• 제목/요약/키워드: HMM algorithm

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Hidden Markov Model 과 Genetic Algorithm을 이용한 온라인 문자인식에 관한 연구 (On-Line Character Recognition using Hidden Markov Model and Genetic Algorithm)

  • 홍영표;장춘서
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2000년도 추계종합학술대회 논문집(3)
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    • pp.29-32
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    • 2000
  • HMM(Hidden Markov Model)은 시간적인 정보를 토대로 하는 수학적인 방법으로서 문자인식에 많이 사용되어지고 있다. 그런데 HMM이 적용되고자 하는 문제에서 사용되어지는 상태 수와 HMM에서 사용되어지는 parameter들은 처음에 결정되는 값들에 의해서 상당히 많은 영향을 받게 된다. 따라서 한글의 특성을 이용한 HMM의 상태 수를 결정한 후 결정되어진 각각의 HMM parameter들을 Genetic Algorithm을 이용하였다. Genetic Algorithm은 매개변수 최적화 문제에 대하여 자연의 진화 원리를 마땅한 알고리즘으로 선택, 교배, 돌연변이 연산을 이용하여 최적의 개체를 구하게 된다. 여기서는 HMM에서의 Viterbi Algorithm을 적합도 검사에 사용하였다.

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불완전 시계열 데이터를 위한 이산 HMM 학습 알고리듬 (Discrete HMM Training Algorithm for Incomplete Time Series Data)

  • 신봉기
    • 한국멀티미디어학회논문지
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    • 제19권1호
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    • pp.22-29
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    • 2016
  • Hidden Markov Model is one of the most successful and popular tools for modeling real world sequential data. Real world signals come in a variety of shapes and variabilities, among which temporal and spectral ones are the prime targets that the HMM aims at. A new problem that is gaining increasing attention is characterizing missing observations in incomplete data sequences. They are incomplete in that there are holes or omitted measurements. The standard HMM algorithms have been developed for complete data with a measurements at each regular point in time. This paper presents a modified algorithm for a discrete HMM that allows substantial amount of omissions in the input sequence. Basically it is a variant of Baum-Welch which explicitly considers the case of isolated or a number of omissions in succession. The algorithm has been tested on online handwriting samples expressed in direction codes. An extensive set of experiments show that the HMM so modeled are highly flexible showing a consistent and robust performance regardless of the amount of omissions.

Training HMM Structure and Parameters with Genetic Algorithm and Harmony Search Algorithm

  • Ko, Kwang-Eun;Park, Seung-Min;Park, Jun-Heong;Sim, Kwee-Bo
    • Journal of Electrical Engineering and Technology
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    • 제7권1호
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    • pp.109-114
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    • 2012
  • In this paper, we utilize training strategy of hidden Markov model (HMM) to use in versatile issues such as classification of time-series sequential data such as electric transient disturbance problem in power system. For this, an automatic means of optimizing HMMs would be highly desirable, but it raises important issues: model interpretation and complexity control. With this in mind, we explore the possibility of using genetic algorithm (GA) and harmony search (HS) algorithm for optimizing the HMM. GA is flexible to allow incorporating other methods, such as Baum-Welch, within their cycle. Furthermore, operators that alter the structure of HMMs can be designed to simple structures. HS algorithm with parameter-setting free technique is proper for optimizing the parameters of HMM. HS algorithm is flexible so as to allow the elimination of requiring tedious parameter assigning efforts. In this paper, a sequential data analysis simulation is illustrated, and the optimized-HMMs are evaluated. The optimized HMM was capable of classifying a sequential data set for testing compared with the normal HMM.

