• 제목/요약/키워드: Dynamic Time Warping (DTW)

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손가락 움직임 인식을 위한 웨어러블 디바이스 설계 및 ML 기법별 성능 분석 (Design and Performance Analysis of ML Techniques for Finger Motion Recognition)

  • 정우순;이형규
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제25권2호
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    • pp.129-136
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    • 2020
  • 손가락 움직임 인식을 통한 제어는 직관적인 인간-컴퓨터 상호작용 방법의 하나이다. 본 연구에서는 여러 가지 ML (Machine learning) 기법을 사용하여 효율적인 손가락 움직임 인식을 위한 웨어러블 디바이스를 구현한다. 움직임 인식을 위한 시계열 데이터 분석에 전통적으로 사용되어 온 HMM (Hidden markov model) 및 DTW (Dynamic time warping) 기법뿐만 아니라 NN (Neural network) 기법을 적용하여 손가락 움직임 인식의 효율성 및 정확성을 비교하고 분석한다. 제안된 시스템의 경우, 경량화된 ML 모델을 설계하기 위해 각 ML 기법에 대해 최적화된 전처리 프로세스를 적용한다. 실험 결과, 최적화된 NN, HMM 및 DTW 기반 손가락 움직임 인식시스템은 각각 99.1%, 96.6%, 95.9%의 정확도를 제공한다.

크로마 레벨 표현, 동적 시간 왜곡, 꺾인 거리함수에 기반한 멜로디 사이의 유사도 개발 (Development of melody similarity based on chroma representation, dynamic time warping, and hinge distance)

  • 장달원;박성주;장세진;이석필
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송공학회 2011년도 하계학술대회
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    • pp.258-260
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    • 2011
  • 이 논문에서는 쿼리-바이-싱잉/허밍 (Query-by-singing/humming, QbSH) 시스템 또는 커버 노래 인식 (cover song identification) 시스템에서 사용 가능한 멜로디 유사도를 제안한다. QbSH 또는 커버 노래 인식은 디지털 음악의 사용이 보편화되면서 음악 검색의 방법으로 많은 연구가 진행되어 오고 있다. 멜로디 유사도는 이런 시스템을 구현하는데 필수적인 요소이며, 두 개의 음악에서 멜로디가 추출되었다고 가정하고, 추출된 멜로디 사이의 유사한 정도를 수치로 표현한다. QbSh 시스템이나 커버 노래 인식 시스템은 멜로디 유사도에 기반하여 입력 노래와 유사한 노래를 데이터베이스에서 검색하는 작업을 수행한다. 이 논문에서 제안하는 멜로디 유사도 방식은 기존의 많이 연구되던 동적 시간 왜곡 (dynamic time warping, DTW) 방법과 크로마 표현 방법 (chroma representation)을 사용하였다. DTW방법은 비대칭적으로 사용하고 미디 노트 영역에서 표현된 멜로디 특징은 0이상 12 미만의 크로마 레벨로 표현하였다. 기존의 방법에서는 정수값을 많이 사용하였으나 이 논문에서는 실수값을 사용한다. DTW 에 사용하는 거리 함수를 기존에 사용하던 차이의 절대값 대신 꺾인 함수 형태를 사용함으로써 성능을 높였다. QbSH 시스템에서의 실험을 통해서 성능을 검증하였다. 본 논문에서는 10-12초 길이의 1000번의 쿼리(Query)에 대해서 28시간 정도의 데이터베이스에서 실험한 결과, 순위 역의 평균 (Mean reciprocal rank, MRR) 값이 0.713을 보였다.

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비디오 내 이동 객체의 색인 정보를 이용한 궤적 유사도 측정 기법 (Similarity Measurement Method of Trajectory using Indexing Information of Moving Object in Video)

  • 김정인;최창;김판구
    • 스마트미디어저널
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    • 제1권3호
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    • pp.43-47
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    • 2012
  • 멀티미디어 데이터의 사용이 증대됨에 따라, 이를 관리하고 검색하기 위한 다양한 연구 및 시스템이 개발되고 있다. 하지만 일반적인 검색 방법이 비디오 데이터 내 관련 태그정보나 제목을 통해 검색이 되기 때문에 많은 어려움이 있다. 따라서 본 논문에서는 비디오 검색을 위해 비디오 내 이동 객체의 정보를 이용한 궤적 정보를 통해 유사도 측정 기법에 대해 기술한다. 전체적인 과정은 CCTV 비디오 데이터를 그레이 스케일화 하여, 이동 객체를 추출한 후 라벨링 과정을 통해 궤적을 추출한다. 이를 통해 유사도 즉정을 위한 TSR(Tansent Space Representation)과 DTW(Dynamic Time Warping) 알고리즘을 사용하여 두 알고리즘을 비교 분석한다.

