최근 음성인식에 관한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 음성으로 기기를 작동시키기거나 신원을 파악하는 등과 관련된 성인 음성 인식에 관한 연구들이 대부분이고 아기의 울음소리를 감지하기 위한 학술적인 연구는 미비한 실정이다. 아기들은 통상 울음으로서 자신의 상태를 표현한다는 점을 고려해 볼 때 기존의 성인을 대상으로 한 연구 결과를 그대로 적용시키기에는 무리가 따른다. 아기의 울음소리를 정확히 감지할 수 있다면 아기 및 유아를 위한 다양한 헬스(케어)기기에 적용될 수 있을 것이다. 따라서 대부분의 헬스(케어)기기들이 가지는 제한적인 자원과 컴퓨팅 능력을 고려하여 간단하면서도 정확도가 높은 방법이 필요하다. 이에 본 논문에서는 아기 울음소리의 진동수 패턴을 통계적으로 분석하여 아기 울음소리를 감지하는 방법을 제안한다. 다양한 주변 소리 샘플들을 통해 본 논문의 방법을 검증해본 결과 오감지율이 8.1%로 우수한 결과를 얻을 수 있었다.
최근 들어 환경 오염과 식습관의 변화로 인해 알레르기성 질환이 널리 유발되고 있다. 특히 평생 건강의 시초라 할 수 있는 소아 시기에 알레르기로 인한 천식, 비염 및 아토피 등의 증세는 소아 뿐만 아니라 부모까지도 위험 요소로 크게 자리잡고 있는 실정이다. 따라서 본 논문은 소아기에 가장 흔하게 발생되는 질환인 소아 천식을 예방하려는 목적으로 연구를 행하였다. 의사 표현 능력이 부족한 소아에게서 울음소리는 소아의 유일한 자기 표현 방법이다. 본 논문에서는 천식을 앓고 있는 소아의 울음소리를 분석하였으며 정상 소아의 울음소리를 동일한 환경 설정으로 분석하여 이를 비교, 분석하여 천식 질환 소아와 정상 소아간의 상관성을 입증하고자 한다.
언어를 통한 의사 전달 능력이 없거나 뒤지는 소아들은 통상 울음으로서 자신의 상태를 나타낸다. 이 중 중요한 것이 바로 건강 상태를 나타내는 것인데 언어 전달 능력이 없는 소아들의 질병은 진단 시기를 놓치거나 정확한 진단 결과를 내리기 어려운 문제가 존재한다. 이를 위해 본 연구에서는 소아의 얼굴 색상 및 울음소리를 분석하여 질환 유무를 판단해 내는 시스템을 개발하고자 한다. 특히 본 논문에서는 얼굴 영역에 대한 추출 및 색상 분석과 울음소리의 특징 추출을 통해 소아의 심장 관련 질환에 대한 진단을 행하고자 한다. 각각의 생체 신호학적 분석 요소를 통해 정상적인 소아와 다른 부위의 질환을 앓고 있는 소아, 그리고 심장 질환을 앓고 있는 소아에 대한 집단별 비교, 분석을 행하고 이를 바탕으로 심장 질환 진단 방법을 제안하고자 한다. 또한 실험을 통해 소아 심장 질환에 대한 유의성을 추출하고 이를 기반으로 진단의 정확성 및 객관적 지표를 마련하고자 한다.
언어를 통한 의사 전달 능력이 부족한 영아나 소아들은 울음으로서 자신의 몸의 상태나 요구하는 것에 대한 의사 표시를 행한다. 이 중 중요한 것이 소아 상태를 나타내는 것인데 언어 전달 능력이 없는 소아들의 질병은 진단 시기를 놓치거나 정확한 진단 결과를 내리기 어려운 문제가 존재한다. 이를 위해 본 연구에서는 소아의 울음소리를 분석하여 몸의 어느 부위가 문제가 있는지를 판단해 내는 소아 청진 시스템을 개발하였다. 특히 본 논문에서는 울음소리의 피치, 강도 및 스펙트럼 분석을 통해 소아 선천성 심질환자에 대한 질병 진단을 수행하였다. 이를 위해 각각의 분석 요소를 통해 정상적인 아이와 소아 선천성 심질환을 앓고 있는 아이에 대한 울음소리의 비교, 분석을 수행하였다. 이와 같은 방법을 통해 의사표현 능력이 부족한 소아를 대상으로 편리하게 소아 선천성 심질환을 진단할 수 있으며 임상 자료의 추가 실험을 통해 울음소리 기반의 재택형 진단 시스템을 구축할 수 있다.
