KR20190046569A - Acoustic Tunnel Accident Detection System - Google Patents

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KR20190046569A
KR20190046569A KR1020170140516A KR20170140516A KR20190046569A KR 20190046569 A KR20190046569 A KR 20190046569A KR 1020170140516 A KR1020170140516 A KR 1020170140516A KR 20170140516 A KR20170140516 A KR 20170140516A KR 20190046569 A KR20190046569 A KR 20190046569A
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김홍국
곽찬웅
김남균
전광명
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광주과학기술원
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    • E21EARTH DRILLING; MINING
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Abstract

An embodiment of the present invention relates to an acoustic-based tunnel accident detection system. Specifically, according to one embodiment of the present invention, the tunnel accident detection system comprises: an analysis unit collecting acoustic data in a tunnel and analyzing the collected acoustic data to detect whether an accident occurs; and an operation unit controlling the tunnel system operation based on the detection result of the analysis unit. The analysis unit may include an acoustic accident sound separation unit separating background noises and accident sounds from the collected acoustic data, and an acoustic accident detection unit detecting whether an accident occurs from the separated acoustic signal.

Description

음향기반 터널 사고 검지 시스템{Acoustic Tunnel Accident Detection System}{Acoustic Tunnel Accident Detection System}

본 발명은 음향 기반 사고 검지 시스템에 관한 것이다. 구체적으로는 여러 배경 소음이 혼재하는 터널 환경에서 사고 음향을 분류하여 검출하는 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an acoustic-based incident detection system. More particularly, the present invention relates to a system for classifying and detecting an accident sound in a tunnel environment where various background noises are mixed.

음향 기반의 사건 검출 방법은 녹음된 음원으로부터 음향 사건 발생 여부를 파악하고 음향의 특징에 따라 사건을 구분하는 것을 의미한다. 음향 기반 사건 검출 방법은 정보의 캡쳐가 용이하며 넓은 지역에 대한 정보 수집이 가능하여, 최근 수년간 많은 연구가 이루어지고 있으며 대표적으로 가우시안 혼합모델 및 표본 비음수 행렬 기반의 음향 사건 검출 방법은 단일 채널 마이크로부터 녹음된 신호를 이용하여 음향 사건을 검출하는 방식이다.An acoustic-based event detection method means to detect the occurrence of an acoustic event from a recorded sound source and to classify the event according to the characteristics of the sound. In this paper, we propose a new method for detecting acoustic event based on a Gaussian mixed model and a non-singular nonlinear system. Is a method of detecting an acoustic event using a recorded signal.

일반적으로 터널 내 영상 기반의 사고 검지 시스템이 다수 존재해 왔으나, 터널마다 밝기가 다르고, 차량 라이트로부터 들어오는 불규칙적인 빛에 의해 터널 사고에 대한 오검지가 다수 발생하는 것이 현실이다. 이에, 현장에서는 영상 기반의 사고 검지 시스템이 있으나 실제 활용하지 않는 경우도 발생하는 실정이다.Generally, there are many image-based accident detection systems in the tunnel. However, it is a reality that many tunnels are erroneously detected due to irregular light coming from the vehicle light with different brightness. Therefore, in the field, though there is an image-based accident detection system, there are cases where it is not actually used.

이하 본 발명에서는 이러한 영상 기반의 사고 검지 시스템을 보완하기 위한 음향 분석을 통한 강건한 터널 사고 검지 방법을 제안한다.Hereinafter, the present invention proposes a robust tunnel accident detection method through acoustic analysis to supplement this image-based accident detection system.

본 발명에서는 음향 신호를 분석하여 터널 내 사고 발생 여부를 정확하게 감지할 수 있는 시스템을 제안한다.The present invention proposes a system capable of accurately detecting whether an accident has occurred in a tunnel by analyzing an acoustic signal.