HMM과 GA를 이용한 한국어 음성의 음소단위 인식 (Phoneme-based Recognition of Korean Speech Using HMM(Hidden Markov Model) and Genetic Algorithm)

  • 박준하;조성원
    • 한국지능시스템학회:학술대회논문집
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    • 한국퍼지및지능시스템학회 1997년도 추계학술대회 학술발표 논문집
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    • pp.291-295
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    • 1997
  • 현재에 주로 개발되어 상용화가 시작되고 있는 음성인식 시스템의 대부분은 단어인식을 기분으로 하는 시스템으로 적용 단어수를 늘려줌으로서 인식범위를 늘일 수 있으나, 그에 따라 검색해야하는 단어수가 늘어남으로서 전체적인 시스템의 속도 및 성능이 저하되는 경향이 있다. 이러한 단점의 극복을 위하여 본 논문에서는 HMM(Hidden Markov Model)과 GA(Genetic Algorithm)를 이용한 한국어 음성의 음소단위 인식 시스템을 구현하였다. 음성 특징으로는 LPC Cepstrum 계수를 사용하였으며, 인식시는 인식대상이 되는 단어에 대하여 GA(Genetic Algorithm)을 통하여 각 음소를 분리하고, 음소단위로 학습된 HMM 파라미터를 적용하여 인식함으로써 각각의 음소별 가능하도록 하는 방법을 제안하였다.

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HMM 및 보정 알고리즘을 이용한 자동 음성 분할 시스템 (An Automatic Segmentation System Based on HMM and Correction Algorithm)

  • 김무중;권철홍
    • 음성과학
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    • 제9권4호
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    • pp.265-274
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    • 2002
  • In this paper we propose an automatic segmentation system that outputs the time alignment information of phoneme boundary using Viterbi search with HMM (Hidden Markov Model) and corrects these results by an UVS (unvoiced/voiced/silence) classification algorithm. We selecte a set of 39 monophones and a set of 647 extended phones for HMM models. For the UVS classification we use the feature parameters such as ZCR (Zero Crossing Rate), log energy, spectral distribution. The result of forced alignment using the extended phone set is 11% better than that of the monophone set. The UVS classification algorithm shows high performance to correct the segmentation results.

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최대 빈도모델 탐색을 이용한 동물소리 인식용 소리모델생성 (Sound Model Generation using Most Frequent Model Search for Recognizing Animal Vocalization)

  • 고유정;김윤중
    • 한국정보전자통신기술학회논문지
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    • 제10권1호
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    • pp.85-94
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    • 2017
  • 본 논문에서는 동물소리 인식시스템을 위하여 최대 빈도모델 탐색 알고리즘을 고안하고 이를 이용한 소리모델을 생성하는 방법을 제안하였다. 소리모델 생성 방법은 동물종의 소리 데이터로부터 학습과정, 비터비 탐색과정 및 최대 빈도모델 탐색과정을 반복하면서 HMM(Hidden Makcov Model)모델의 구조(상태의 수와 GMM의 수)를 탐색하여 최적의 인식률을 갖는 모델집합이 생성하는 방법이다. 최대 빈도모델 탐색 알고리즘은 입력 소리 데이터를 비터비(Viterbi) 알고리즘으로 탐색하여 모델리스트를 생성하고 이 리스트 중에서 최대 빈도수의 모델을 탐색하여 최종 인식결과로 결정하는 방법이다. 알고리즘에서 소리특징으로 MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficient), 모델형식으로 HMM을 이용하고 C# 프로그래밍언어로 구현 하였다. 알고리즘의 성능을 평가하기 위하여 27종의 동물소리를 선정하고 실험을 하였으며 27개의 HMM 모델집합이 97.29 퍼센트의 인식률로 생성됨을 확인하였다.

Combining a HMM with a Genetic Algorithm for the Fault Diagnosis of Photovoltaic Inverters