청주시와 청원군 내 금개구리 (Rana chosenica) 개체군의 지역적인 분포를 밝히고 금개구리 울음소리의 시간적 변이를 알아보고자 1/50,000 지도상에 $2{\times}2km^2$의 총 226개 격자를 만들고, 이 중 53개 (총 격자의 23.5%) 격자를 선정하여 모니터링을 실시하였고, 가장 많은 개체를 포함하는 하나의 개체군을 선정하여 저녁 8시부터 다음날 오전 7시까지 울음소리 개체의 빈도를 조사하였다. 53개 격자 중 4곳에서 1번 이상 울음소리를 청취하였다. 프로그램 Presence를 이용하여 모니터링 데이터를 분석한 결과 점유율은 0.170로 다른 종에 비하여 아주 낮았으며, 발견율은 0.66으로 최소한 3번 방문하여야 그 지역에 금개구리가 없다는 것을 확신할 수 있었다. 또한 금개구리는 저녁 9시부터 새벽 2시까지 가장 활발하게 울음소리를 내며 울음소리 빈도는 수온과 습도와 높은 상관관계를 보여주었다. 이 연구를 통하여 청주시와 청원군 내 금개구리의 현재 위치를 확인하였고, 얻어진 결과를 토대로 효율적인 모니터링 방법을 제시하였다.
출산율, 결흔율 감소 및 이혼을 증가 등의 사회적 현상으로 인해 태어나면서부터 건강에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히 의사 표현 능력이 부족한 소아의 질환 진단은 직접 내원해서 진단을 받아야 하는 불편함을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 재택 기반으로 소아 울음소리를 통해 음성 분석학적 요소를 추출하여 정상 소아와 질환을 앓고 있는 소아와의 비교, 분석을 통해 소아 질환을 진단할 수 있는 시스템을 개발하고자 한다. 특히, 본 논문은 소아에게 가장 쉽게 걸릴 수 있는 소아호흡기 질환 중 소아감기, 소아폐렴 및 소아천식을 대상으로 실험을 수행하였으며 울음소리의 특징 요소를 추출하여 진단기기로 개발하고자 한다. 이를 위해 소아호흡기 질환이 인체의 음성 기관을 자극하는 질환임을 가정하고 음성학적 분석 요소 중 조음기관과 관련된 주파수대역폭분석을 통한 방법을 실험하였으며 이를 정상 소아와 소아호흡기 질환을 앓고 있는 환자를 비교, 분석하였다. 이와같은 방법을 통해 정상 소아에 비해 호흡기 질환을 앓고 있는 소아가 주파수 대역폭이 짧게 형성되는 결과를 추출하였다.
본 연구는 번식기 북방산개구리(Rana dybowskii)를 대상으로 고속도로 소음지역과 자연지역에서 울음소리 차이가 있는지 분석하였다. 연구대상지는 강원도 원주시 영동고속도로변 논 2개소와 소음 영향이 없는 자연지역 논 2개소를 선정하였다. 울음 녹음은 2014년 2월 24일, 2월 27일, 3월 14일, 18:30~20:00 사이에 진행하였다. 북방산개구리 번식기 울음은 자연지역에서 700Hz대에서 기음이 형성되었으며, 2~4개의 배음이 관측되었다. 반면 고속도로 소음지역 번식기 울음은 보다 높은 주파수대에서 기음이 형성되었을 뿐 아니라 배음도 2~7개까지 관측되었다. 분산분석 결과, 고속도로 소음에 직접 노출된 논에 서식하는 개구리 울음소리 제1배음의 주파수가 다른 지점에 서식하는 개구리 울음소리 주파수 보다 통계적으로 유의미하게 높은 것으로 나타났다. 하지만 고속도로와 인접한 지역이라 하더라도 지형의 단차가 있고 산림으로 막혀 있어 고속도로 소음에 의한 직접적인 영향을 받고 있지 않은 지점의 경우는 자연지역과 개구리 울음소리 차이가 없는 것으로 나타났다. 이는 북방산개구리가 고속도로 소음 환경에서 자연지역보다 고주파 영역에서 더 많은 배음을 만들어서 에너지 효율적으로 자동차 소음에 의한 음향 간섭을 피하기 때문으로 판단된다. 이 결과는 또한 인공적인 소음에 의한 개구리 번식을 방해하지 않기 위해서는 이 임계수준 이하로 서식처 소음 환경을 관리하는 것이 필요하다는 것을 시사해 준다.
