Efforts to employ smart home sensors to monitor the indoor activities of elderly single residents have been made to assess the feasibility of a safe and healthy lifestyle. However, the bathroom remains an area of blind spot. In this study, we have developed and evaluated a new edge computer device that can automatically detect water usage activities in the bathroom and record the activity log on a cloud server. Three kinds of sound as flushing, showering, and washing using wash basin generated during water usage were recorded and cut into 1-second scenes. These sound clips were then converted into a 2-dimensional image using MEL-spectrogram. Sound data augmentation techniques were adopted to obtain better learning effect from smaller number of data sets. These techniques, some of which are applied in time domain and others in frequency domain, increased the number of training data set by 30 times. A deep learning model, called CRNN, combining Convolutional Neural Network and Recurrent Neural Network was employed. The edge device was implemented using Raspberry Pi 4 and was equipped with a condenser microphone and amplifier to run the pre-trained model in real-time. The detected activities were recorded as text-based activity logs on a Firebase server. Performance was evaluated in two bathrooms for the three water usage activities, resulting in an accuracy of 96.1% and 88.2%, and F1 Score of 96.1% and 87.8%, respectively. Most of the classification errors were observed in the water sound from washing. In conclusion, this system demonstrates the potential for use in recording the activities as a lifelog of elderly single residents to a cloud server over the long-term.
본 논문은 심장질환을 비침습적 방법으로 빠르고 쉽게 진단할 수 있도록 심음을 이용하는 방법에 대한 가능성을 찾는 것이다. 일반적으로 심음의 분류를 위하여 심음을 분리한 후에 특징파라미터를 추출하는 과정을 거치지 않고, 심음 분리에 사용되는 Shannon 엔트로피로 정규화하여 신경회로망의 입력으로 사용하였다. 심장질환에 따른 심잡음 분류를 위하여 Scaled conjugate gradient 역전파 알고리즘을 이용하여 신경회로망 분류기를 구현하였다. 정상 심음과 심장 질환의 경우 5가지를 포함하여 6종류의 심잡음에 대하여 분류가 가능함을 확인하였다.
Heavy-weight impact sounds generated by impact ball were classified according to the frequency characteristics on the equal loudness contours. Sound quality metrics such as Zwicker's loudness, sharpness, roughness of each classified impact sound were also measured. Loudness spectrum has been regarded as an indication of the characteristics difference of each classified impact sound. The adjectives in Korean expressing the sound quality characteristics of floor impact sounds were also investigated by adoptability and similarity tests. The group of the adjectives was used to evaluate the sound quality of floor impact sound by semantic differential test method.
The impact sound of the golf club is one of the major factors to purchase it. Sound quality metrics has been mostly developed for harmonic sounds. Sound quality evaluation techniques for the impact sound have been contrived in this study. Jury test, one of the typical subjective evaluation scheme, is carried out for evaluating the sound quality of 13 different golf drivers, which classification results are assumed to be correct answers. Conventional objective evaluation methods such as Zwicker loudness sensory pleasantness are calculated. Wavelet analysis and instantaneous loudness are applied in order to evaluate the sound quality of transient sounds, which scheme shows better correlation with the results from jury test.
The impact sound of the golf club is one of the major factors to purchase it. Sound qualify evaluation techniques are mostly developed for harmonic sounds. Sound quality metrics for the impact sound is proposed in this study. Jury test, one of the typical subjective evaluation scheme, is carried out for evaluating the sound quality of 11 different golf drivers. Above subjective classification results are assumed to be the right answers. Conventional objective evaluation methods such as Zwicker loudness sensory pleasantness are calculated. Wavelet analysis and instantaneous loudness are applied in order to evaluate the transient sounds, which shows better correlation with the results from those by jury test.
Studies on the ways to construct agreeable sound-amenity have been processed in Korea recently and Virtual Acoustics Field Simulation System (VAFSS) which is an active acoustics reproducing system has been made as a technique to realize the results of the study. This system catches the changes of surroundings and produce sounds which go well with the mood of the space. The fact that a man thinks a sound goes well with factors of the environment should be an individual evaluation. Thus, the standards to classify factors influencing the preference of the sound, which can be judged by the environment, are needed. This study suggests the standards of factors to provide agreeable sound for people according to changes of the time and other elements. Among the factors influencing environment, the temperature, the humidity and the wind were suggested as standards of discomfort Index and wind chin temperature. Besides, only the intensity of illumination has been chosen to estimate the intensity of radiation as a part of factors of the whether.