  • Zheng, Hong;Wang, Ruoyin;Xu, Wencheng;Wang, Yifan;Zhu, Wen
    • Journal of Power Electronics
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    • 제17권4호
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    • pp.1014-1026
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    • 2017
  • The traditional fault diagnosis method for photovoltaic (PV) inverters has a difficult time meeting the requirements of the current complex systems. Its main weakness lies in the study of nonlinear systems. In addition, its diagnosis time is long and its accuracy is low. To solve these problems, a hidden Markov model (HMM) is used that has unique advantages in terms of its training model and its recognition for diagnosing faults. However, the initial value of the HMM has a great influence on the model, and it is possible to achieve a local minimum in the training process. Therefore, a genetic algorithm is used to optimize the initial value and to achieve global optimization. In this paper, the HMM is combined with a genetic algorithm (GHMM) for PV inverter fault diagnosis. First Matlab is used to implement the genetic algorithm and to determine the optimal HMM initial value. Then a Baum-Welch algorithm is used for iterative training. Finally, a Viterbi algorithm is used for fault identification. Experimental results show that the correct PV inverter fault recognition rate by the HMM is about 10% higher than that of traditional methods. Using the GHMM, the correct recognition rate is further increased by approximately 13%, and the diagnosis time is greatly reduced. Therefore, the GHMM is faster and more accurate in diagnosing PV inverter faults.

평균 예측 LMS 알고리즘을 이용한 반향 잡음에 강인한 HMM 학습 모델 (Echo Noise Robust HMM Learning Model using Average Estimator LMS Algorithm)

  • 안찬식;오상엽
    • 디지털융복합연구
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    • 제10권10호
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    • pp.277-282
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    • 2012
  • 음성 인식 시스템은 다양하게 변화하는 환경 잡음에 빠르게 적응할 수 없어서 인식 성능을 저하시키는 요인이 된다. 본 논문에서는 평균 예측 LMS 알고리즘을 이용하여 반향 잡음에 강인하게 하는 방법으로 HMM 학습 모델을 구성하는 방법을 제안하였으며, 변화하는 반향 잡음에 적응하도록 HMM 학습 모델을 구성하여 인식 성능을 평가하였다. 실험 결과 변화하는 환경 잡음을 제거하여 얻은 음성의 SNR은 평균 3.1dB이 향상되었고 인식률은 3.9% 향상되었다.

HMM 음성인식 시스템을 위한 화자적응 방법들의 성능비교 (A Comparative Study of Speaker Adaptation Methods for HMM-Based Speech Recognition)

  • 구명완;은종관;이황수
    • 한국음향학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.37-43
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    • 1991
  • 본 논문에서는 HMM을 이용한 음성인식 시스템에서 2단계로 이루어지는 화자적응 알고리즘의 성능비교를 수행하였다. 첫단계는 새로운 화자와의 거리차이를 줄여주는 VQ 적응방식들로 구성되는 이 방식들 중에서 lable prototype 적응, 적응음성으로부터 구성된 VQ코우드 북을 사용한 적응 및 사상 코우드 북을 사용한 적응등의 알고리즘 성능비교를 하였다. 두 번째 단계는 새로운 화자를 위해서 HMM 파라미터를 변환시켜주는 HMM 피라미터 적응방식들로 이루어지는데 이 방법들 중에서 Viterbi 알고리즘, DTW 알고리즘, iterative alignment 알고리즘 및 fuzzy histogram 알고리즘의 성능을 비교하였다. 성능비교 결과 fuzzy histogram 알고림즘에 의한 화자적응 방식이 최고의 인식율을 나타내었다.

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비선형 집단화와 완화기법을 이용한 VQ/HMM에 관한 연구 (A Study on VQ/HMM using Nonlinear Clustering and Smoothing Method)

  • 정희석;강철호
    • 한국음향학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.35-42
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    • 1999
  • 본 논문에서는 이산적인 HMM(Hidden Markov Model)을 이용한 고립단어 인식 시스템에서 입력특징벡터의 변별력을 향상시키기 위해 수정된 집단화 알고리듬을 제안하므로써 K-means나 LBG 알고리듬을 이용한 기존의 HMM에 비해 2.16%의 인식율을 향상시켰다. 또한 HMM학습과정에서 불충분한 학습데이타로 인해 발생되는 인식율저하의 문제를 해소하기 위해 확률적으로 개선된 smoothing 기법을 제안하므로써 화자독립 실험에서 3.07%의 인식율을 향상시켰다. 본 논문에서 제안한 두 가지 알고리듬을 모두 적용하여 최종적으로 실험한 VQ/HMM에서는 기존의 방식에 비해 화자독립 인식실험 결과 평균 인식율이 4.66% 개선되었다.

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