• 제목/요약/키워드: GMM System

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EM 알고리즘에 의한 퍼지 규칙생성과 온도 제어 시스템의 설계 (A Fuzzy Rule Extraction by EM Algorithm and A Design of Temperature Control System)

  • 오범진;곽근창;유정웅
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.104-111
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    • 2002
  • 본 논문에서는 EM(Expectation-Maximization) 알고리즘을 이용한 자동적인 퍼지 규칙생성과 적응 뉴로-퍼지 제어기(Adaptive Neuro-Fuzzy Controller)의 설계를 제안한다. EM 알고리즘은 가우시안 혼합모델(Gaussian Mixture Model)의 최대우도추정(Maximum Likelihood Estimate)을 위해 사용되어지며 본 논문에서는 규칙생성을 위해 클러스터 중심을 추정한다. 추정된 클러스터는 ANFIS(Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System)의 퍼지 규칙과 소속함수를 구축하는데 사용되어진다. 시뮬레이션으로 제안된 적응 뉴로-퍼지 제어기의 성능을 입증하기 위해 목욕물 온도 제어 시스템에 대해 다루고 기존 퍼지 제어기에 비해 적은 규칙의 수와 작은 값의 SAE(Sum of Absolute Error)으로 성능개선을 확인하였다.

k-means 클러스터링을 이용한 강판의 부식 이미지 모니터링 (Corrosion Image Monitoring of steel plate by using k-means clustering)

  • 김범수;권재성;최성웅;노정필;이경황;양정현
    • 한국표면공학회지
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    • 제54권5호
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    • pp.278-284
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    • 2021
  • Corrosion of steel plate is common phenomenon which results in the gradual destruction caused by a wide variety of environments. Corrosion monitoring is the tracking of the degradation progress for a long period of time. Corrosion on steel plate appears as a discoloration and any irregularities on the surface. In this study, we developed a quantitative evaluation method of the rust formed on steel plate by using k-means clustering from the corroded area in a given image. The k-means clustering for automated corrosion detection was based on the GrabCut segmentation and Gaussian mixture model(GMM). Image color of the corroded surface at cut-edge area was analyzed quantitatively based on HSV(Hue, Saturation, Value) color space.

심층신경망 기반의 음성인식을 위한 절충된 특징 정규화 방식 (Compromised feature normalization method for deep neural network based speech recognition)

  • 김민식;김형순
    • 말소리와 음성과학
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    • 제12권3호
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    • pp.65-71
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    • 2020
  • 특징 정규화는 음성 특징 파라미터들의 통계적인 특성의 정규화를 통해 훈련 및 테스트 조건 사이의 환경 불일치의 영향을 감소시키는 방법으로서 기존의 Gaussian mixture model-hidden Markov model(GMM-HMM) 기반의 음성인식 시스템에서 우수한 성능개선을 입증한 바 있다. 하지만 심층신경망(deep neural network, DNN) 기반의 음성인식 시스템에서는 환경 불일치의 영향을 최소화 하는 것이 반드시 최고의 성능 개선으로 연결되지는 않는다. 본 논문에서는 이러한 현상의 원인을 과도한 특징 정규화로 인한 정보손실 때문이라 보고, 음향모델을 훈련 하는데 유용한 정보는 보존하면서 환경 불일치의 영향은 적절히 감소시켜 음성인식 성능을 최대화 하는 특징 정규화 방식이 있는 지 검토해보고자 한다. 이를 위해 평균 정규화(mean normalization, MN)와 평균 및 분산 정규화(mean and variance normalization, MVN)의 절충 방식인 평균 및 지수적 분산 정규화(mean and exponentiated variance normalization, MEVN)를 도입하여, 잡음 및 잔향 환경에서 분산에 대한 정규화의 정도에 따른 DNN 기반의 음성인식 시스템의 성능을 비교한다. 실험 결과, 성능 개선의 폭이 크지는 않으나 분산 정규화의 정도에 따라 MEVN이 MN과 MVN보다 성능이 우수함을 보여준다.

