본 논문에서는 음성 신호로부터 감정의 특징을 나타내는 요소를 찾아내는 것을 목표로 하고 있다. 일반적으로 감정을 인식할 수 있는 요소는 단어, 톤, 음성신호의 피치, 포만트, 그리고 발음 속도 및 음질 등이 있다. 음성을 기반으로 감정을 익히는 방법 중에서 현재 가장 많이 접근하고 있는 방법은 피치에 의한 방법이 있다. 사람의 경우는 주파수 같은 분석 요소보다는 톤과 단어, 빠르기, 음질로 감정을 받아들이게 되는 것이 자연스러운 방법이므로 이러한 요소들이 감정을 분류하는데 중요한 요소로 쓰일 수 있다. 따라서, 본 논문에서는 감정에 따른 음성의 특징을 추출하기 위해 사람의 감정 중에서 비교적 자주 쓰이는 평상, 기쁨, 화남, 슬픔에 관련된 4가지 감정을 비교 분석하였으며, 인간의 감정에 대한 음성의 특성을 분석한 결과, 강도와 스펙트럼에서 각각의 일관된 결과를 추출할 수 있었고, 이러한 결과에 대한 실험 과정과 최종 결과 및 근거를 제시하였다. 끝으로 실험에 의해 제안한 방법의 유용성을 입증하고자 한다.
본 논문에서는 감정인식 분야에서 가장 많이 사용되어지는 음성신호와 얼굴영상을 가지고 4개의(기쁨, 슬픔, 화남, 놀람) 감정으로 인식하고 각각 얻어진 감정인식 결과를 Multi modal 기법을 이용해서 이들의 감정을 융합한다. 이를 위해 얼굴영상을 이용한 감정인식에서는 주성분 분석(Principal Component Analysis)법을 이용해 특징벡터를 추출하고, 음성신호는 언어적 특성을 배재한 acoustic feature를 사용하였으며 이와 같이 추출된 특징들을 각각 신경망에 적용시켜 감정별로 패턴을 분류하였고, 인식된 결과는 감정표현 시스템에 작용하여 감정을 표현하였다.
본 논문에서는 연극공연을 관람하는 관객의 반응정보를 수집하기 위하여, 청각센서를 통해 관객의 음성을 획득하고 획득된 음성에 대한 감정을 예측하여 관객 반응정보 관리시스템에 전송하는 음성신호 기반 감정인식 시스템을 구현한다. 이를 위해, 관객용 헤드셋 마이크와 다채널 녹음장치를 이용하여 관객음성을 획득하는 인터페이스와 음성신호의 특징벡터를 추출하여 SVM (support vector machine) 분류기에 의해 감정을 예측하는 시스템을 구현하고, 이를 관객 반응정보 수집 시스템에 적용한다. 실험결과, 구현된 시스템은 6가지 감정음성 데이터를 활용한 성능평가에서 62.5%의 인식률을 보였고, 실제 연극공연 환경에서 획득된 관객음성과 감정인식 결과를 관객 반응정보 수집 시스템에 전송함을 확인하였다.
사람의 음성이 가진 고유한 특성을 이용하여 그 안에 담긴 감정을 분석하여 파악할 수 있다면 효과적인 의사소통이 가능할 것이다. 본 연구에서는 음성이 가진 피치 값과, 속도의 변화와 같은 요소를 데이터화 하여 그 안에 담긴 감정을 기계학습을 통해 분류 및 예측하는 과정을 거친다. 감정 별 음성 데이터 분석을 위해 다양한 기계학습 알고리즘을 활용하며 선행 연구들보다 높은 정확도로 신뢰할 수 있는 측정 결과를 제공해 줄 수 있을 것이다. 이를 통해 음성만으로 사람의 감정을 파악하여 효과적인 의사소통 및 다양한 분야에 활용될 수 있을 것으로 기대한다.
본 논문에서는 영상과 음성의 데이터를 이용한 사람의 감정을 인식하는 방법을 제안한다. 제안된 방법은 영상과 음성의 인식률에 기반 한다. 영상이나 음성 중 하나의 출력 데이터만을 이용한 경우에는 잘못된 인식에 따른 결과를 해결하기가 힘들다. 이를 보완하기 위해서 영상과 음성의 출력을 이하여 인식률이 높은 감정 상태에 가중치를 줌으로써 잘못된 인식의 결과를 줄일 수 있는 방법을 제안한다. 이를 위해서는 각각의 감정 상태에 대한 영상과 음성의 인식률이 추출되어져 있어야 하며, 추출된 인식률을 기반으로 가중치를 계산하는 방법을 제시한다.
인간과 기계와의 인터페이스에 있어서 궁극적 목표는, 인간과 기계가 마치 사람과 사람이 대화하듯 자연스런 인터페이스가 이루어지도록 하는데 있다. 이에 본 논문에서는 사람의 음성속에 깃든 6개의 기본 감정을 인식하는 알고리듬을 제안하고자 한다. 이를 위하여 뛰어난 주파수 분해능력을 갖고 있는 웨이블렛 필터뱅크를 이용하여 음성을 여러 개의 서브밴드로 나누고 각 밴드에서 특징점을 추출하여 감정을 이식하고 이를 최종적으로 융합, 단일의 인식값을 내는 다중의사 결정 구조를 갖는 알고리듬을 제안하였다. 이를 적용하여 실제 음성 데이타에 적용한 결과 기존의 방법보다 높은 90%이상의 인식률을 얻을 수 있었다.
