본 논문에서는 음성 인식과 음악 인식에서 뛰어난 성능을 보이는 Expectation-Maximization(EM) 알고리즘 기반의 패턴인식기법인 가우시안 혼합모델(Gaussian Mixture Model, GMM)을 이용하여 기존의 3GPP2 Selectable Mode Vocoder(SMV)의 실시간 음성/음악 분류 성능을 향상 시키는 방법을 제안한다 SMV의 음성/음악 실시간 분류 알고리즘에서 사용된 특징벡터와 분류방법을 분석하고, 이를 기반으로 분류성능향상을 위해 패턴인식 알고리즘인 GMM을 도입한다. 구체적으로, SMV의 음성/음악 분류알고리즘에서 사용되어진 특징벡터만을 선택적으로 사용하여 효과적인 GMM을 구성한 실시간 분류기법이 제시되었다. SMV의 음성/음악 분류에 적용한 GMM의 성능 평가를 위해 SMV 원래의 분류알고리즘과 비교하였으며, 다양한 음악장르에 대해 시스템의 성능을 평가한 결과 GMM을 이용하였을 때 기존의 SMV의 방법보다 우수한 음성/음악 분류 성능을 보였다.
In this paper, a target signal detection method using multiple signal classification (MUSIC) algorithm is proposed. The MUSIC algorithm is a subspace-based direction of arrival (DOA) estimation method. Using the inverse of the eigenvalue-weighted eigen spectra, the algorithm detects the DOAs of multiple sources. To apply the algorithm in target signal detection for GSC-based beamforming, we utilize its spectral response for the DOA of the target source in noisy conditions. The performance of the proposed target signal detection method is compared with those of the normalized cross-correlation (NCC), the fixed beamforming, and the power ratio method. Experimental results show that the proposed algorithm significantly outperforms the conventional ones in receiver operating characteristics (ROC) curves.
본 논문은 스펙트로그램과 심층 신경망을 이용한 온라인 오디오 장르 분류 방법을 제안한다. 제안한 방법은 온라인 동작을 위하여 1초 단위로 신호를 입력하여 speech, music, effect 중 하나의 장르로 분류하고, 동작의 범용성을 위하여 기존 오디오 분석에 널리 사용되는 MFCC 대신에 스펙트로그램 기반의 특성 벡터를 사용한다. 실제 TV 방송 신호를 사용하여 장르 분류 성능을 측정하였고, 제안 방법이 기존 방법보다 각 장르에 대하여 우수한 성능을 제공하는 것을 확인하였다. 특히 제안 방법은 기존 방법에서 나타나는 music과 effect 사이를 잘못 분류하는 문제점을 감소시킨다.
본 논문에서는 다중 신호 분류 기반의 음성신호의 입사각 추정 향상 방법을 제안한다. 기본적으로 제안한 방식은 복소 대역통과 필터를 이용하여 신호 분석을 위한 협대역 신호를 생성한다. 또한, 공간 스펙트럼에서의 반향 성분 제거 및 2차 함수 기반의 응답 근사화를 사용하여 추정 각도의 정확도를 향상시켰다. 실험결과 제안한 방법은 일반화된 상호상관도 방식의 입사각 추정 알고리즘보다 검출 오차 및 검출 성공률 측면에서 더 좋은 성능을 보였다.
본 연구는 대중가요 관련학과에서 보컬을 전공하고 있거나 입시를 준비하는 전공하는 남성 27명을 대상으로 자신의 성종과 음역을 제대로 파악하고 있는지를 살펴보기 위해 주관적으로 평가한 성종과 음향학적으로 평가한 성종 간에 차이가 있는지를 비교하였고, 성종 간 기본주파수(fundamental frequqency, F0)와 평균발화기본주파수 간의 차이도 비교하였다. 또한, 이들이 모음에 따라 고음역에서 산출할 수 있는 정도가 다를 수 있으므로 극모음인 /a/, /i/, /u/ 모음 간 음역의 차이와 성종별로 구분하여 모음 간 음역의 차이가 있는지를 살펴보았으며, 모음별로 성종 간에 음역의 차이가 있는지도 비교하였다. 연구 결과, 대중가요 보컬을 전공하거나 입시를 준비하는 남성의 절반 이상이 본인의 성종을 정확하게 파악하지 못하고 있으며, 모음 간에 최대기본주파수와 주파수범위는 통계적으로 유의한 차이를 보여 모음의 종류에 따라 산출할 수 있는 음역의 차이가 있음을 알 수 있었다. 특히 모음 /a/>/u/>/i/ 순으로 음역이 감소하였다. 이는 모음 /a/가 다른 모음에 비해 고음역에서 조음하기에 용이하지만, 모음 /u/와 /i/는 고모음으로 혀의 위치가 상승함으로써 구강 면적이 좁아지고 후두의 상승이 동반되기 때문에 음역이 감소하고 고음에서 발성하기에 어려움이 초래된다는 것을 알 수 있다.
