• 제목/요약/키워드: HMM(HMM)

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최대 빈도모델 탐색을 이용한 동물소리 인식용 소리모델생성 (Sound Model Generation using Most Frequent Model Search for Recognizing Animal Vocalization)

  • 고유정;김윤중
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.85-94
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    • 2017
  • 본 논문에서는 동물소리 인식시스템을 위하여 최대 빈도모델 탐색 알고리즘을 고안하고 이를 이용한 소리모델을 생성하는 방법을 제안하였다. 소리모델 생성 방법은 동물종의 소리 데이터로부터 학습과정, 비터비 탐색과정 및 최대 빈도모델 탐색과정을 반복하면서 HMM(Hidden Makcov Model)모델의 구조(상태의 수와 GMM의 수)를 탐색하여 최적의 인식률을 갖는 모델집합이 생성하는 방법이다. 최대 빈도모델 탐색 알고리즘은 입력 소리 데이터를 비터비(Viterbi) 알고리즘으로 탐색하여 모델리스트를 생성하고 이 리스트 중에서 최대 빈도수의 모델을 탐색하여 최종 인식결과로 결정하는 방법이다. 알고리즘에서 소리특징으로 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient), 모델형식으로 HMM을 이용하고 C# 프로그래밍언어로 구현 하였다. 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 27종의 동물소리를 선정하고 실험을 하였으며 27개의 HMM 모델집합이 97.29 퍼센트의 인식률로 생성됨을 확인하였다.

컴퓨터 게임에서 HMM 기반의 명령어 신호 처리 시간 단축을 위한 방법 (A HMM-based Method of Reducing the Time for Processing Sound Commands in Computer Games)

  • 박도생;김상철
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제16권2호
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    • pp.119-128
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    • 2016
  • 컴퓨터 게임에서 대부분의 사용자 인터페이스 방법은 키보드, 마우스, 터치스크린이다. 사운드 형태 명령어의 전체 처리 시간은 크게 명령어 입력 시간과 인식 시간으로 구성된다. 본 논문은 명령어 신호 전체를 입력받지 않고 일부 앞부분 신호만을 받음으로써, 입력 시간을 줄여 전체 처리 시간을 단축하는 방법을 제안한다. 우리의 방법에서는 HMM(Hidden Markov Process)를 이용해 명령어 신호를 인식하는데, 전체 신호 및 부분 신호들에 대해 별도의 HMM을 구성한다. 플랫홈 게임의 대표 명령어들을 음성과 손바닥 소리로 표현해, 본 논문의 방법을 실험했다. 실험 결과, 인식률의 큰 저하 없이 명령어 처리 시간을 줄임을 알 수 있었다. 본 연구는 게임의 사용자 인터페이스 방법을 다양화하는데 기여할 것이다.

잡음하에서 이득 적응을 가지는 비정상상태 자기회귀 은닉 마코프 모델에 의한 오염된 음성을 위한 인식 (Recognition for Noisy Speech by a Nonstationary AR HMM with Gain Adaptation Under Unknown Noise)

  • 이기용;서창우;이주헌
    • 한국음향학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.11-18
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    • 2002
  • 본 논문에서는 부가 잡음에 오염된 음성신호에 이득 적응을 가지는 음성인식을 시간 영역에서 다루었다. 잡음은 유색잡음이라고 가정한다. 전화망에서 마찰음 (fricative), 운음 (glides), 유음 (liquds), 그리고 천이영역(transition region)과 같은 음성 신호의 뚜렷한 비정상상태를 극복하기 위해서 NAR-HMM (nonstationary autoregressive HMM)7을 제안하였다. 비정상상태 AR 처리는 M개의 알고 있는 기저 함수 (basis function)의 선형 결합으로 이루어진 다항 함수 (polynomial function)로 나타낼 수 있다. 오염된 신호만을 이용할 수 있을 때, 잡음의 추정 (estimation)문제는 필연적으로 발생한다. 다중 Kalman 필터를 사용함으로써, 잡음모델의 추정과 음성의 이득곡선 (gain contour)을 수행하였다. 제안한방법의 잡음 추정은 오염된 신호로부터 효과적으로 잡음을 제거하여 깨끗한 음성신호를 얻을 수 있었다. 또한 잡음 추정을 하는 일반적인 ARHMM보다 제안한 NAR-HMM이 약 2-3%의 인식성능을 향상시켰다.