본 발명의 일 실시 예에 따른 터널 사고 감지 시스템은 터널 내 음향 데이터를 수집하고, 수집한 음향 데이터를 분석하여 사고 발생 여부를 검지하는 분석부; 및 상기 분석부의 검지 결과에 기초하여 터널 시스템 운영을 관제하는 운영부를 포함하며, 상기 분석부는 수집한 음향 데이터로부터 배경 잡음과 사고음을 분리하는 음향 사고음 분리부 및 분리된 음향 신호로부터 사고 발생 여부를 검지하는 음향 사고 검지부를 더 포함한다.The tunnel accident detection system according to an embodiment of the present invention includes an analyzer for collecting acoustic data in a tunnel and analyzing the collected acoustic data to detect occurrence of an accident; And an operation unit for controlling the tunnel system operation based on the detection result of the analysis unit. The analysis unit includes an acoustic noise / noise separator for separating the background noise and the accident sound from the collected acoustic data, And an acoustic abnormality detecting unit for detecting an acoustic abnormality.

음향 신호 분석결과와 기존의 영상 정보 등을 종합하여 터널 내 사고 발생 여부를 더욱 정확하게 판단할 수 있다.The results of the acoustic signal analysis and the existing image information can be combined to more accurately determine whether an accident occurred in the tunnel.

도 1은 일반적인 환경에서의 음향 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 음향 검출 방법의 각 단계를 구체적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법에서 채널 이득값을 기반으로 사건 음향 발생 여부를 판별하는 S40 단계를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법에서 판별된 신호들에 대해서 특징값을 추출하는 S50 단계를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법에서 추출된 특징값에 대한 HMM 분류를 수행하여 우도를 검증하는 S60 단계를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 기반 터널 사고 검지 시스템을 나타내는 블록도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 다른 음향사고음 분석부의 구체적인 동작을 나타내는 블록도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 기반 터널사고 검지 방법에 대한 흐름도이다.
1 is a flowchart showing a sound detection method in a general environment.
Fig. 2 shows each step of the sound detection method of Fig. 1 in detail.
3 is a diagram illustrating a step S40 of determining whether an event sound is generated based on a channel gain value in the sound detection method according to the embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a step S50 of extracting a feature value for signals discriminated in the sound detection method according to the embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a step S60 of verifying likelihood by performing HMM classification on the feature values extracted in the sound detection method according to the embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating an acoustic-based tunnel accident detection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram illustrating a concrete operation of an acoustic accident sound analysis unit according to an embodiment of the present invention.
8 is a flowchart of an acoustic-based tunnel accident detection method according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명의 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위해 생략될 수 있다.The embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. In describing the present invention, a detailed description of well-known functions or constructions may be omitted for the sake of clarity of the present invention.

터널 음향 분석을 위한 음향 신호 처리 및 기계학습 알고리즘은 비음수텐서분해 기반의 터널 내 음향의 관심사고음 분리기술과 GMM-HMM 기반의 터널 내 음향의 관심사고음 분류기술을 포함할 수 있는데, 이하에서는 먼저 일반적인 환경에서 음향 검출 방법을 설명하도록 한다.Acoustic signal processing and machine learning algorithms for tunnel acoustic analysis can include high-frequency separation of interest in acoustic in tunnels based on non-sound tensor decomposition and high-frequency classification of acoustic interest in tunnels based on GMM-HMM. The sound detection method will be described in a general environment.

도 1은 일반적인 환경에서의 음향 검출 방법을 나타낸 흐름도이다.1 is a flowchart showing a sound detection method in a general environment.

도 1을 참조하면, 실시예에 따른 음향 사건 검출 방법은 스테레오 입력 음향 신호를 받는 단계(S1), 수신된 입력 신호를 멜 진폭 스펙트럼 신호로 변환하는 단계(S2), 이를 NTF 알고리즘으로 분해하는 단계(S3), 채널 이득값을 기반으로 사건 음향 발생 여부를 1차적으로 판별하는 단계(S4), 판별된 신호들에 대해서 특징값을 추출하는 단계(S5), 추출된 값에 대한 HMM 우도를 검증하는 단계(S6) 및 검증 결과에 따라 이상 사건 발생을 검출하는 단계(S7)로 구성될 수 있다. Referring to FIG. 1, a method for detecting an acoustic event according to an embodiment includes receiving a stereo input acoustic signal S1, converting a received input signal to a mel-amplitude spectrum signal S2, (S3), a step (S4) of discriminating whether an event sound is generated based on the channel gain value, a step (S5) of extracting a feature value for the discriminated signals, a HMM likelihood verification (S6), and detecting the occurrence of an abnormal event (S7) according to the verification result.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법의 각 단계를 구체적으로 나타낸 도면이다. FIG. 2 is a diagram illustrating each step of the sound detection method according to the embodiment of the present invention in detail.

