Pattern Recognition
패턴인식
- Pattern이란, 일정한 특징, 양식, 유형, 틀 등을 의미하고,
Pattern Recognition은 패턴이나 특징적인 경향을 발견하여 인식하는 것을 의미한다.
- 문자인식, 음성인식, 영상인식, 지문인식, 홍체인식 등이 패턴인식의 대표적인 예시이다.
- Traditional Pattern Recognition
- 정보를 사전에 저장해두고, 입력정보와 기존 정보를 대조하여 그 특징을 분석한다. - Pattern Recognition on AI
- 인간의 학습능력 및 추론능력을 모델링한 인공지능이 외부 대상을 인식한다.
Speech Recognition (음성인식)
- 사람의 음성을 입력받아 음성에 포함된 언어적 정보를 추출하여 문자 데이터로 전환하는 처리를 의미한다.
- 불완전하고 노이즈가 섞인 음성, 연령 및 성별에 따라 다른 주파수를 보이는
인간의 아날로그 파형 음성을 정확히 인식하는 것을 목표로 한다.
- 현재까지 연구된 음성인식의 구현 방법은 아래와 같다:
- 특징 추출을 기반으로 한 패턴 매칭을 이용하는 방법
- 확률적 성질을 기반으로 하는 Hidden Markov 방법
- 자연어 처리에서 Context를 고려한 방법
- 신경망에 의한 처리 방법
- 딥러닝에 의한 처리 방법 (순환 신경망)
- 현재까지 개발된 주요 음성인식 시스템은 아래와 같다:
| Period | Model | Develop by | Feature |
| 1952 | Audrey | Bell Labs | - 숫자만 인식 |
| 1960 | Shoebox | IBM | - 16개 단어인식 |
| 1970 | Harpy | DARPA | - 1,011개 단어인식 |
| 1980 | HMM | - | - 통계적 모델 |
| 2001 | Voice Research | - 최초의 음성 대화인식 | |
| 2011 | Siri Alexa Mini Home |
Apple Amazon |
- 실시간 음성 대화인식 |
- 음성인식 기술은 아래와 같이 분류된다:
- Speaker Dependent (화자종속)
- 특정 사람의 음성만을 인식하는 음성인식 기술이다.
- Speaker Independent (화자독립)
- 일반적인 발음을 구사하는 대다수 사람들의 음성을 인식할 수 있는 음성인식 기술이다.
(기술 구현이 훨씬 어려우며, 보다 널리 활용될 수 있다.)
* TTS (Text to Speech, Voice Synthesis; 음성합성)
- 음성인식과 반대로, 문자로 된 정보를 사람이 알아들을 수 있도록 음성으로 만들어주는 기술을 의미한다.
- 단어와 단어사이의 부드러운 연음 처리 기술 등이 핵심이다.
Image Recognition (영상인식)
- 디지털 형태의 영상 파일을 신경망 혹은 딥러닝 기술로 분석하여 인식하는 것을 의미한다.
- 문자인식도 넓은 의미의 영상인식에 속한다.
- 영상인식은 Pixel 단위로 구성된 2차원 혹은 3차원의 엄청난 양의 데이터를 처리해야 하기 때문에
병렬 처리가 핵심 관건이다.
- 영상인식의 활용 분야는 아래와 같다:
- 얼굴인식 보안 시스템
- 자동차 번호판 인식
- 자율주행 자동차에서의 물체인식
- 지문인식
- 홍체인식
- 딥러닝을 통한 얼굴인식
- 신경망을 통한 영상이해 (Image Understanding)
Natural Language Processing (NLP; 자연어 처리)
- Formal Language(형식 언어)와 달리, Natural Language(자연어)는 상당한 융통성이 있어,
품사의 순서가 뒤바뀌어도 의사 소통에 문제가 없는 경우가 많아 정밀한 예외처리가 필요한 분야이다.
- 영어 구문의 경우, 문장을 Parse Tree Structure로 모델링하여 각각의 단어를 품사 단위로 구분지어 해석한다.
- 자연어를 이해하는 방법은 아래와 같이 분류된다:
- Syntax Understanding (구문론적 이해)
- 문법적 지식에 토대를 둔 이해이다.
- Semantic Understanding (의미론적 이해)
- 문맥 정보나 상식에 따른 추론에 의한 이해이다.
* Machine Translation (기계 번역)
- 서로 다른 언어로의 번역을 의미한다.
Reference: 처음 만나는 인공지능
(김대수 저, 생능출판사, 2020)
Reference: 인공지능 이론 및 실제
(양기철, 김명철 저; 홍릉과학출판사, 2018)
