• 제목/요약/키워드: Sound event classification

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공분산과 모듈로그램을 이용한 콘볼루션 신경망 기반 양서류 울음소리 구별 (Convolutional neural network based amphibian sound classification using covariance and modulogram)

  • 고경득;박상욱;고한석
    • 한국음향학회지
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    • 제37권1호
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    • pp.60-65
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    • 2018
  • 본 논문에서는 양서류 울음소리 구별을 CNN(Convolutional Neural Network)에 적용하기 위한 방법으로 공분산 행렬과 모듈로그램(modulogram)을 제안한다. 먼저, 멸종 위기 종을 포함한 양서류 9종의 울음소리를 자연 환경에서 추출하여 데이터베이스를 구축했다. 구축된 데이터를 CNN에 적용하기 위해서는 길이가 다른 음향신호를 정형화하는 과정이 필요하다. 음향신호를 정형화하기 위해서 분포에 대한 정보를 나타내는 공분산 행렬과 시간에 대한 변화를 내포하는 모듈로그램을 추출하여, CNN의 입력으로 사용했다. CNN은 convolutional layer와 fully-connected layer의 수를 변경해 가며 실험하였다. 추가적으로, CNN의 성능을 비교하기 위해 기존에 음향 신호 분석에서 쓰이는 알고리즘과 비교해보았다. 그 결과, convolutional layer가 fully-connected layer보다 성능에 큰 영향을 끼치는 것을 확인했다. 또한 CNN을 사용하였을 때 99.07 % 인식률로, 기존에 음향분석에 쓰이는 알고리즘 보다 높은 성능을 보인 것을 확인했다.

잡음 학생 모델 기반의 자가 학습을 활용한 음향 사건 검지 (Sound event detection model using self-training based on noisy student model)

  • 김남균;박창수;김홍국;허진욱;임정은
    • 한국음향학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.479-487
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    • 2021
  • 본 논문에서는 잡음 학생 모델 기반의 자가 학습을 활용한 음향 사건 검지 기법을 제안한다. 제안된 음향 사건 검지 모델은 두 단계로 구성된다. 첫 번째 단계에서는 잔차 합성곱 순환 신경망(Residual Convolutional Recurrent Neural Network, RCRNN)을 훈련하여 레이블이 지정되지 않은 비표기 데이터셋의 레이블 예측에 활용한다. 두 번째 단계에서는 세 가지 잡음 종류를 적용한 잡음 학생 모델을 자가학습 기법으로 반복하여 학습한다. 여기서 잡음 학생 모델은 SpecAugment, Mixup, 시간-주파수 이동을 활용한 특징 잡음, 드롭아웃을 활용한 모델 잡음, 그리고 semi-supervised loss function을 적용한 레이블 잡음을 활용하여 학습된다. 제안된 음향 사건 검지 모델의 성능은 Detection and Classification of Acoustic Scenes and Events(DCASE) 2020 Challenge Task 4의 validation set으로 평가하였다. DCASE 2020 챌린지 데이터셋의 baseline 및 최상위 랭크된 모델과 이벤트 단위 F1 점수 성능을 비교한 결과, 제안된 음향 사건 검지 모델이 단일 모델과 앙상블 모델에서 최상위 모델 대비 F1 점수를 각각 4.6 %와 3.4 % 향상시켰다.

시간 축 주의집중 기반 동물 울음소리 분류 (Temporal attention based animal sound classification)

  • 김정민;이영로;김동현;고한석
    • 한국음향학회지
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    • 제39권5호
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    • pp.406-413
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    • 2020
  • 본 논문에서는 조류와 양서류 울음소리의 구별 정확도를 높이기 위해 게이트 선형유닛과 자가주의 집중 모듈을 활용해서 데이터의 중요한 부분을 중심으로 특징 추출 및 데이터 프레임의 중요도를 판별해 구별 정확도를 높인다. 이를 위해 먼저 1차원의 음향 데이터를 로그 멜 스펙트럼으로 변환한다. 로그 멜 스펙트럼에서 배경잡음같이 중요하지 않은 정보는 게이트 선형유닛을 거쳐 제거한다. 그러고 난 뒤 시간 축에 자가주의집중기법을 적용해 구별 정확도를 높인다. 사용한 데이터는 자연환경에서 멸종위기종을 포함한 조류 6종의 울음소리와 양서류 8종의 울음소리로 구성했다. 그 결과, 게이트 선형유닛 알고리즘과 시간 축에서 자가주의집중을 적용한 구조의 평균 정확도는 조류를 구분했을 때 91 %, 양서류를 구분했을 때 93 %의 분류율을 보였다. 또한, 기존 알고리즘보다 약 6 % ~ 7 % 향상된 정확도를 보이는 것을 확인했다.

