본 논문에서는 주변의 잡음에 의해 통신 환경이 나쁜 시스템에서 통신의 안정성과 고속성과 원거리 통신의 구현을 중점으로 연구하였다 전동차와 같이 Serial Communication을 이용해 차량사이 통신을 하는 경우 주변의 고전압, 고전류의 잡음에 의해 통신 Packet이 파손될 수 있으며 심지어 통신 모들이 파괴되는 현상도 발생한다. 이를 위해 펄스트랜스 포머를 사용해 Hardware의 보호 뿐아니라 고속의 안정적인 통신을 현 할 수 있다. 이는 펄스트랜스 포머의 특성상 하드웨어적으로 분리된 통신선과 통신모듈로 인한 안정성과 원거리 통신을 실현 하였으며 동기통신을 통한 빠른 속도와 FM0, FM1, Manchester 부호 방식에 의한 빠르고 안정한 통신을 제공하기 때문이다.
문장 종속 짧은 발화에서 문장 독립 긴 발화까지 다양한 환경에서 I-vector 특징에 기반을 둔 많은 연구가 수행되었다. 본 논문에서는 원거리 잡음 환경에서 녹음한 데이터에서 Probabilistic Linear Discriminant Analysis(PLDA)를 적용한 I-vector와 주의 집중 기법을 접목한 Long Short Term Memory(LSTM) 기반의 화자 임베딩을 추출하여 결합한 화자 검증 알고리즘을 소개한다. LSTM 모델의 Equal Error Rate(EER)이 15.52 %, Attention-LSTM 모델이 8.46 %로 7.06 % 성능이 향상되었다. 이로써 본 논문에서 제안한 기법이 임베딩을 휴리스틱 하게 정의하여 사용하는 기존 추출방법의 문제점을 해결할 수 있는 것을 확인하였다. PLDA를 적용한 I-vector의 EER이 6.18 %로 결합 전 가장 좋은 성능을 보였다. Attention-LSTM 기반 임베딩과 결합하였을 때 EER이 2.57 %로 기존보다 3.61 % 감소하여 상대적으로 58.41 % 성능이 향상되었다.
본 논문에서는 주변의 잡음에 의해 통신 환경이 나쁜 시스템에서 통신의 안정성과 고속성과 원거리 통신의 구현을 중점으로 연구하였다. 전동차와 같이 Serial Communication을 이용해 차량사이 통신을 하는 경우 주변의 고전압, 고전류의 잡음에 의해 통신 Packet이 파손될 수 있으며 심지어 통신 모듈이 파괴되는 현상도 발생한다. 이를 위해 펄스트랜스 포머를 사용해 Hardware의 보호 뿐아니라 고속의 안정적인 통신을 구현 할 수 있다. 이는 펄스트랜스 포머의 특성상 하드웨어적으로 분리된 통신선과 통신모듈로 인한 안전성과 원거리 통신을 실현 하였으며 동기통신을 통한 빠른 속도와 FM0, FM1, Manchester 부호 방식에 의한 빠르고 안정한 통신을 제공하기 때문이다.
실세계 환경의 원거리에서 녹음된 음성은 가산 잡음이나 반향 성분으로 왜곡되기 때문에 음성인식 성능이 현저히 떨어진다. 따라서 음성 전처리 과정은 실세계 환경에서 강인한 음성인식을 위한 필수과정이다. 모델 기반 특징 향상 방법은 전처리 방법 중 하나로 특징 영역 데이터의 적절한 동적 범위(dynamic range)와 차원 수로 인하여 실시간 처리가 가능하고 깨끗한 음성의 선험적 정보를 모델링하기에 용이하다. 또, 인식을 위한 최종 특징 입력에 가까운 단계에서 데이터를 처리하므로 인식에 밀접한 영향을 준다는 장점이 있다. 그러나 대략적인 왜곡 요인 관련 파라미터 추정 때문에 음성인식 성능이 하락되는 단점이 있다. 최근에 기존 모델 기반 특징 향상의 단점을 개선하여 가산 잡음이나 반향 환경에 적합한 방법이 제안되었다. 이글에서는 특징 향상 방법을 소개하고 개선된 방법의 음성인식 강인성을 알아보고자 한다.