가상 놀이 공간 인터페이스를 위한 HMM 기반 상반신 제스처 인식 (HMM-based Upper-body Gesture Recognition for Virtual Playing Ground Interface)

  • 박재완;오치민;이칠우
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제10권8호
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    • pp.11-17
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    • 2010
  • 본 논문은 HMM기반의 상반신 제스처 인식에 대하여 연구하였다. 공간상의 제스처를 인식하기 위해서는 일단 제스처를 구성하고 있는 포즈에 대한 구분이 우선되어야 한다. 인터페이스에 사용되는 포즈를 구분하기 위해서 정면과 옆면에 설치한 적외선 카메라 두 대를 실험에 사용하였다. 그리고 각각의 적외선 카메라에서 하나의 포즈에 대한 정면 포즈와 옆면 포즈로 나눠서 획득한다. 획득한 적외선 포즈 영상은 SVM의 비선형 RBF 커널 함수를 이용하여 구분하였다. RBF 커널을 사용하면 비선형적 분류 포즈들간의 오분류 현상을 구분할 수 있다. 이렇게 구분된 포즈들의 연속은 HMM의 상태천이행렬을 이용하여 제스처로 인식된다. 인식된 제스처는 OS Value에 매핑하여 기존의 Application에 적용할 수 있다.

Fuzzy를 이용한 VQ/NN에 기초를 둔 음성 인식 (Speech Recognition Based on VQ/NN using Fuzzy)

  • 안태옥
    • 한국음향학회지
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    • 제15권6호
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    • pp.5-11
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    • 1996
  • 본 논문은 불특정 화자의 단모음 인식에 관한 연구로써, fuzzy개념를 이용한 VQ(Vector Quantization)/NN(Neural Network)에 의한 음성 인식 방법을 제안한다. 이 방법은 fuzzy를 이용하여 VQ codebook에 의해 다중 관측열(multi-observation sequence)을 구해 각 symbol이 데이타로부터 가질 수 있는 확률값을 계산하여 이 값을 신경 회로망의 입력으로 사용하는 방법이다. 인식 대상어로는 한국어 단모음을 선정하였으며 10명의 남성 화자가 8개의 단모음을 10번씩 발음한 음성 데이터베이스를 이용하여 fuzzy를 이용하지 않은 VQ/NN과 fuzzy를 이용한 VQ/HMM(hidden Markov model)에 의한 인식률과 비교 실험한다. 실험 결과에 의하며, VQ/NN에 의한 인식률은 92.3%이며, fuzzy를 이용한 VQ/HMM에 의한 인식률은 93.8%이고, fuzzy를 이용한 VQ/Nn에 의한 인식률은 95.7%이다. 그러므로, 본 연구의 fuzzy를 이용한 VQ/NN이 학습 능력이 뛰어난 관계로 fuzzy를 이용한 VQ/HMM과 일반적인 VQ/NN 보다 인식률이 향상됨을 보여준다.

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다양한 연속밀도 함수를 갖는 HMM에 대한 우리말 음성인식에 관한 연구 (The Study of Korean Speech Recognition for Various Continue HMM)

  • 우인성;신좌철;강흥순;김석동
    • 전기전자학회논문지
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    • 제11권2호
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    • pp.89-94
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    • 2007
  • 본 논문은 연속 밀도 함수를 갖는 HMM별 한국어 연속 음성인식에 관한 연구이다. 여기서 우리는 밀도 함수가 2개에서 44개까지 갖는 연속 HMM모델에서 가장 효율적인 연속 음성인식을 위한 방법을 제시한다. 음성 모델은 36개로 구성한 기본음소를 사용한 CI-Model과 3,000개로 구성한 확장음소를 사용한 CD-Model을 사용하였고, 언어 모델은 N-gram을 이용하여 처리하였다. 이 방법을 사용하여 500개의 문장과 6,486개의 단어에 대하여 화자 독립으로 CI Model에서 최고 94.4%의 단어인식률과 64.6%의 문장인식률을 얻었고, CD Model에서는98.2%의 단어인식률과 73.6%의 문장인식률을 안정적으로 얻었다.

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대형 소프트웨어 시스템의 결함경향성 예측을 위한 혼성 메트릭 모델 (Hybrid metrics model to predict fault-proneness of large software systems)

  • 홍의석
    • 컴퓨터교육학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.129-137
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    • 2005
  • 설계 명세를 이용하여 결함경향성이 많은 부분을 예측하는 위험도 예측 모델은 대형 통신 시스템 같이 결과 산물이 매우 큰 시스템의 개발비용을 낮추는데 중요한 역할을 하고 있다. 복잡도 메트릭에 기반한 많은 위험도 예측 모델들이 제안되었지만 그들 대부분은 모델 훈련을 위한 훈련 데이터 집합을 필요로 하고, 설계 개체들을 위험 그룹과 비위험 그룹으로 나누는 기능만 지닌 분류 모델들이었다. 본 논문에서는 두가지 형태의 검증된 혼성 메트릭들을 사용하는 새로운 예측 모델 HMM을 제안한다. HMM의 장점은 설계 개체의 위험도를 정량화함으로써 모델 훈련을 위한 훈련 데이터 집합이 필요 없다는 것과 개체 간에 위험도 비교가 가능하다는 것이다. HMM의 유용성을 보이기 위해 여러 내부 특성들과 예측 정확도 비교를 통해 잘 알려진 예측 모델인 역전파 신경망 모델(BPM)과 HMM을 비교하였다.