PNCC와 robust Mel-log filter bank 특징을 결합한 조류 울음소리 분류 (Bird sounds classification by combining PNCC and robust Mel-log filter bank features)

  • 알자흐라 바디;고경득;고한석
    • 한국음향학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.39-46
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    • 2019
  • 본 논문에서는 합성곱 신경망(Convolutional Neural Network, CNN) 구조를 이용하여 잡음 환경에서 음향신호를 분류할 때, 인식률을 높이는 결합 특징을 제안한다. 반면, Wiener filter를 이용한 강인한 log Mel-filter bank와 PNCCs(Power Normalized Cepstral Coefficients)는 CNN 구조의 입력으로 사용되는 2차원 특징을 형성하기 위해 추출됐다. 자연환경에서 43종의 조류 울음소리를 포함한 ebird 데이터베이스는 분류 실험을 위해 사용됐다. 잡음 환경에서 결합 특징의 성능을 평가하기 위해 ebird 데이터베이스를 3종류의 잡음을 이용하여 4개의 다른 SNR (Signal to Noise Ratio)(20 dB, 10 dB, 5 dB, 0 dB)로 합성했다. 결합 특징은 Wiener filter를 적용한 log-Mel filter bank, 적용하지 않은 log-Mel filter bank, 그리고 PNCC와 성능을 비교했다. 결합 특징은 잡음이 없는 환경에서 1.34 % 인식률 향상으로 다른 특징에 비해 높은 성능을 보였다. 추가적으로, 4단계 SNR의 잡음 환경에서 인식률은 shop 잡음 환경과 schoolyard 잡음 환경에서 각각 1.06 %, 0.65 % 향상했다.

자막방송을 위한 잔차 합성곱 순환 신경망 기반 음향 사건 분류 (Residual Convolutional Recurrent Neural Network-Based Sound Event Classification Applicable to Broadcast Captioning Services)

  • 김남균;김홍국;안충현
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2021년도 하계학술대회
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    • pp.26-27
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    • 2021
  • 본 논문에서는 자막방송 제공을 위해 방송콘텐츠를 이해하는 방법으로 잔차 합성곱 순환신경망 기반 음향 사건 분류 기법을 제안한다. 제안된 기법은 잔차 합성곱 신경망과 순환 신경망을 연결한 구조를 갖는다. 신경망의 입력 특징으로는 멜-필터벵크 특징을 활용하고, 잔차 합성곱 신경망은 하나의 스템 블록과 5개의 잔차 합성곱 신경망으로 구성된다. 잔차 합성곱 신경망은 잔차 학습으로 구성된 합성곱 신경망과 기존의 합성곱 신경망 대비 특징맵의 표현 능력 향상을 위해 합성곱 블록 주의 모듈로 구성한다. 추출된 특징맵은 순환 신경망에 연결되고, 최종적으로 음향 사건 종류와 시간정보를 추출하는 완전연결층으로 연결되는 구조를 활용한다. 제안된 모델 훈련을 위해 라벨링되지 않는 데이터 활용이 가능한 평균 교사 모델을 기반으로 훈련하였다. 제안된 모델의 성능평가를 위해 DCASE 2020 챌린지 Task 4 데이터 셋을 활용하였으며, 성능 평가 결과 46.8%의 이벤트 단위의 F1-score를 얻을 수 있었다.

