대부분의 음성인식 시스템이 확률 모델을 기반으로 한 HMM 방법을 가장 많이 사용하고 있다. 한국어 고립 전화 숫자음 인식인 경우에 만약 충분한 학습 데이터가 주어지면 HMM 방법을 사용해도 높은 인식률을 얻는다 그러나 한국어 연속 전화 숫자음 인식인 경우에 비슷하게 발음되는 전화 숫자음들에 대해서는 HMM방법이 한계를 가지고 있다. 본 논문에서는 한국어 연속 전화 숫자음 인식에서 HMM 방법의 한계를 극복하기 위해 discriminant 학습 방법을 제시한다. 실험결과는 우리가 제시한 discriminant 학습 방법이 비슷하게 발음되는 전화 숫자음들에 대해서 높은 인식률을 갖는 것을 보여준다.
This paper proposes a data augmentation algorithm to improve the performance of DNN(Deep Neural Network) based speech enhancement. Many deep learning models are exploring algorithms to maximize the performance in limited amount of data. The most commonly used algorithm is the data augmentation which is the technique artificially increases the amount of data. For the effective data augmentation algorithm, we used a formant enhancement method that assign the different weights to the formant frequencies. The DNN model which is trained using the proposed data augmentation algorithm was evaluated in various noise environments. The speech enhancement performance of the DNN model with the proposed data augmentation algorithm was compared with the algorithms which are the DNN model with the conventional data augmentation and without the data augmentation. As a result, the proposed data augmentation algorithm showed the higher speech enhancement performance than the other algorithms.
피로는 개인의 능력을 저하되게 하여 업무 수행을 어렵게 하며, 피로가 누적되면 집중력이 저하되어 안전사고를 초래할 가능성이 증가하게 된다. 피로에 대한 자각은 주관적이나, 실제 현장에서는 피로의 수준을 정량적으로 측정할 필요가 있다. 기존 연구에서 피로 수준은 다원적 피로 척도와 같은 주관적 평가에, 생체신호 분석 등의 객관적지표를 추가하여 전문가의 판단으로 측정하는 방식이 제안되었으나, 이러한 방법은 일상생활에서 실시간으로 피로도를 평가하기 어렵다. 본 논문은 현장에서 녹음한 음성 데이터를 이용하여 실시간으로 작업자의 피로 수준을 판정하는 피로도 분류 모델에 관한 연구이다. 현장에서 수집한 음성 데이터를 이용하여 로지스틱 분류, 서포트 벡터 머신, 랜덤 포레스트 등의 기계학습 모델을 학습시킨다. 성능을 평가한 결과, 정확도가 0.677 ~ 0.758로 우수한 성능을 보여주었고, 이 중에서 로지스틱 분류가 가장 우수한 성능을 나타냈다. 실험 결과로부터 음성신호를 이용하여 피로도를 분류하는 것이 가능하다는 것을 알 수 있다.
본 논문은 주파수 영역에서 심층 신경망 기반 음성 향상 모델 학습을 위하여 학습 대상과 네트워크 구조에 따라 두 가지 관점에서 성능을 비교 평가한다. 이때, 학습 대상으로는 스펙트럼 매핑과 Time-Frequency(T-F) 마스킹 기법을 사용하였고 네트워크 구조는 실수 네트워크와 복소 네트워크를 사용하였다. 음성 향상 모델의 성능은 데이터 셋 규모에 따라 Perceptual Evaluation of Speech Quality(PESQ)와 Short-Time Objective Intelligibility(STOI) 두 가지 객관적 평가지표를 통해 평가하였다. 실험 결과, 네트워크의 종류와 데이터 셋 종류에 따라 적정한 훈련 데이터의 크기가 다르다는 것을 확인하였다. 또한, 데이터의 크기와 학습 대상에 따라 복소 네트워크보다 실수 네트워크가 비교적 높은 성능을 보이기 때문에 총 파라미터의 수를 고려한다면 경우에 따라 실수 네트워크를 사용하는 것이 보다 현실적인 해결책일 수 있다는 것을 확인하였다.
This study investigates the fine-tuning of large-scale Automatic Speech Recognition (ASR) models, specifically OpenAI's Whisper model, for domain-specific applications using the KsponSpeech dataset. The primary research questions address the effectiveness of targeted lexical item emphasis during fine-tuning, its impact on domain-specific performance, and whether the fine-tuned model can maintain generalization capabilities across different languages and environments. Experiments were conducted using two fine-tuning datasets: Set A, a small subset emphasizing specific lexical items, and Set B, consisting of the entire KsponSpeech dataset. Results showed that fine-tuning with targeted lexical items increased recognition accuracy and improved domain-specific performance, with generalization capabilities maintained when fine-tuned with a smaller dataset. For noisier environments, a trade-off between specificity and generalization capabilities was observed. This study highlights the potential of fine-tuning using minimal domain-specific data to achieve satisfactory results, emphasizing the importance of balancing specialization and generalization for ASR models. Future research could explore different fine-tuning strategies and novel technologies such as prompting to further enhance large-scale ASR models' domain-specific performance.
