに応じて持続的な縮約基準の最適化を行うことができる。
【０１９９】
このように、スキーマ情報に含まれている縮約基準を更新する過程によって継続的学習を構成する手順を自動化することができ、持続的な知識増強プロセスを行なってデータ縮約のための縮約基準の最適化を自動化することができる。
【０２００】
以上で説明した本発明の継続的学習のためのメタスケーリング装置及び方法は、プログラムで具現されて記録媒体に保存された後、プロセッサによってロードされて行われることができる。
【０２０１】
本発明に係る機能を具現するプログラムモジュール、例えば、メタ最適化機、縮約機、学習機及び評価機はサーバファーム（Ｓｅｒｖｅｒ  Ｆａｒｍ）のようにネットワークにわたって分散型に具現され、或いは単一のコンピュータ装置のプロセッサ内に埋め込まれることもできる。
【０２０２】
また、本発明の継続的学習のためのメタスケーリング装置は、プログラマブルプロセッサ、コンピュータ或いは多重プロセッサやコンピュータを含んでデータを処理するための全ての機構、装置及び機械に埋め込まれることができる。
【０２０３】
また、本発明に係る継続的学習のためのデータメタスケーリング装置及び方法は、例えば、データサーバのようなバックエンドコンポーネントを含んだり、アプリケーションサーバのようなミドルウェアコンポーネントを含んだり、ユーザーが本明細書で説明した構成と相互作用できるウェブブラウザやグラフィックユーザーインタフェースを持つクライアントコンピュータのようなフロントエンドコンポーネント、或いはそのようなバックエンド、ミドルウェア或いはフロントエンドコンポーネントのうちいずれか１つ以上の全ての組み合わせをさらに含むことができる。
【０２０４】
以上で説明した実施形態は、その一例として本発明の属する技術分野で通常の知識を持つ者であれば、本発明の本質的な特性から外れない範囲で様々な修正や変形が可能になる。従って、本発明に開示された実施形態は、本発明の技術思想を限定するためのものではなく説明するためのものであり、このような実施形態により本発明の技術思想の範囲が限定されるものではない。本発明の保護範囲は特許請求の範囲によって解釈されなければならず、その同等の範囲内にある全ての技術事項は本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されなければならない。
【符号の説明】
【０２０５】
１０、１００：メタ最適化機            １１０：複合次元データ縮約機
２０：縮約機                          ３０：学習機
４０、４００：評価機                  ５０、５００：メタデータストア
２００：多数の縮約機                  ３００：多数の学習機
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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