본 논문에서는 Cepstral Mean Normalization(CMN)과 Cepstral Mean and Variance Normalization(CMVN) 프레임워크에서 극점 필터링(pole filtering) 개념을 Mel-Frequency Cepstral Coefficient(MFCC) 특징 벡터에 적용한다. 또한 분산 정규화를 대신하여 스케일 정규화를 사용하는 Cepstral Mean and Scale Normalization(CMSN)의 성능을 잡음 환경 음성인식 실험을 통해 평가한다. CMN과 CMVN은 보통 발화 단위로 수행되기 때문에 짧은 발화의 경우 특징에 대한 평균과 분산의 추정 신뢰도가 보장되지 않는 문제점을 가지는데, 극점 필터링과 스케일 정규화 방식을 적용함으로 이러한 문제점을 보완할 수 있다. Aurora 2 데이터베이스를 이용한 실험 결과, 극점 필터링과 스케일 정규화를 결합한 특징 정규화 방식의 성능이 가장 높은 성능 향상을 보인다.
특징 정규화는 인식기를 적용하기 이전의 전처리 단계로 특징 차원에 따라 서로 다른 스케일에 의해 발생하는 오류를 줄이기 위해 널리 사용된다. 하지만 기존 정규화 방법은 클래스 라벨을 고려하지 않으므로 정규화 결과가 인식률에서 최적임을 보장하지 못하는 문제점이 있다. 이를 개선하기 위해 클래스 라벨을 사용하여 정규화를 시행하는 교사 정규화 방법이 제안되었고 기존 정규화 방법에 비해 나은 성능을 보임이 입증되었다. 이 논문에서는 교사 랭크 정규화 방법에 학습 샘플 선택 방법을 적용함으로써 교사 랭크 정규화 방법을 더욱 개선할 수 있는 방법을 제안한다. 학습 샘플 선택은 잡음이 많은 샘플을 학습에서 제외함으로써 잡음에 보다 강한 분류기를 학습시키는 전처리 단계로 많이 사용되며 랭크 정규화에서도 역시 사용될 수 있다. 학습 샘플 선택은 이웃한 샘플이 속하는 클래스와 이웃한 샘플까지의 거리를 바탕으로 하는 두 가지 척도를 제안하였고, 두 가지 척도 모두에서 기존 정규화 방법에 비해 인식률이 향상되었음을 실험 결과를 통해 확인할 수 있었다.
Communications for Statistical Applications and Methods
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제31권1호
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pp.105-127
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2024
We propose recurrent neural network (RNN) methods for forecasting realized volatility (RV). The data are RVs of ten major stock price indices, four from the US, and six from the EU. Forecasts are made for relative ratio of adjacent RVs instead of the RV itself in order to avoid the out-of-scale issue. Forecasts of RV ratios distribution are first constructed from which those of RVs are computed which are shown to be better than forecasts constructed directly from RV. The apparent asymmetry of RV ratio is addressed by the Piecewise Min-max (PM) normalization. The serial dependence of the ratio data renders us to consider two architectures, long short-term memory (LSTM) and gated recurrent unit (GRU). The hyperparameters of LSTM and GRU are tuned by the nested cross validation. The RNN forecast with the PM normalization and ratio transformation is shown to outperform other forecasts by other RNN models and by benchmarking models of the AR model, the support vector machine (SVM), the deep neural network (DNN), and the convolutional neural network (CNN).
특징 정규화는 인식기를 적용하기 이전의 전처리 단계로 특징의 스케일에 따른 오류를 줄이기 위해 널리 사용되고 있다. 하지만 기존 정규화 방법은 특징의 분포를 가정하는 경우가 많으며, 클래스 라벨을 고려하지 않으므로 정규화 결과가 인식률에서 최적임을 보장하지 못하는 문제점이 있다. 이 논문에서는 특징의 분포를 가정하지 않는 랭크 정규화 방법과 클래스 라벨을 사용하는 교사 학습법을 결합한 교사 랭크 정규화 방법을 제안하였다. 제안하는 방법은 데이터의 분포를 바탕으로 특징의 분포를 자동으로 추정하므로 특징의 분포를 가정하지 않으며, 데이터 포인트의 최근접 이웃이 가지는 클래스 라벨을 바탕으로 정규화를 시행하므로 오류의 발생을 최소화할 수 있다. 특히 SVM의 경우 서로 다른 클래스에 속하는 데이터 포인트들이 혼재되어 나타나는 영역에 경계선을 설정하므로 이 영역의 밀도를 줄임으로써 경계선 설정을 보다 용이하게 하고 결과적으로 일반화 오류를 감소시킬 수 있다. 이러한 사실들은 실험 결과를 통해 확인할 수 있다.
