• 전자공학회논문지
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• 제54권1호
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• pp.121-128
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• 2017

본 논문에서는 다음향(multisource) 환경에서의 음향 사건 검출 정확도를 높이기 위해 비음수 텐서 분해(nonnegative tensor factorization, NTF)와 은닉 마코프 모델(hidden Markov model, HMM)을 이용한 이중 채널 음향 사건 검출 방법을 제안한다. 제안된 방법은 먼저 이중 채널 입력 신호들에 NTF 기법을 적용하여 얻은 각 음향 사건 별 채널 이득을 활용하여 다수의 음향 사건들을 검출한다. 그러고 나서, 채널 이득에 의해 검출된 음향 사건의 발생 여부를 검증하기 위하여 채널 이득을 우도 가중치로 활용하는 HMM 기반의 우도비 검증을 수행한다. 제안된 방법의 검출 정확도를 평가하기 위하여 다양한 잡음과 사건간 중첩 밀도를 고려하는 다중 사건 발생 환경에 대한 F-measure를 측정하였고, 기존의 혼합 가우시안 모델 및 비음수 행렬 분해 기반의 음향 사건 검출 방법들과 비교하였다. 실험 결과, 제안된 방법이 기존 방법들에 비하여 모든 실험 조건에서 높은 정확도를 보였다.

• 대한수학회지
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• 제56권6호
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• pp.1503-1514
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• 2019

A rank 1 matrix has a factorization as $uv^t$ for vectors u and v of some orders. The arctic rank of a rank 1 matrix is the half number of nonzero entries in u and v. A matrix of rank k can be expressed as the sum of k rank 1 matrices, a rank 1 decomposition. The arctic rank of a matrix A of rank k is the minimum of the sums of arctic ranks of the rank 1 matrices over all rank 1 decomposition of A. In this paper we obtain characterizations of the linear operators that strongly preserve the symmetric arctic ranks of symmetric matrices over nonnegative reals.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제30권1_2호
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• pp.201-210
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• 2012

A modified multiplicative update algorithms is presented for computing the nearest correlation matrix. The convergence property is analyzed in details and a sufficient condition is given to guarantee that the proposed approach will not breakdown. A number of numerical experiments show that the modified multiplicative updating algorithm is efficient, and comparable with the existing algorithms.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2015년도 하계학술대회
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• pp.418-420
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• 2015

본 논문은 베이지안 비음수 행렬 인수분해 (Bayesian nonnegative matrix factorization, BNMF) 기반의 음성 강화 기법에서 음성과 잡음 성분의 latent source 수에 따른 강화성능에 대해 서술한다. BNMF 기반의 음성 강화 기법은 입력 신호를 서브 신호들의 합으로 분해한 후, 잡음 성분을 제거하는 방식으로 그 성능이 기존의 NMF 기반의 방법들보다 우수한 것으로 알려져 있다. 그러나 많은 계산량과 latent source 의 수에 따라 성능의 차이가 있다는 단점이 있다. 이러한 단점을 개선하기 위해 본 논문에서는 BNMF 기반의 음성 강화 기법에서 최적의 latent source 개수를 찾기 위한 실험을 진행하였다. 실험은 잡음의 종류, 음성의 종류, 음성과 잡음의 latent source 의 개수, 그리고 SNR 을 바꿔가며 진행하였고, 성능 평가 방법으로 PESQ (perceptual evaluation of speech quality) 를 이용하였다. 실험 결과, 음성의 latent source 개수는 성능에 영향을 주지 않지만, 잡음의 latent source 개수는 많을수록 성능이 좋은 것으로 확인되었다.

• 한국음향학회지
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• 제39권2호
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• pp.120-130
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• 2020

본 논문은 블라인드 소스 분리 분야에서 널리 사용되는 멀티채널 비음수 행렬 분해 기법의 단점을 개선하여 미결정 복잡한 혼합 환경에서 문제를 해결한다. 공간 공분산 행렬에 기반을 둔 기존의 연구들에서, 단일 채널의 파워게인 및 상관관계와 같은 값으로 구성된 행렬의 각 요소는 높은 분산으로 인해 분리된 소스의 품질을 저하시키는 경향이 있다. 이 논문에서는 추정된 소스들을 효과적으로 클러스터링하기 위해 레벨 및 주파수 정규화를 수행한다. 따라서 새로운 공간 공분산 행렬 및 효과적인 클러스터 쌍별 거리함수를 제안한다. 본 논문에서는 제안된 행렬을 공간 모델의 초기화에 활용하여 공간 모델의 향상된 추정과 이를 바탕으로 상향식 접근법에서의 계층적 응집 클러스터링에 활용함으로써 분리된 음원의 품질을 향상시켰다. 제안된 알고리즘은 'Signal Separation Evaluation Campaign 2008 development dataset'을 활용하여 실험을 하였다. 그 결과 객관적인 소스 분리 품질 검증 도구인 'Blind Source Separation Eval toolbox'를 활용하여 대부분의 성능향상지표에서의 향상을 확인하였으며, 특히 대표적인 수치인 SDR의 1 dB ~ 3.5 dB 정도의 성능우위를 검증하였다.