SNR 기반 가중 KL 거리를 활용한 화자 변화 검증에 관한 연구 (The Study on Speaker Change Verification Using SNR based weighted KL distance)

  • 조준범;이지은;이경록
    • 융합정보논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.159-166
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    • 2017
  • 본 논문에서는 방송 뉴스에서 화자 변화 검증 성능 향상을 위해서 입력소음음성 향상과 SNR(Signal to Noise Ratio)기반 가중 함수 $w_m$를 적용한 KL 거리 $D_s$를 실험하였다. GMM-UBM(Gaussian Mixture Model-Universal Background Model) 기반 KL(Kullback Leibler) 거리 D를 이용한 화자 변화 검증 시스템(실험 0)을 기본 시스템으로 한다. 실험 1은 실험 0의 입력소음음성 향상을 위해 MMSE Log-STSA(Minimum Mean Square Error Log-Spectral Amplitude Estimator)를 적용하였다. 실험 2는 실험 1의 기존 KL거리 D 대신에 $D_s$를 적용하였다. 실험 데이터베이스는 다양한 소음을 반영하기 위해 스포츠 뉴스와 실외 인터뷰를 중심으로 구축하였다. 실험은 화자 변화 정보의 누락을 막기 위해 MDR(Missed Detection Rate) 0%를 기준으로 하였다. 실험 0은 FAR(False Alarm Rate) 71.5%의 성능을 보였다. 실험 1은 FAR 67.3%로 실험0에 비해 4.2% 향상되었고, 실험 2는 FAR 60.7%로 10.8% 향상되었다.

FM 방송 중 블록 단위 음성 음악 판별 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Speech Music Discrimination System per Block Unit on FM Radio Broadcast)

  • 장현종;엄정권;임준식
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국지능시스템학회 2007년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.25-28
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    • 2007
  • 본 논문은 FM 라디오 방송의 오디오 신호를 블록 단위로 음성 음악을 판별하는 시스템을 제안하는 논문이다. 본 논문에서는 음성 음악 판별 시스템을 구축하기 위해 다양한 특정 파라미터와 분류 알고리즘을 제안 한다. 특정 파라미터는 신호처리 분야(Centroid, Rolloff, Flux, ZCR, Low Energy), 음성 인식 분야(LPC, MFCC), 음악 분석 분야(MPitch, Beat)에서 각각 사용되는 파라미터를 사용하였으며 분류 알고리즘으로는 패턴인식 분야(GMM, KNN, BP)와 퍼지 신경망(ANFIS)을 사용하였고, 거리 구현은 Mahalanobis 거리를 사용하였다.

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포만트 주파수를 이용한 음성인식 전처리 시스템의 설계 및 구현 (A Design and Implementation of Speech Recognition Preprocessing System using Formant Frequency)

  • 김태욱;한승진;김민성;이정현
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 1999년도 가을 학술발표논문집 Vol.26 No.2 (2)
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    • pp.198-200
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    • 1999
  • 인간이 발성하는 음성에는 의미에 대한 정보 뿐만 아니라 화자의 성별에 따라 고유한 특성을 가지고 있다. 즉 음성은 고음이 강한 여성음성과 남성음성으로 분류할 수 있다. 그러나, 기존의 HMM을 이용한 음성인식시스템에서는 남성과 여성음성의 이러한 특성이 있음에도 불구하고 이를 고려하지 않고, 하나의 HMM으로 구성하고 있다. 본 논문에서 제시하는 알고리즘으로 실험한 결과 남성과 여성의 포만트 주파수가 100~30Hzck이가 나는 것을 알 수 있었고, 이러한 특성을 고려하여 남성과 여성의 음성을 구별할 수 있는 방법을 제안한다. 또한 남성과 여성음성을 각각 구분하여 GMM을 훈련시킨 후 인식과정에서 입력된 음성의 포만트 특성에 따라 남성음성이면 남성 HMM으로 여성음성이면 여성 HMM으로 인식을 수행함으로써 기존의 인식방법보다 남성음성은 5.2% 여성음성은 4.4% 향상된 결과를 얻었다.