본 논문에서는 딥 러닝을 이용한 오디오 장르 분류 기술을 제안한다. 장르는 music, speech, effect 3가지로 정의하여 분류한다. 기존의 GMM을 이용한 장르 분류 기술은 speech의 인식률에 비해 music과 effect에 대한 인식률이 낮아 각 장르에 대한 인식률의 차이를 보인다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 딥 러닝을 이용해 높은 수준의 추상화 과정을 거쳐 더 세분된 학습을 진행한다. 제안한 방법을 사용하면 미세한 차이의 특성까지 학습해 장르에 대한 인식률의 차이를 줄일 수 있으며, 각 장르에 대해 GMM을 이용한 오디오 장르 분류보다 높은 인식률을 얻을 수 있다.
이 논문에서는 비정형 혼합 오디오 신호에서 청취자에게 전달 되도록 의도된 주된 신호의 종류를 검출해 낼 수 있는 방법을 제안한다. 주된 신호의 종류는 음성, 음악, 음향효과로 정하였으며, 인텐서티 기반의 발생/소멸 패턴에서 추출할 수 있는 특징을 사용하여 그들을 구별할 수 있는 방법을 소개한다. 청취자가 주어진 오디오 신호에서 주된 신호를 받아들이는 주관적인 평가를 반영하기 위해서, 웹기반의 평가시스템을 도입하여 18시간의 다양한 종류의 장르 비디오의 오디오를 평가하였다. 실험을 통하여 비디오의 장르별로 각기 다른 성능을 보이지만 가능성 있는 (음성위주의 토크쇼의 경우 86.7%, 액션 영화 49.3%)정확도를 보였다.
The importance of automatic discrimination image data has evolved as a research topic over recent years. We have used forward neural network as a classifier using sound data features within image data, our initial tests have shown encouraging results that indicate the viability of our approach.
본 논문에서는 온라인 오디오 장르 분류의 성능을 비교 분석한다. 온라인 동작을 위해 1초 단위의 오디오 신호를 입력하여 music, speech, effect 중 하나의 장르로 판단한다. 학습 방법은 GMM과 심층 신경망을 사용하며, 특성은 MFCC와 스펙트로그램을 포함하는 네 가지 종류의 벡터를 사용한다. 각 성능을 비교 분석하여 장르 분류에 적합한 학습 방법과 특성 벡터를 확인한다.
Persons with sensorineural hearing impairment have troubles in hearing at noisy environments because of their deteriorated hearing levels and low-spectral resolution of the auditory system and therefore, they use hearing aids to compensate weakened hearing abilities. Various algorithms for hearing loss compensation and environmental noise reduction have been implemented in the hearing aid; however, the performance of these algorithms vary in accordance with external sound situations and therefore, it is important to tune the operation of the hearing aid appropriately in accordance with a wide variety of sound situations. In this study, a sound classification algorithm that can be applied to the hearing aid was suggested. The proposed algorithm can classify the different types of speech situations into four categories: 1) speech-only, 2) noise-only, 3) speech-in-noise, and 4) music-only. The proposed classification algorithm consists of two sub-parts: a feature extractor and a speech situation classifier. The former extracts seven characteristic features - short time energy and zero crossing rate in the time domain; spectral centroid, spectral flux and spectral roll-off in the frequency domain; mel frequency cepstral coefficients and power values of mel bands - from the recent input signals of two microphones, and the latter classifies the current speech situation. The experimental results showed that the proposed algorithm could classify the kinds of speech situations with an accuracy of over 94.4%. Based on these results, we believe that the proposed algorithm can be applied to the hearing aid to improve speech intelligibility in noisy environments.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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