도 1과 2를 함께 참조하면, 본 발명의 음향 사건 검출 방법은 우선 음원을 분리하는데 있어서 입력 신호가 스테레오 채널에서 얻어지는 신호인 것으로 가정한다. S1 단계에서 얻어지는 스테레오 입력 신호는 다음의 수학식과 같이 나타내질 수 있다. Referring to FIGS. 1 and 2 together, it is assumed that an acoustic event detection method of the present invention is such that, in separating a sound source, an input signal is a signal obtained from a stereo channel. The stereo input signal obtained in step S1 may be expressed by the following equation.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

i는 프레임 번호이며, c는 채널 번호, e는 사건 분류 번호, E는 사건 분류의 갯수,

Figure pat00002
는 c번 채널의 e번 분류 음향 사건 신호,
Figure pat00003
는 c번 채널의 배경 잡음 신호를 나타낸다. 스테레오 입력 신호(
Figure pat00004
(n))는 E개의 음향 사건이 혼재되어 있는 것으로 가정하였다. i is the frame number, c is the channel number, e is the event classification number, E is the number of event classifications,
Figure pat00002
Is the e-classification sound event signal of channel c,
Figure pat00003
Represents the background noise signal of channel c. Stereo input signal (
Figure pat00004
(n)) are assumed to have a mixture of E acoustic events.

이어서, S2 단계에서는 상기와 같은 수신된 입력 신호(yi c(n))로부터 입력 신호 스펙트럼을 구하는 단계가 수행되며, 입력 신호는 단기 푸리에 변환(STFT)을 거쳐 진폭을 갖는 스펙트럼 신호(|Yi e(k)|)로 변환되고, 이 신호는 멜(Mel) 진폭 스펙트럼 신호(㎐i c(m))로 변환된다. In step S2, the input signal spectrum is obtained from the received input signal y i c (n) as described above. The input signal is subjected to a short-term Fourier transform (STFT) i e (k) |) and this signal is converted to a Mel amplitude spectrum signal (Hz i c (m)).

멜 진폭 스펙트럼 신호는 다음과 같은 수식으로 나타내어 질 수 있다.The mel-amplitude spectrum signal can be expressed by the following equation.

[수학식 2]&Quot; (2) "

Figure pat00005
Figure pat00005

여기서 m과 M은 멜 진폭 스펙트럼의 순서를 나타낸다. Where m and M represent the order of mel-amplitude spectrum.

이어서, S3 단계에서는 멜 진폭 스펙트럼을 비음수 텐서 분해하는 단계가 수행된다. 비음수 텐서 분해에 의해 멜 진폭 스펙트럼은 채널 이득, 주파수 기저 및 텐서라 불리는 시간 활성화 매트릭스로 구성될 수 있다. 이를 수학식으로 나타내면 다음과 같다.Then, in step S3, a step of decomposing mel-amplitude spectrum into a non-sound tensor is performed. The mel-amplitude spectrum by non-sound hydrostatic resolution can consist of a channel gain, a frequency basis, and a time activation matrix called a tensor. This can be expressed by the following equation.

[수학식 3]&Quot; (3) "

Figure pat00006
Figure pat00006

여기서,

Figure pat00007
는 텐서 프로덕트이며, J는 NTF 분해에서 기저의 순위를 나타낸다. 채널 이득(C), 주파수 기저(B) 및 시간 활성화(A) 매트릭스를 나타내면 다음과 같다. here,
Figure pat00007
Is the tensor product, and J is the rank of the basis in the NTF decomposition. The channel gain (C), frequency base (B) and time activation (A) matrix are as follows.

Figure pat00008
: 채널 이득 매트릭스 (2ㅧJ)
Figure pat00008
: Channel gain matrix (2 ㅧ J)

Ci e,S, Ci D는 음향 사건과 배경 잡음의 채널 이득 매트릭스를 나타낸다. C i e, S , C i D represent the channel gain matrix of the acoustic event and background noise.

Figure pat00009
: 주파수 이득 매트릭스 (2ㅧ┶)
Figure pat00009
: Frequency Gain Matrix (2 ㅧ ┶)

┶는 각 음향 사건과 배경 잡음의 기저 순위를 나타낸다. ┶ represents the base rank of each acoustic event and background noise.