자동음성인식 시스템을 이용하는 사용자 입장에서 보면 음성인식시스템을 사용하기 위하여 음성을 입력할 때마다 버튼을 눌러야 하는 Push-To-Talk (PTT) 방식은 여간 번거로운 일이 아닐 수 없다. 그리고 사용자가 원거리에서 음성을 입력하는 경우처럼 PTT 방식 자체가 용이하지 못 한 음성인식 응용분야에서는 Non-Push-To-Talk (NON-PTT) 방식의 필요성이 대두되게 된다. NON-PTT 방식의 음성 전처리를 위해서는 입력신호로부터 음성신호만을 구분해내는 음성판별기술이 필수적이다. 하지만 일상적인 잡음환경에서 음성신호만을 구분해내는 일은 매우 어려운 일이 아닐 수 없다. 본 논문에서는 일상적인 가정잡음환경에 강인한 음성판별방식을 제안한다. 여기서는 음성판별을 위해서 음성의 유성음 특성을 이용하였다. 즉, 일정구간 이상의 음성신호에는 일정구간이상의 유성음 구간이 존재하며 만약 잡음환경에서도 유성음 구간을 잘 검출할 수 있다면 이러한 음성의 특성을 이용하여 검출된 신호가 음성인지 아닌지를 판별할 수 있다. 이를 위하여 여기서는 가정잡음환경에서도 유성음을 잘 검출할 수 있도록 11 가지 유성음 특징들과 이를 이용한 음성판별방법을 제안하였다. 제안된 방법의 성능 평가를 위하여 음성의 끝점검출방법과 통합하여 음성/비음성 판별 테스트를 수행하였으며 테스트 수행결과 열악한 잡음환경에서 80%이상의 비음성을 거절하는 성능을 보였다.
This paper reviews the issues in implementing sound recognizers in real environments. First is the signal corruption caused by background noises and reverberation. Second is the open-set problem which is the problem of rejecting out-of-vocabulary words and noises. These two issues must be solved for noise robust recognizers.
This paper describes a pre-processing methodology which can apply to remote speech recognition system of service robot in noisy environment. By combining beamforming and blind source separation, we can overcome the weakness of beamforming (reverberation) and blind source separation (distributed noise, permutation ambiguity). As this method is designed to be implemented with hardware, we can achieve real-time execution with FPGA by using systolic array architecture.
원거리에서의 얼굴 식별은 낮은 영상 해상도를 비롯하여 블러와 잡음으로 인한 어려움이 크다. 더욱이 모바일 장치에서 실시간 처리를 하기 위하여 느린 수행속도와 제한된 메모리 등 모바일 계산환경을 필히 고려하여야 한다. 본 논문은 모바일 환경에서 주파수 영역의 정합 필터를 이용한 얼굴 식별 방법을 제안한다. 얼굴 식별은 선형(linear) 및 위상(phase-only) 필터, 순차적인 검증 단계를 이용하여 수행된다. 얼굴 후보 윈도우 영역은 선형 필터와 위상 필터를 수행하여 검출하고 순차적인 검증 단계는 피부색 테스트와 경계 마스크 필터링 테스트로 구성한다. 제안된 방법은 Android 플랫폼에서 Java을 이용하여 모바일 폰에서 개발하였다. 예비실험 결과는 모바일 환경에서 얼굴 식별이 실시간으로 성공적으로 수행될 수 있음을 보인다.
적외선 탐색 및 추적 시스템에서 원거리에 표적이 존재할 경우 표적의 크기가 매우 작고, 해무와 같은 클러터와 다양한 센서 잡음으로 인해 표적의 검출이 매우 어렵다. 특히 표적의 화소 값과 유사한 잡음이나 클러터가 존재하는 경우 일반적인 임계화 기법을 적용하는 경우 표적의 오검출 위험이 매우 높다. 이러한 이유로 본 논문에서는 영상의 밝기 정보와 표적에 대한 사전 정보를 이용하여 최적의 표적 검출 결과를 도출하기 위한 적응적 임계화 기법을 제안한다. 소형 표적을 강조하기 위하여 인간 시각 시스템을 반영한 CSF(Contrast Sensitivity Function)를 적용하고, 표적이 강조된 영상에서 영상의 밝기 정보와 거리 정보를 이용하여 표적을 검출한다. 다양한 환경 조건에서 획득된 적외선 영상에 대한 실험 결과들은 제안 알고리즘의 견실한 성능을 보여준다.
본 논문에서는 환경 잡음과 원거리 음성 입력 그리고 노인 발화 등의 열악한 음성 인식 환경에서의 음성 언어이해(spoken language understanding)를 위한 정보 추출 접근 방식에 대해 논하고 있다. 정보 추출의 목적은 미리 정의된 slot에 적절한 값을 찾는 것이다. 음성 언어 이해를 위한 정보 추출은 필수적인 요소만을 추출하는 것을 목적으로 하는 개념 집어내기(concept spotting) 접근 방식을 사용한다. 이러한 방식은 미리 정의된 개념 구조 slot에만 관심을 가지기 때문에. 음성 언어 이해에서 사용되는 정보 추출은 언어를 완전히 이해한다기보다는 부분적으로 이해하는 방식을 취하고 있다. 음성 입력 언어는 주로 열등한 인식 환경에서 이루어지기 때문에 많은 인식 오류를 가지고 이로 인해 텍스트 입력에 비해 이해하기 어렵다. 이러한 점을 고려하여, 특정 정보에 집중함으로써 음성 언어를 이해하고자 시도하였다. 도로 정보 안내 영역을 대상으로 한 실험에서 텍스트 입력(WER 0%)과 음성 입력(WER 39.0%)이 주어졌을 때, 개념 집어내기 방식의 F-measure 값은 각각 0.945, 0.823을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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