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Text-to-speech 시스템에서의 화자 변환 기능 구현 (Implementation of the Voice Conversion in the Text-to-speech System)

  • 황철규;김형순
    • 한국음향학회:학술대회논문집
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    • 한국음향학회 1999년도 학술발표대회 논문집 제18권 2호
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    • pp.33-36
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    • 1999
  • 본 논문에서는 기존의 text-to-speech(TTS) 합성방식이 미리 정해진 화자에 의한 단조로운 합성음을 가지는 문제를 극복하기 위하여, 임의의 화자의 음색을 표현할 수 있는 화자 변환(Voice Conversion) 기능을 구현하였다. 구현된 방식은 화자의 음향공간을 Gaussian Mixture Model(GMM)로 모델링하여 연속 확률 분포에 따른 화자 변환을 가능케 했다. 원시화자(source)와 목적화자(target)간의 특징 벡터의 joint density function을 이용하여 목적화자의 음향공간 특징벡터와 변환된 벡터간의 제곱오류를 최소화하는 변환 함수를 구하였으며, 구해진 변환 함수로 벡터 mapping에 의한 스펙트럼 포락선을 변환했다. 운율 변환은 음성 신호를 정현파 모델에 의해서 모델링하고, 분석된 운율 정보(피치, 지속 시간)는 평균값을 고려해서 변환했다. 성능 평가를 위해서 VQ mapping 방법을 함께 구현하여 각각의 정규화된 켑스트럼 거리를 구해서 성능을 비교 평가하였다. 합성시에는 ABS-OLA 기반의 정현파 모델링 방식을 채택함으로써 자연스러운 합성음을 생성할 수 있었다.

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로봇 시스템에의 적용을 위한 음성 및 화자인식 알고리즘 (Implementation of the Auditory Sense for the Smart Robot: Speaker/Speech Recognition)

  • 조현;김경호;박영진
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2007년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.1074-1079
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    • 2007
  • We will introduce speech/speaker recognition algorithm for the isolated word. In general case of speaker verification, Gaussian Mixture Model (GMM) is used to model the feature vectors of reference speech signals. On the other hand, Dynamic Time Warping (DTW) based template matching technique was proposed for the isolated word recognition in several years ago. We combine these two different concepts in a single method and then implement in a real time speaker/speech recognition system. Using our proposed method, it is guaranteed that a small number of reference speeches (5 or 6 times training) are enough to make reference model to satisfy 90% of recognition performance.

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Detection and Recognition of Illegally Parked Vehicles Based on an Adaptive Gaussian Mixture Model and a Seed Fill Algorithm

  • Sarker, Md. Mostafa Kamal;Weihua, Cai;Song, Moon Kyou
    • Journal of information and communication convergence engineering
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    • 제13권3호
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    • pp.197-204
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    • 2015
  • In this paper, we present an algorithm for the detection of illegally parked vehicles based on a combination of some image processing algorithms. A digital camera is fixed in the illegal parking region to capture the video frames. An adaptive Gaussian mixture model (GMM) is used for background subtraction in a complex environment to identify the regions of moving objects in our test video. Stationary objects are detected by using the pixel-level features in time sequences. A stationary vehicle is detected by using the local features of the object, and thus, information about illegally parked vehicles is successfully obtained. An automatic alarm system can be utilized according to the different regulations of different illegal parking regions. The results of this study obtained using a test video sequence of a real-time traffic scene show that the proposed method is effective.

이동물체들의 Optical flow와 EMD 알고리즘을 이용한 식별과 Kalman 필터를 이용한 추적 (Detection using Optical Flow and EMD Algorithm and Tracking using Kalman Filter of Moving Objects)

  • 이정식;주영훈
    • 전기학회논문지
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    • 제64권7호
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    • pp.1047-1055
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    • 2015
  • We proposes a method for improving the identification and tracking of the moving objects in intelligent video surveillance system. The proposed method consists of 3 parts: object detection, object recognition, and object tracking. First of all, we use a GMM(Gaussian Mixture Model) to eliminate the background, and extract the moving object. Next, we propose a labeling technique forrecognition of the moving object. and the method for identifying the recognized object by using the optical flow and EMD algorithm. Lastly, we proposes method to track the location of the identified moving object regions by using location information of moving objects and Kalman filter. Finally, we demonstrate the feasibility and applicability of the proposed algorithms through some experiments.