This paper presents a training method for neural networks and the employment of MSE (mean scare error) values as the basis of a decision regarding the identity claim of a speaker in a recurrent neural networks based speaker verification system. Recurrent neural networks (RNNs) are employed to capture temporally dynamic characteristics of speech signal. In the process of supervised learning for RNNs, target outputs are automatically generated and the generated target outputs are made to represent the temporal variation of input speech sounds. To increase the capability of discriminating between the true speaker and an impostor, a discriminative training method for RNNs is presented. This paper shows the use and the effectiveness of the MSE value, which is obtained from the Euclidean distance between the target outputs and the outputs of networks for test speech sounds of a speaker, as the basis of speaker verification. In terms of equal error rates, results of experiments, which have been performed using the Korean speech database, show that the proposed speaker verification system exhibits better performance than a conventional hidden Markov model based speaker verification system.
본 논문에서는 한국어 음성인식기 음향모델의 출력단위로 문자소를 제안한다. 제안하는 음성인식 모델은 한글을 G2P(Grapheme to Phoneme)과정 없이 초성, 중성, 종성 단위의 문자소로 분해하여 음향모델의 출력단위로 사용하며, 특별한 발음 정보를 주지 않고도 딥러닝 기반의 음향모델이 한국어 발음규정을 충분히 학습해 낼 수 있음을 보인다. 또한 기존의 음소기반 음성인식 모델과의 성능을 비교 평가하여 DB가 충분한 상황에서 문자소 기반 모델이 상대적으로 뛰어난 성능을 가진다는 것을 보인다.
본 논문에서는 효과적으로 VPI 환자 음성을 인식하기 위해 DNN-HMM 하이브리드 구조의 음성 인식 시스템을 구축하고 기존의 GMM-HMM 기반의 음성 인식 시스템과의 성능을 비교한다. 정상인의 깨끗한 음성 데이터베이스를 이용하여 초기 모델을 학습하고 정상인의 VPI 모의 음성을 이용하여 VPI 환자 음성에 대한 화자 인식을 위한 기본 모델을 생성한다. VPI 환자의 화자 적응 시에는 DNN의 각 층 별 가중치 행렬을 부분적으로 학습하여 성능을 관찰한 결과 GMM-HMM 인식기보다 높은 성능을 나타냈다. 성능 향상을 위해 DNN 모델 적응을 적용하고 LIN 기반의 DNN 모델 적용 결과 평균 2.35%의 인식률 향상을 나타냈다. 또한 소량의 데이터를 사용했을 때 GMM-HMM 기반 음성인식 기법에 비해 DNN-HMM 기반 음성 인식 기법이 향상된 VPI 음성 인식 성능을 보인다.
기존의 한국어 품사 태깅 방식은 복합어를 단위 형태소들로 분해하여 품사를 부착하므로 형태소 태그가 세분화되어 있어서 태거의 활용 목적에 따라 불필요하게 복잡하고 다양한 어절 유형들이 생성되는 단점이 있다. 딥러닝 언어처리에서는 키워드 추출 목적으로 품사 태거를 사용할 때 복합조사, 복합어미 등 문법 형태소들을 단위 형태소로 분할하지 않는 토큰화 방식이 효율적이다. 본 연구에서는 어절을 형태소 단위로 토큰화할 때 어휘형태소 부분과 문법형태소 부분 두 가지 유형의 토큰으로만 분할하는 Head-Tail 토큰화 기법을 사용하여 품사 태깅 문제를 단순화함으로써 어절이 과도하게 분해되는 문제점을 보완하였다. Head-Tail 토큰화된 데이터에 대해 통계적 기법과 딥러닝 모델로 품사 태깅을 시도하여 각 모델의 품사 태깅 정확도를 실험하였다. 통계 기반 품사 태거인 TnT 태거와 딥러닝 기반 품사 태거인 Bi-LSTM 태거를 사용하여 Head-Tail 토큰화된 데이터셋에 대한 품사 태깅을 수행하였다. TnT 태거와 Bi-LSTM 태거를 Head-Tail 토큰화된 데이터셋에 대해 학습하여 품사 태깅 정확도를 측정하였다. 그 결과로, TnT 태거는 97.00%인데 비해 Bi-LSTM 태거는 99.52%의 높은 정확도로 품사 태깅을 수행할 수 있음을 확인하였다.
다중작업학습(Multi-Task Learning, MTL) 기법은 하나의 신경망을 통해 다양한 작업을 동시에 수행하고 각 작업 간에 상호적으로 영향을 미치면서 학습하는 방식을 말한다. 본 연구에서는 전통문화 말뭉치를 직접 구축 및 학습데이터로 활용하여 다중작업학습 기법을 적용한 개체명 인식 모델에 대해 성능 비교 분석을 진행한다. 학습 과정에서 각각의 품사 태깅(Part-of-Speech tagging, POS-tagging) 과 개체명 인식(Named Entity Recognition, NER) 학습 파라미터에 대해 Bi-LSTM 계층을 통과시킨 후 각각의 Bi-LSTM을 계층을 통해 최종적으로 두 loss의 joint loss를 구한다. 결과적으로, Bi-LSTM 모델을 활용하여 단일 Bi-LSTM 모델보다 MTL 기법을 적용한 모델에서 1.1%~4.6%의 성능 향상이 있음을 보인다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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