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청각장애인용 자막방송 서비스를 위한 연쇄잔차 신경망 기반 음향 사건 분류 기법 (Sound Event Classification Based on Concatenated Residual Network Applicable to Closed Captioning Services for the Hearing Impaired)

  • 김남균;박동건;김준호;김홍국;안충현
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2020년도 하계학술대회
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    • pp.472-475
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    • 2020
  • 본 논문에서는 청각장애인에게 자막방송을 제공하기 위하여 오디오 콘텐츠에 등장하는 음향 사건을 분류하는 기법을 제안한다. 제안된 기법은 복수의 잔차 신경망(ResNet)을 연결하는 연쇄잔차(concatenated residual) 신경망 구조를 갖는다. 신경망의 입력 특징을 위해 음성의 멜-주파수 켑스트럼 벡터를 다수의 프레임으로 결합하여 형성한 2 차원 이미지와 전체 프레임에 대한 멜-주파수 켑스트럼 벡터들로부터 얻은 1 차원의 통계 특징벡터를 얻는다. 각각의 입력은 2 차원 잔차 신경망과 1 차원 잔차 신경망으로 모델링되고, 두 개의 잔차 신경망을 연쇄연결(concatenation)하는 구조를 가진 연쇄잔차 신경망으로 구성된다. 성능평가를 위해 수집된 데이터셋으로부터 6-fold 교차검증을 통해 평가한 결과, 85.48%의 분류 정확도를 얻을 수 있었다.

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기록관리시스템 기능요건 표준의 실무적 해석 (A practical analysis approach to the functional requirements standards for electronic records management system)

  • 임진희
    • 기록학연구
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    • 제18호
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    • pp.139-178
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    • 2008
  • 최근 공표된 국내외 기록관리시스템 기능요건 표준은 기록관리 핵심 기능뿐 아니라 시스템관리와 선택적인 기능의 요건을 포함하여 상세한 수준에서 요건 기술을 하고 있다. 기능요건은 전자기록 관리의 실무 경험을 토대로 만들어지며, 정보기술의 표준화를 기반으로 전자기록 실무가 표준화되어 가는 추세에 따라 기능요건 표준들도 점차 내용적 공통성을 확보해 가고 있다. 또한, 기록관리전문가, 정보기술 전문가, 컨설턴트, 기록관리 응용패키지 벤더 등 다양한 전문가 그룹의 참여와 협력으로 만들어진 기능요건은 품질 수준이 향상되고 있을 뿐만 아니라 국제적 표준화의 경향도 높아지고 있다. 선진 모범 실무를 기반으로 만들어진 기록관리시스템 기능요건 표준을 벤치마킹하여 실무적 해석을 통해 유용한 시사점을 얻을 수 있다. 이 논문에서는 기록관리의 핵심이라 할 수 있는 분류와 처분 영역의 기능요건을 기록관리 업무와 연관하여 해석함으로써 우리나라 전자기록 실무에 의미있는 시사점을 얻고자 한다. 첫 번째로 분류의 계층 수를 고정적인 개수로 제한할 필요가 있는지, 분류의 말단에만 편철을 해야 하는지를 논의해 보고, 두 번째로 보유기간 기산일을 이벤트 방식으로 설정하는 방식의 특징과 상속개념을 이용하여 다중의 처분지침을 적용하는 방법에 대해 살펴보고, 세 번째로 기록관리가 조직의 규제준수와 위험관리에 대응하는 대안이 되어야 한다는 전제하에 각종 규제에 적극적으로 대응하기 위해 필요한 처분보류와 해제 기능에 대해 알아본다. 마지막으로 기록관리시스템이 기록관리자의 유용한 도구가 되기 위해 필수적인 기능인 대량 일괄작업에 대해 예시하고 있다. 기록관리자들은 기록관리시스템 기능요건 표준을 실무적 관점에서 해석할 줄 알아야 하며, 실무에 필요한 요건을 도출하여 전문적인 전자기록관리 업무 수행의 주요 도구인 기록관리시스템을 고도화해 나갈 수 있어야 한다. 국가기록원은 기록관리시스템 기능요건 표준의 적용 범위를 확대하여 다양한 이해당사자들이 공통의 기반에서 효과적, 효율적으로 전자기록관리 실무를 집행할 수 있는 토대를 마련해 가야 할 것이다.