깊은 신경망은 데이터의 특성을 효과적으로 나타낼 수 있는 방법으로 최근 많은 응용 분야에서 활용되고 있다. 하지만, 제한적인 양의 데이터베이스는 깊은 신경망을 훈련하는 과정에서 과적합 문제를 야기할 수 있다. 본 논문에서는 풍부한 양의 음성 혹은 음악 데이터를 이용한 전이학습을 통해 제한적인 양의 사운드 이벤트에 대한 깊은 신경망을 효과적으로 훈련하는 방법을 제안한다. 일련의 실험을 통해 제안하는 방법이 적은 양의 사운드 이벤트 데이터만으로 훈련된 깊은 신경망에 비해 현저한 성능 향상이 있음을 확인하였다.
Hearing impaired persons are exposed to the danger since they can't be aware of many dangerous situations like fire alarms, car hones and so on. Therefore they need haptic or visual informations when they meet dangerous situations. In this paper, we design a dangerous sound detection engine for hearing impaired. We consider four dangerous indoor situations such as a boiled sound of kettle, a fire alarm, a door bell and a phone ringing. For outdoor, two dangerous situations such as a car horn and a siren of emergency vehicle are considered. For a test, 6 data sets are collected from those six situations. we extract LPC, LPCC and MFCC as feature vectors from the collected data and compare the vectors for feasibility. Finally we design a matching engine using an artificial neural network and perform classification tests. We perform classification tests for 3 times considering the use outdoors and indoors. The test result shows the feasibility for the dangerous sound detection.
효과적인 동물 생태계 분석을 위해서는 동물 서식 현황을 자동으로 파악할 수 있는 동물 관제 기술이 중요하다. 특히 울음소리로 종을 판별하는 동물 소리 분류 기술은 영상을 통한 판별이 어려운 환경에서 큰 주목을 받고 있다. 기존 연구들은 단일 딥러닝 모델을 사용하여 동물 소리를 분류하였으나, 야외 환경에서 수집된 동물 소리는 많은 배경 잡음을 포함하여 단일 모델의 판별력을 악화시키며, 종에 따른 데이터 불균형으로 인해 모델의 편향된 학습을 야기한다. 이에, 본 논문에서는 클래스의 데이터 수를 고려하여 페널티를 부여하는 Focal Loss를 사용한 여러 분류 모델의 예측결과를 앙상블을 통해 결합하여 잡음이 많은 동물 소리를 효과적으로 분류할 수 있는 기법을 제안한다. 공개 데이터 셋을 사용한 실험에서, 제안된 기법은 단일 모델의 평균 성능에 비해 Recall 기준으로 최대 22.6%의 성능 개선을 달성하였다.
심장병이 있는 환자들을 진료할 때 의사들은 청진기를 이용하여 심음 (heart sound)을 듣고 이를 기준으로 환자의 병의 유무나 질환의 종류에 대한 기초적인 판단을 하게 된다. 하지만, 심음은 환자의 상태나 외부 잡음의 영향에 따라서 신호의 특성이 변하고 또한 정상적인 심음과 질병을 나타내는 심음과의 차이가 비교적 구분하기 어려울 정도로 작기 때문에 숙달된 전문의가 아니면, 진단의 정확도가 떨어질 가능성이 있다. 따라서 신호처리 기법을 이용하여 심음을 분석해서 심음이 정상적인지의 유무를 자동으로 판단할 수 있다면, 진단을 하는 의사들에게 유용한 정보가 될 것이라 생각된다. 본 연구에서는 심음의 질병유무와 질병종류를 자동으로 판단하기 위해서 기존에 많이 사용되었던 artificial neural network (ANN) 대신에 hidden Markov model (HMM)을 사용하는 방법을 제안하였으며, 기초적인 실험결과 상당히 우수한 성능을 보임을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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