최근, 빅데이터 분야에서는 빅 데이터의 양적 팽창이 주요 이슈로 떠오르고 있다. 더군다나 이러한 빅데이터는 기계학습의 입력값으로 사용되어지고 있으며 이들의 성능을 향상시키기 위해 정규화 전처리가 필요하다. 이러한 성능은 빅데이터 컬럼의 범위나 정규화 전처리 방식에 따라 크게 좌우된다. 본 논문에서는 다양한 종류의 정규화 전처리 방식과 빅데이터 컬럼의 범위를 조절하면서 서포트벡터머신(SVM)의 기계학습방식에 적용함으로써 더욱 효과적인 정규화 전처리 방식을 파악하고자 하였다. 이를 위하여 파이썬언어와 주피터 노트북 환경에서 기계학습을 수행하고 분석하였다.
This paper presents a heuristic algorithm for classifying vehicles using a single loop detector. The data used for the development of the algorithm are the frequency variation of a vehicle sensored from the circle-shaped loop detectors which are normal buried beneath the expressway. The pre-processing of data is required for the development of the algorithm that actually consists of two parts. One is both normalization of occupancy time and that with frequency variation, the other is finding of an adaptable number of sample size for each vehicle category and calculation of average value of normalized frequencies along with occupancy time that will be stored for comparison. Then, detected values are compared with those stored data to locate the most fitted pattern. After the normalization process, we developed some frameworks for comparison schemes. The fitted scales used were 10 and 15 frames in occupancy time(X-axis) and 10 and 15 frames in frequency variation (Y-axis). A combination of X-Y 10-15 frame turned out to be the most efficient scale of normalization producing 96 percent correct classification rate for six types of vehicle.
Journal of Electrical Engineering and information Science
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제2권6호
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pp.146-155
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1997
In order to achieve scale- and rotation-invariance in recognizing unoccluded objects in binary images using Zernike moment features, an image of an object has often been normalized first by its zeroth-order moment (ZOM) or area. With elongated objects such as characters, a stroke width varies with the threshold value used, it becomes one or two pixels wider or thinner. The variations of the total area of the character becomes significant when the character is relatively thin with respect to its overall size, and the resulting normalized moment features are no longer reliable. This dilation/erosion effect is more severe when the object is not focused precisely. In this paper, we analyze the ZOM method and propose as a normalization method, the maximum enclosing circle (MEC) centered at the centroid of the character. We compare both the ZOM and MEC methods in their performance through various experiments.
This paper presents a speaker dependent isolated digit recognition algorithm using the Mellin transform. Since the Mellin transform converts a scale information into a phase information, attempts have been made to utilize this scale invariance property of the Mellin transform in order to alleviate a time-normalization procedure required for a speech recognition. It has been found that good results can be obtained by taking the Mellin transform to the features such as a ZCR, log energy, normalized autocorrelation coefficients, first predictor coefficient and normalized prediction error. We employed a difference function for evaluating a similarity between two patterns. When the proposed algorithm was tested on Korean digit words, a recognition rate of 83.3% was obtained. The recognition accuracy is not compatible with the other technique such as LPC distance however, it is believed that the Mellin transform can effectively perform the time-normalization processing for the speech recognition.
cDNA microarray experiments permit us to investigate the expression levels of thousands of genes simultaneously and to make it easy to compare gene expression from different populations. However, researchers are asked to be cautious in interpreting the results because of the unexpected sources of variation such as systematic errors from the microarrayer and the difference of cDNA dye intensity. And the scanner itself calculates both of mean and median of the signal and background pixels, so it follows a selection which raw data will be used in analysis. In this paper, we compare the results in each case of using mean and median from the raw data and normalization methods in reducing the systematic errors with arm's skin cells of old and young males. Using median is preferable to mean because the distribution of the test statistic (t-statistic) from the median is more close to normal distribution than that from mean. Scaled print tip normalization is better than global or lowess normalization due to the distribution of the test-statistic.
화자들 사이의 성도의 길이의 변이에 의하여 음성 인식기의 성능이 저하된다. 본 연구에서는 입력 음성에서 추출한 단구간 스펙트럼의 주파수축을 확대하거나 축소하여 음성인식기에 미치는 화자사이의 성도 길이의 영향을 최소화하는 방법을 사용한다 성도의 길이를 정규화하기 위한 주파수 변환 함수로서, 선형의 주파수 변환 함수와 조각적 선형적인 변환 함수를 고려하였다. 또한, 커다란 성도길이의 변이에 따른 주파수축의 척도변화를 보다 효과적으로 모의할 수 있는 가변구간 조각적 선형함수를 제안한다. TIDIGITS 연결 숫자음 음성자료에 대하여 제안한 방법을 적용한 결과, 단어의 오인식률을 2.15%에서 0.53%로 크게 감소시킴으로서, 성도 길이 정규화가 화자 독립 음성인식기의 성능 향상에 필수적임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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