사람은 표정, 음성, 말 등을 통해 감정을 표출한다. 본 논문에서는 화자의 음성데이터만을 사용하여 감정을 분류하는 방법을 제안한다. 멜 스펙트로그램(Mel-Spectrogram)을 이용하여 음성데이터를 시간에 따른 주파수 영역으로 변화한다. 멜 스펙트로그램으로 변환된 데이터를 CNN을 이용하여 특징 벡터화한 후 Bi-Directional LSTM을 이용하여 화자의 발화 시간 동안 변화되는 감정을 분석한다. 마지막으로 완전 연결 네트워크를 통해 전체 감정을 분류한다. 감정은 Anger, Excitement, Fear, Happiness, Sadness, Neutral로, 총 6가지로 분류하였으며 데이터베이스로는 상명대 연구팀에서 구축한 한국어 음성 감정 데이터베이스를 사용하였다. 실험 결과 논문에서 제안한 CNN-LSTM 모델의 정확도는 88.89%로 측정되었다.
본 논문은 딥러닝 기법을 활용하여 음성신호로부터 효율적인 화자 벡터를 추출하는 시스템을 제안한다. 음성신호에는 발화내용, 감정, 배경잡음 등과 같이 화자의 특징과는 관련이 없는 정보들이 포함되어 있다는 점에 착안하여 제안 방법에서는 추출된 화자 벡터에 화자의 특징과 관련된 정보는 가능한 많이 포함되고, 그렇지 않은 비화자 정보는 최소화될 수 있도록 학습을 진행한다. 특히, 오토-인코더 구조의 부호화 기가 두 개의 임베딩 벡터를 추정하도록 하고, 효과적인 손실 함수 조건을 두어 각 임베딩이 화자 및 비화자 특징만 각각 포함할 수 있도록 하는 효과적인 화자 정보 분리(disentanglement)방법을 제안한다. 또한, 화자 정보를 유지하는데 도움이 되는 생성적 적대 신경망(Generative Adversarial Network, GAN)에서 활용되는 판별기 구조를 도입함으로써, 디코더의 성능을 향상시킴으로써 화자 인식 성능을 보다 향상시킨다. 제안된 방법에 대한 적절성과 효율성은 벤치마크 데이터로 사용되고 있는 Voxceleb1에 대한 동일오류율(Equal Error Rate, EER) 개선 실험을 통하여 규명하였다.
본 논문은 음성이 인간에게 전달되어 나타나는 여러 가지 감정 표현 중에서 단지 4가지 감정 즉 두려움, 싫증, 놀람 그리고 중성에 대한 감정 표현이 얼굴과 몸동작에 동시에 나타내는 애니메이션 시스템인 HEEAS(Human Emotional Expression Animation System)를 구현하는데 그 주된 목적이 있다. 이를 위해서 본 논문에서는 감정 표현이 풍부한 한국인 20대 청년을 모델로 설정하였다. 또한 입력되어진 음성 신호를 통해서 추출된 감정표현에 대한 데이터를 얼굴코드와 몸동작코드를 부여하고 이를 데이터 베이스화 하여 실제 애니메이션 구현을 하기 위한 처리의 시간을 최소화하였다. 즉, 입력되어진 음성 신호를 이용해서 원하는 결과인 얼굴, 몸동작에 대한 자료를 이진 검색을 이용해서 데이터베이스에서 찾으므로 검색 시간을 최소화하였다. 실제 감정 표현에 대한문제들을 실험을 통해서 얻은 결과가 99.9%의 정확도임을 알 수가 있었다.
Most recently, CP(Cellular Phone) has been one of the most important technologies in the IT(Information Tech-nology) field, and it is situated in a position of great importance industrially and economically. To produce the best CP in the world, a new technological concept and its advanced implementation technique is required, due to the extreme level of competition in the world market. The RT(Robot Technology) has been developed as the next generation of a future technology. Current robots require advanced technology, such as soft computing, human-friendly interface, interaction technique, speech recognition, object recognition etc. unlike the industrial robots of the past. Therefore, this paper explains conceptual research for development of the RCP(Robotic Cellular Phone), a new technological concept, in which a synergy effect is generated by the merging of IT & RT. RCP infra consists of $RCP^{Mobility}$$RCP^{Interaction}$, $RCP^{Integration}$ technologies. For $RCP^{Mobility}$, human-friendly motion automation and personal service with walking and arming ability are developed. $RCP^{Interaction}$ ability is achieved by modeling an emotion-generating engine and $RCP^{Integration}$ that recognizes environmental and self conditions is developed. By joining intelligent algorithms and CP communication network with the three base modules, a RCP system is constructed. Especially, the RCP mobility system is focused in this paper. $RCP^{Mobility}$ is to apply a mobility technology, which is popular robot technology, to CP and combine human-friendly motion and navigation function to CP. It develops a new technological application system of auto-charging and real-world entertainment function etc. This technology can make a CP companion pet robot. It is an automation of human-friendly motions such as opening and closing of CPs, rotation of antenna, manipulation and wheel-walking. It's target is the implementation of wheel and manipulator functions that can give service to humans with human-friendly motion. So, this paper presents the definition, the basic theory and experiment results of the RCP mobility system. We confirm a good performance of the RCP mobility system through the experiment results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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