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Combining a HMM with a Genetic Algorithm for the Fault Diagnosis of Photovoltaic Inverters

  • Zheng, Hong;Wang, Ruoyin;Xu, Wencheng;Wang, Yifan;Zhu, Wen
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권4호
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    • pp.1014-1026
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    • 2017
  • The traditional fault diagnosis method for photovoltaic (PV) inverters has a difficult time meeting the requirements of the current complex systems. Its main weakness lies in the study of nonlinear systems. In addition, its diagnosis time is long and its accuracy is low. To solve these problems, a hidden Markov model (HMM) is used that has unique advantages in terms of its training model and its recognition for diagnosing faults. However, the initial value of the HMM has a great influence on the model, and it is possible to achieve a local minimum in the training process. Therefore, a genetic algorithm is used to optimize the initial value and to achieve global optimization. In this paper, the HMM is combined with a genetic algorithm (GHMM) for PV inverter fault diagnosis. First Matlab is used to implement the genetic algorithm and to determine the optimal HMM initial value. Then a Baum-Welch algorithm is used for iterative training. Finally, a Viterbi algorithm is used for fault identification. Experimental results show that the correct PV inverter fault recognition rate by the HMM is about 10% higher than that of traditional methods. Using the GHMM, the correct recognition rate is further increased by approximately 13%, and the diagnosis time is greatly reduced. Therefore, the GHMM is faster and more accurate in diagnosing PV inverter faults.

A hidden Markov model for long term drought forecasting in South Korea

  • Chen, Si;Shin, Ji-Yae;Kim, Tae-Woong
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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    • pp.225-225
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    • 2015
  • Drought events usually evolve slowly in time and their impacts generally span a long period of time. This indicates that the sequence of drought is not completely random. The Hidden Markov Model (HMM) is a probabilistic model used to represent dependences between invisible hidden states which finally result in observations. Drought characteristics are dependent on the underlying generating mechanism, which can be well modelled by the HMM. This study employed a HMM with Gaussian emissions to fit the Standardized Precipitation Index (SPI) series and make multi-step prediction to check the drought characteristics in the future. To estimate the parameters of the HMM, we employed a Bayesian model computed via Markov Chain Monte Carlo (MCMC). Since the true number of hidden states is unknown, we fit the model with varying number of hidden states and used reversible jump to allow for transdimensional moves between models with different numbers of states. We applied the HMM to several stations SPI data in South Korea. The monthly SPI data from January 1973 to December 2012 was divided into two parts, the first 30-year SPI data (January 1973 to December 2002) was used for model calibration and the last 10-year SPI data (January 2003 to December 2012) for model validation. All the SPI data was preprocessed through the wavelet denoising and applied as the visible output in the HMM. Different lead time (T= 1, 3, 6, 12 months) forecasting performances were compared with conventional forecasting techniques (e.g., ANN and ARMA). Based on statistical evaluation performance, the HMM exhibited significant preferable results compared to conventional models with much larger forecasting skill score (about 0.3-0.6) and lower Root Mean Square Error (RMSE) values (about 0.5-0.9).

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Composition of Human Breast Milk Microbiota and Its Role in Children's Health

  • Notarbartolo, Veronica;Giuffre, Mario;Montante, Claudio;Corsello, Giovanni;Carta, Maurizio
    • Pediatric Gastroenterology, Hepatology & Nutrition
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    • 제25권3호
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    • pp.194-210
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    • 2022
  • Human milk contains a number of nutritional and bioactive molecules including microorganisms that constitute the so-called "Human Milk Microbiota (HMM)". Recent studies have shown that not only bacterial but also viral, fungal, and archaeal components are present in the HMM. Previous research has established, a "core" microbiome, consisting of Firmicutes (i.e., Streptococcus, Staphylococcus), Proteobacteria (i.e., Serratia, Pseudomonas, Ralstonia, Sphingomonas, Bradyrhizobium), and Actinobacteria (i.e., Propionibacterium, Corynebacterium). This review aims to summarize the main characteristics of HMM and the role it plays in shaping a child's health. We reviewed the most recent literature on the topic (2019-2021), using the PubMed database. The main sources of HMM origin were identified as the retrograde flow and the entero-mammary pathway. Several factors can influence its composition, such as maternal body mass index and diet, use of antibiotics, time and type of delivery, and mode of breastfeeding. The COVID-19 pandemic, by altering the mother-infant dyad and modifying many of our previous habits, has emerged as a new risk factor for the modification of HMM. HMM is an important contributor to gastrointestinal colonization in children and therefore, it is fundamental to avoid any form of perturbation in the HMM that can alter the microbial equilibrium, especially in the first 100 days of life. Microbial dysbiosis can be a trigger point for the development of necrotizing enterocolitis, especially in preterm infants, and for onset of chronic diseases, such as asthma and obesity, later in life.