• Journal of applied mathematics & informatics
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• 제30권3_4호
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• pp.365-380
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• 2012

Non-negative matrix factorization (NMF) is a very efficient method to explain the relationship between functions for finding basis information of multivariate nonnegative data. The multiplicative update (MU) algorithm is a popular approach to solve the NMF problem, but it fails to approach a stationary point and has inner iteration and zero divisor. So the elementwisely alternating projected gradient (eAPG) algorithm was proposed to overcome the defects. In this paper, we use the fact that the equilibrium point is stable to prove the convergence of the eAPG algorithm. By using a classic model, the equilibrium point is obtained and the invariant sets are constructed to guarantee the integrity of the stability. Finally, the convergence conditions of the eAPG algorithm are obtained, which can accelerate the convergence. In addition, the conditions, which satisfy that the non-zero equilibrium point exists and is stable, can cause that the algorithm converges to different values. Both of them are confirmed in the experiments. And we give the mathematical proof that the eAPG algorithm can reach the appointed precision at the least iterations compared to the MU algorithm. Thus, we theoretically illustrate the advantages of the eAPG algorithm.

• 전자공학회논문지
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• 제54권2호
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• pp.123-129
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• 2017

본 논문에서는 이중 마이크로폰 배열을 이용하여 비음수 행렬분해(nonnegative matrix factorization, NMF) 기반으로 다중음원의 도래각을 추정하는 새로운 방법을 제안한다. 우선 이중 마이크로폰 배열에 들어온 음향 신호들을 연속된 분석프레임으로 분할한 후, 각 프레임에 대해 조향응답파워 위상변환(steered-response power phase transform, SRP-PHAT) 빔형성기를 적용하여 스테레오 신호들을 시간-방향 영역으로 표현한다. 이러한 SRP-PHAT의 시간-방향 출력값들은 사전에 정의된 프레임 수만큼 누적하여 시간-방향 블록으로 정의한다. 다음으로, 잡음에 강건한 도래각 추정을 위하여, 각 시간-방향 블록을 블록차감 기법을 사용하여 매 프레임에 대해 정규화한다. 이후, 다중음원 환경에서 각 음원의 방향을 클러스터링하기 위해 정규화된 시간-방향 블록에 비지도(unsupervised) NMF를 적용한다. 구체적으로, 음원의 개수와 이들의 도래각을 추정하는데 각각 활성 및 기저 행렬들을 사용한다. 제안된 방법의 도래각 추정 성능을 평가하기 위해 이중 마이크로폰 배열로부터 입력된 [$-35{\circ}$, 5m], [$12{\circ}$, 4m], 그리고 [$38{\circ}$, 4.m]에 각각 위치한 세 가지 음원들에 대한 추정 오차의 절대 평균(mean absolute error, MAE) 및 오차의 표준편차를 측정하였다. 실험 결과. 제안된 방법은 기존의 SRP-PHAT 기반 도래각 추정방법에 비해 상대적으로 MAE를 56.83% 줄일 수 있었다.

• 한국정보과학회:학술대회논문집
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• 한국정보과학회 2006년도 한국컴퓨터종합학술대회 논문집 Vol.33 No.1 (B)
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• pp.34-36
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• 2006

In this paper we present a method of feature extraction for motor imagery single trial EEG classification, where we exploit nonnegative matrix factorization (NMF) to select discriminative features in the time-frequency representation of EEG. Experimental results with motor Imagery EEG data in BCI competition 2003. show that the method indeed finds meaningful EEG features automatically, while some existing methods should undergo cross-validation to find them.

• Genomics & Informatics
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• 제4권1호
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• pp.33-39
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• 2006

Alternative splicing (AS) is an important mechanism of producing transcriptome diversity and microarray techniques are being used increasingly to monitor the splice variants. There exist three types of microarrays interrogating AS events-junction, exon, and tiling arrays. Junction probes have the advantage of monitoring the splice site directly. Johnson et al., performed a genome-wide survey of human alternative pre-mRNA splicing with exon junction microarrays (Science 302:2141-2144, 2003), which monitored splicing at every known exon-exon junctions for more than 10,000 multi-exon human genes in 52 tissues and cell lines. Here, we describe an algorithm to deduce the relative concentration of isoforms from the junction array data. Non-negative Matrix Factorization (NMF) is applied to obtain the transcript structure inferred from the expression data. Then we choose the transcript models consistent with the ECgene model of alternative splicing which is based on mRNA and EST alignment. The probe-transcript matrix is constructed using the NMF-consistent ECgene transcripts, and the isoform abundance is deduced from the non-negative least squares (NNLS) fitting of experimental data. Our method can be easily extended to other types of microarrays with exon or junction probes.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5150-5155
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• 2011

인지증을 유발하는 원인은 알츠하이머병(Alzheimer's Disease: AD)과 혈관성 인지증(vascular Dementia: VD)이 가장 높은 비율을 차지한다. 본 논문에서는 측정된 라만 스펙트럼에서 AD, VD, 정상(NOR: normal)을 분류하기 위해 변별력 있는 영역을 조사하고, 특징 변환을 이용한 분류 실험 결과를 제시하였다. 혈소판으로부터 측정한 라만 스펙트럼은 먼저 smoothing을 적용한 다음 배경 잡음을 제거하고 스펙트럼의 기준 피크를 중심으로 그 위치를 정렬하였고 minmax 방법을 사용하여 정규화 하였다. 전처리를 거친 스펙트럼은 AD와 VD, NOR를 변별하기 가장 용이한 영역을 결정하기 위해 조사되었으며, 그 결과 725-777, 1504-1592, 1632-1700 $cm^{-1}$ 영역에서 스펙트럼이 많은 차이를 보임을 확인하였다. 분류 실험은 선택한 각 영역에 대하여 PCA(principal component analysis)와 NMF(nonnegative matrix factorization) 방법을 적용하여 얻은 특징을 이용하여 행하였다. 총 327개의 라만 스펙트럼에 대한 MAP(maximum a posteriori probability) 분류 실험 결과에 따르면, 본 연구에서 제안된 국부 영역 변환 특징을 사용했을 때 평균 92.8 %의 분류율을 보임을 알 수 있었다.