최근 들어 저출산으로 인한 사회적 현상의 변화로 소아의 건강관리 및 유지는 다양한 방법으로 제시되고 있다. 본 논문에서는 이러한 시대적 요구를 반영하기 위해 흔히 발병하는 소아 호흡기 질환을 조기에 진단할 수 있는 방법을 제안하고자 한다. 그 중에서 소아감기 및 소아폐렴에 관한 진단 방법을 연구하고자 한다. 이를 위해 소아의 유일한 표현 수단인 울음소리를 통한 소아감기 집단과 소아폐렴 집단간의 비교를 행하였으며 정상 소아 집단과의 차이점을 추출하고자 한다. 따라서 본 논문에서는 호흡기 질환이 영향을 미치는 인체의 기관과 음성을 표현하는 조음기관간의 연관성을 분석하고 성분음을 추출하는 스펙트럼을 통해 각각의 집단별 결과 파형 및 주파수 영역대를 비교, 분석하여 소아감기와 소아폐렴을 진단하고자 한다. 최종적으로 실험에 의해 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.
의사 표현 능력이 떨어지는 소아들은 질병 발생시 이를 효과적으로 자신의 불편함을 표현할 방법이 없다. 따라서 임상의들은 소아 환자의 부모들로부터 문진(inquiring)을 통해 질병 진단을 하고 있는 것이 현 실정이며 이는 잘못된 진단 결과를 초래 할 수 있는 문제점을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 인체 오장 육부의 생체 신호가 안면과 음성에 반영되어 나타난다는 한방 원리를 이용하여 소아 망진, 소아 청진 기기를 개발한다. 그 결과 진단시 임상의들의 직관을 시각화, 객관화, 정량화하여 소아 질병 진단의 정확성을 기하고자 한다. 본 논문은 전체 개발 시스템 중 그 첫 번째 작업 수행 결과로서 소아 망진의 경우 색상 보정, YCbCr 적용과 살색 영역 선정 그리고 오관 및 명당 추출 방법 등을 개발한다. 또한 소아 청진의 경우 피치, 강도, 포먼트 분석을 통해 영아 산통 질병의 울음소리 특성을 수치화하였으며 이를 통해 임상의들의 직관을 객관화한다. 끝으로 실험에 의해 제안한 방법의 유용성을 입증한다.
인공지능 기술을 활용하여 동물 소리를 분석하고 그 종을 구별하는 기술은 지역의 야생동물 현황 파악이나 생태계 조사 등에 효과적으로 사용될 수 있다. 인공지능 기술을 활용하기 위해서는 많은 동물 소리 샘플이 필요하지만, 현재 그러한 데이터는 녹음 환경이 고도화되어 있는 상용 DB나 전문가 DB 형태로 존재한다. 이러한 데이터만을 학습한 인공지능의 경우 실제 환경에서 녹음된 동물 소리를 식별하는 데 많은 어려움이 예상된다. 따라서 본 논문에서는 다양한 동물 소리를 수집하기 위해 동물 관련 전문가나 일반 사용자 모두 자유롭게 사용할 수 있는 동물 울음소리 수집과 분류를 위한 오픈 플랫폼을 제안한다. 플랫폼에 업로드된 소리 파일은 인공지능의 학습 데이터로 사용하며, 이 인공지능은 사용자에게 소리 파일을 분석한 결과로 해당 동물종과 그에 대한 다양한 생태정보를 제공하고 부가적으로 지역별 동물 통계 및 소리 파일에서의 소리 구간 추출, 소리 파일 공유 등 다양한 기능을 제공한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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