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Relationship between Aiming Patterns and Scores in Archery Shooting

  • Quan, ChengHao;Lee, Sangmin
    • 한국운동역학회지
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    • 제26권4호
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    • pp.353-360
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    • 2016
  • Objective: The aim of this study was to investigate the relationship between aiming patterns and scores in archery shooting. Method: Four (N = 4) elementary-level archers from middle school participated in this study. Aiming pattern was defined by averaged acceleration data measured from accelerometers attached on the body during the aiming phase in archery shooting. Stepwise multiple regression analysis was used to test whether a model incorporating aiming patterns from all nine accelerometers could predict the scores. In order to extract period of interest (POI) data from raw data, a Dynamic Time Warping (DTW)-based extraction method was presented. Results: Regression models for all four subjects are conducted with different significance levels and variables. The significance levels of the regression models are 0.12%, 1.61%, 0.55%, and 0.4% respectively; the $R^2$ of the regression models is 64.04%, 27.93%, 72.02%, and 45.62% respectively; and the maximum significance levels of parameters in the regression models are 1.26%, 4.58%, 5.1%, and 4.98% respectively. Conclusion: Our results indicated that the relationship between aiming patterns and scores was described by a regression model. Analysis of the significance levels, variables, and parameters of the regression model showed that our approach - regression analysis with DTW - is an effective way to raise scores in archery shooting.

FAULT DIAGNOSIS OF ROLLING BEARINGS USING UNSUPERVISED DYNAMIC TIME WARPING-AIDED ARTIFICIAL IMMUNE SYSTEM

  • LUCAS VERONEZ GOULART FERREIRA;LAXMI RATHOUR;DEVIKA DABKE;FABIO ROBERTO CHAVARETTE;VISHNU NARAYAN MISHRA
    • Journal of applied mathematics & informatics
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    • 제41권6호
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    • pp.1257-1274
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    • 2023
  • Rotating machines heavily rely on an intricate network of interconnected sub-components, with bearing failures accounting for a substantial proportion (40% to 90%) of all such failures. To address this issue, intelligent algorithms have been developed to evaluate vibrational signals and accurately detect faults, thereby reducing the reliance on expert knowledge and lowering maintenance costs. Within the field of machine learning, Artificial Immune Systems (AIS) have exhibited notable potential, with applications ranging from malware detection in computer systems to fault detection in bearings, which is the primary focus of this study. In pursuit of this objective, we propose a novel procedure for detecting novel instances of anomalies in varying operating conditions, utilizing only the signals derived from the healthy state of the analyzed machine. Our approach incorporates AIS augmented by Dynamic Time Warping (DTW). The experimental outcomes demonstrate that the AIS-DTW method yields a considerable improvement in anomaly detection rates (up to 53.83%) compared to the conventional AIS. In summary, our findings indicate that our method represents a significant advancement in enhancing the resilience of AIS-based novelty detection, thereby bolstering the reliability of rotating machines and reducing the need for expertise in bearing fault detection.

Dynamic Time Warping을 이용한 컨테이너 식별자 인식 성능 향상 (A Performance Enhancement of Container ISO-code Recognition using Dynamic Time Warping)

  • 이상린;구경모;차의영
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2007년도 추계종합학술대회
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    • pp.977-980
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    • 2007
  • 본 논문은 인식된 컨테이너 식별자 문자열과 컨테이너 작업리스트를 비교하여 작업리스트와 인식된 컨테이너 식별자 문자열을 매칭하는 효율적인 방법을 소개하고자 한다. Dynamic Time Warping 기법을 이용하여 오인식되거나 인식이 되지 않은 문자에 대하여 오독률을 최소화할 수 있는 효율적인 방법을 제안한다. 기존의 문자열 비교방식에 비하여 제안하는 방법을 사용하였을 경우 더 나은 성능을 보였다.

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DTW(Dynamic Time Warping)를 이용한 영상 정보 검색 (Image Information Retrieval Using DTW(Dynamic Time Warping))

  • 하정요;이나영;김계영;최형일
    • 디지털콘텐츠학회 논문지
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    • 제10권3호
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    • pp.423-431
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    • 2009
  • 영상을 검색하는 데에는 형태, 색상, 질감 등 여러 가지 특징을 사용 할 수 있다. 그 중 가장 활발한 연구가 이루어지고 있는 분야가 형태 정보와 색상 정보를 이용하는 분야이다. 형태 정보를 이용하는 검색 방법에는 2D 모멘트와 푸리에변환 등의 방법이 유명하다. 또 다른 방법으로는 CSS(Curvature Scale Space)가 있는데, 이는 윤곽선 정보를 이용하여 윤곽선의 굴곡을 2D 그래프로 표현하여 그 그래프의 극대점을 특징 값으로 사용하여 영상을 비교 검색하는 방법이다. 기존 CSS 방법에는 몇 가지 문제점이 있어서 본 논문에서는 기존 방법을 향상시킨 ICSS 방법을 사용하여 영상을 검색한다. 색상 정보를 이용하는 방법에는 RGB 색상정보를 이용하는 방법과 HSI 색상정보를 이용하는 방법 등이 있는데 본 논문에서는 HSI 색상정보를 이용하여 색상 히스토그램으로 표현한 후 영상의 비교 척도로 사용하였다. 영상의 유사도를 측정하는 방법으로는 유클리디언 디스턴스를 주로 사용하는데, 본 논문에서는 정확도와 검색 시간을 단축시키고자 DTW를 사용하여 영상의 유사도를 측정하였고, 유클리디언 디스턴스를 사용했을 때와 비교하여 성능 향상 결과를 보인다.

