초록 ▼

□ 연구개요
1. 연구목표 : 젠더 분석과 Over Sampling 방법을 도입하여 장애음성 데이터의 성별 및 개수 불균형 분포를 개선한다. 또한 장애음성 특성을 Deep Learning으로 분류함으로써 음성 장애인을 위해 예방/재활 효과가 극대화된 건강모니터링 장애음성 예측 시스템의 토대를 마련한다.
2. 연구내용 : 본 연구는 SVD 데이터의 클래스 불균형 문제를 해결하고 장애음성 분류 시스템을 개발하기 위한 특징 추출, 오버샘플링 알고리듬 처리, 모델 검증 및 평가의 세 단계를 포함하는 프레임워크를 제공하여, 새로운

□ 연구개요
1. 연구목표 : 젠더 분석과 Over Sampling 방법을 도입하여 장애음성 데이터의 성별 및 개수 불균형 분포를 개선한다. 또한 장애음성 특성을 Deep Learning으로 분류함으로써 음성 장애인을 위해 예방/재활 효과가 극대화된 건강모니터링 장애음성 예측 시스템의 토대를 마련한다.
2. 연구내용 : 본 연구는 SVD 데이터의 클래스 불균형 문제를 해결하고 장애음성 분류 시스템을 개발하기 위한 특징 추출, 오버샘플링 알고리듬 처리, 모델 검증 및 평가의 세 단계를 포함하는 프레임워크를 제공하여, 새로운 오버샘플링 기법 및 딥러닝 방법을 개발한다. 첫 번째 실험으로써, SMOTE, ADASYN, BoderlineSMOTE 등의 알고리즘은 BPGAN의 훈련을 위해 더 많은 데이터를 제공하기 위해 원래의 데이터수를 증가시키는 데 사용되며, 그 다음 더 적은 수의 범주의 특징을 BPGAN으로 전송하여 데이터 균형을 맞추기 위한 기능을 생성한다. 두 번째 실험은 각 음성에 대해 5개의 피처 맵을 추출하는 것이다. 각 형상 맵은 MFCC 또는 LPC 등의 매개 변수 세트로 구성되며, 본 연구에서는 훈련을 위해 샘플이 적은 범주의 형상 맵을 DCGAN으로 전송한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 기존 성능 대비 5% 이상 딥러닝 성능 향상
지금까지의 SVD 데이터샘플의 오버샘플링 기법 적용 논문 중, 가장 좋은 성능, 90%을 보인 논문(Fan, Z. et al. Class-Imbalanced Voice Pathology Detection and Classification Using Fuzzy Cluster Oversampling Method. Appl. Sci. 2021, 11, 3450) 의 성능 대비 5% 이상 딥러닝 성능 향상을 목표로 한다.
==> 98.89% 성능을 보였다. 기존 성능 대비 8.89% 향상되었다.
2. 실제환경에서 장애음성 예측 애플리케이션 성능 80% 이상
본 정량적 평가 척도에 대해서는, 기존 연구에서의 비교 결과가 없다. 따라서 1년 재도약연구의 기간을 고려했을 때, 실제 환경에서 장애음성 예측 애플리케이션 성능 80% 이상이 적절하다고 판단하였다.
==> MEEI database 활용, 100개(남여 각 50개)의 정상음성과 100개(남여 각 50개)의 장애음성를 사용하였음. 이때, 90.75% 성능을 보였음.
==> IRB 승인(현재 진행 중) 후 노원을지대병원 이비인후과에서 실험 예정

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
1. 국내 장애음성 AI 인력양성 및 교육과의 연계
장애음성 관련 산업 지식 및 데이터 모델링, Data Mining, Data Architect 등의 기술 관련 교육과정을 수립 및 개발하고, 구체적인 교육 매뉴얼을 제시할 것이다.
2. 음성 장애관련 예방/재활 개인 맞춤형 건강 서비스 산업 활용
음성장애 정도를 분석한 후 즉각적으로 정보를 제공하는 목건강 모니터링 가이드 어플을 다운받아 활용할 수 있다. 또한 발성 훈련용 피드백 시스템 등 개인의 일상에서의 건강생활 상태 및 활동과 관련된 정보체계나 지표 등을 제공하는 개인 건강 생활정보 서비스에 활용할 수 있다.
3. 연구과제의 기대효과
경제산업적 측면에서, 본 연구의 딥러닝 기반 음성장애 예측 시스템 개발은 First Mover 기술로서 혁신적이고 새로운 융합 기술 영역으로 부각될 수 있다. 과학기술적 측면에서 장애음성 AI 기술 관련 새로운 패러다임의 서비스 시나리오와 기술 도출을 통하여 관련 특허를 선점함으로써 관련 분야 경쟁력을 높일 수 있다. 사회적 측면에서 다양한 장애음성 조기 예측 서비스 시나리오 도출을 기반으로 인간 중심의 감성 AI 기술을 활용하여 가족 및 사회관계를 긍정적인 방향으로 유도할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1. 연구과제의 필요성 ... 4
• 2. 연구과제의 목표 및 내용 ... 5
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
• 1. 이론적 ‧ 실험적 접근 방법 ... 7
• 2. 연구개발과제 수행 과정 ... 8
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 9
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 9
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 10
• 3) 목표 달성 수준 ... 10
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 10
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 10
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 11
• 1) 연구과제의 활용방안 ... 11
• 2) 연구과제의 기대효과 ... 11
• 6. 자체점검표 ... 12
• 7. 참고문헌 ... 12
• 끝페이지 ... 20