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음악 특징점간의 유사도 측정을 이용한 동일음원 인식 방법 (Same music file recognition method by using similarity measurement among music feature data)

  • 성보경;정명범;고일주
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.99-106
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    • 2008
  • 최근 다양한 분야에서(웹 포털, 유료 음원서비스 등) 디지털 음악의 검색이 사용되고 있다. 기존의 디지털 음악의 검색은 음악 데이터에 포함된 자체 메타 정보를 이용하여 이루어진다. 하지만 메타 정보가 다르게 작성되었거나 작성되지 않은 경우 정확한 검색은 어렵다. 요즘 이러한 문제의 보완 방안으로 음악자체를 이용하는 내용기반정보 검색 기법에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 논문에서는 음악의 파형에서 추출된 특징 정보간의 유사도 측정을 통하여 동일음원을 인식하는 방법에 대해 논하고자 한다. 디지털 음악의 특징 정보는 단순화시킨 MFCC (Mel Frequency Cepstral Coefficient)를 이용하여 음악의 파형으로부터 추출하였다. 디지털 음악간의 유사도는 Vision 및 Speech Recognition 분야에서 사용되던 DTW (Dynamic Time Warping) 기법을 활용하여 측정하였다. 제안된 동일 음원 인식 방법의 검증을 위한 같은 장르에서 무작위 추출된 1000곡에서 시행한 500번의 검색은 모두 성공했다. 검색에 사용된 500개의 디지털 오디오는 60개의 디지털음원을 압축방식과 비트율을 다르게 조합하여 만들었다. 실험의 결과로 DTW을 이용한 유사도 측정법이 동일음원을 인식할 수 있음을 증명하였다.

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DTW를 이용한 패턴 기반 일중 price momentum 효과 분석 (Analysis of intraday price momentum effect based on patterns using dynamic time warping)

  • 이천주;안원빈;오경주
    • Journal of the Korean Data and Information Science Society
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    • 제28권4호
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    • pp.819-829
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    • 2017
  • 가격의 추세가 형성되면 그 방향으로 진행하려는 price momentum 현상은 여러 국가의 거의 모든 주식, 채권 및 통화 시장에서 관찰되고 있다. KOSPI200선물을 대상으로 거래량 패턴과 일중 price momentum을 분석하였다. KOSPI200선물에서 장이 열릴 때와 닫힐 때 거래량이 집중되는 U자형 거래량 패턴이 관찰되었다. 9시 10분의 가격 수익률이 9시 시초가 대비 양 (+)이면 매수, 음 (-)이면 매도 진입하여 종가에 청산하는 전략의 유효성을 확인함으로써 일중 price momentum 현상이 존재함을 확인하였다. 또한, 9시부터 9시 10분까지 수익률이 점점 증가되는 J자형 가격 패턴 경우는 그렇지 않은 패턴 경우보다 price momentum 현상이 더 강함을 분석하였다. J자형 가격 패턴 여부를 판단하는 방법으로 DTW 분석 방식을 사용하였다. DTW 분석은 일중 가격 움직임을 예측하는데 유용함을 확인할 수 있었다.

스마트 그리드에서의 시계열 군집분석을 통한 전력수요 예측 연구 (A study on electricity demand forecasting based on time series clustering in smart grid)

  • 손흥구;정상욱;김삼용
    • 응용통계연구
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    • 제29권1호
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    • pp.193-203
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    • 2016
  • 본 논문은 ICT기반 시장에서의 수요관리시스템에서의 핵심 요소인 전력 수요 예측을 위하여, 전체 사용량을 기반으로 예측 하는 방식이 아닌, 시계열 기반 군집분석을 통한 군집별 예측량의 결합을 실시하였다. 시계열 군집 분석 방법으로서 Periodogram 기반의 정규화 군집분석, 예측 기반의 군집분석, DTW(Dynamic Time Warping)를 이용하여 군집화를 시도하였으며, 군집 별 수요예측 모형으로서 DSHW(Double Seasonal Holt-Winters) 모형, TBATS(Trigonometric, Box-Cox transform, ARMA errors, Trend and Seasonal components) 모형, FARIMA(Fractional ARIMA) 모형을 사용하여 예측을 실시하였다. 전체 사용량을 기반으로 예측 하는 방식이 아닌, 군집분석을 통한 군집별 예측량의 결합이 더 낮은 MAPE로 나타남에 따라 우수한 예측 방법으로 판단되었다.