Bi e,S, Bi D는 음향 사건과 배경 잡음의 주파수 이득 매트릭스를 나타낸다. B i e, S , and B i D represent the frequency gain matrix of the acoustic event and the background noise.

Figure pat00010
: 시간 이득 매트릭스 (1ㅧJ)
Figure pat00010
: Time gain matrix (1 ㅧ J)

Ai e,S, Ai D는 음향 사건과 배경 잡음의 시간 이득 매트릭스를 나타낸다.A i e, S , and A i D represent the time gain matrix of the acoustic event and the background noise.

채널 이득과 시간 이득은 연속적인 업데이트 룰을 통해 그 값이 갱신될 수 있다. 채널 이득 및 시간 이득은 다음과 같은 수식을 반복적으로 수행함으로써 업데이트 될 수 있다. The channel gain and the time gain may be updated by successive updating rules. The channel gain and time gain can be updated by repeatedly performing the following equation.

[수학식 4]&Quot; (4) "

Figure pat00011
Figure pat00011

Figure pat00012
Figure pat00012

여기서 h는 반복 인자이며, ㅀ 는 곱하기 연산을 나타낸다. 그리고, Ph c,k,m은 ㎐i에 대한 Yi의 비율을 나타낸다. 상기와 같이 채널 이득의 업데이트 룰에 있어서는 채널 이득, 주파수 이득 및 ㎐i에 대한 Yi의 비율값이 고려될 수 있으며, 시간 이득의 업데이트 룰에 있어서는 채널 이득, 주파수 이득 및 ㎐i에 대한 Yi의 비율값이 고려될 수 있다.Where h is a repetition factor, and ㅀ represents a multiplication operation. And P h c, k, m represent the ratio of Y i to Hz i . Can be a percentage value of Y i for in the update rule of the channel gain as shown in the channel gain, frequency gain and ㎐ i consideration, Y on the In channel gains, frequency gain and ㎐ i to update the rules of the time gain i Can be considered.

상기 수학식 4는 KL divergence의 상대적인 감소가 기설정된 임계값보다 작아질 때까지 수행될 수 있다. Equation (4) can be performed until the relative decrease of the KL divergence becomes smaller than a predetermined threshold value.

상기 Yi는 각 사건 음향과 배경 음향의 합으로 다음과 같이 표현될 수 있다. The Y i may be expressed as a sum of each event sound and background sound as follows.

[수학식 5]&Quot; (5) "

Figure pat00013
Figure pat00013

그리고, 상기 Yi는 각각의 인자로 구성된 텐서 프로덕트를 적용하여 각각의 이상 음향 사건 신호와 배경 잡음으로 다음과 같이 표현될 수 있다. Then, Y i can be expressed as a background noise and an abnormal sound event signal by applying a tensor product composed of the respective factors as follows.

[수학식 6]&Quot; (6) "

Figure pat00014
,
Figure pat00015
Figure pat00014
,
Figure pat00015

수학식 6과 같이 이상 음향 사건 신호와 배경 잡음은 각각 채널 이득, 주파수 이득, 시간 이득의 텐서의 조합으로 분해될 수 있다. As shown in Equation (6), the abnormal acoustic event signal and background noise can be decomposed into a combination of channel gain, frequency gain, and time gain tensor, respectively.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법에서 채널 이득값을 기반으로 사건 음향 발생 여부를 판별하는 S40 단계를 나타낸 도면이다. 본 발명의 음향 검출 방법은 시간-주파수의 영역으로 변환된 입력 신호를 비음수 텐서 분해하여 채널 이득, 시간 이득, 주파수 이득에 대한 텐서의 조합으로 나누며, 특히 채널 이득을 고려하여 이상 음향 사건의 검출에 이를 1차적으로 사용한다. 3 is a diagram illustrating a step S40 of determining whether an event sound is generated based on a channel gain value in the sound detection method according to the embodiment of the present invention. The acoustic detection method of the present invention divides an input signal transformed into a time-frequency domain into a combination of a channel gain, a time gain, and a tensor with respect to a frequency gain, and in particular, detects an abnormal sound event This is primarily used for

실시예에서 채널 이득값을 기반으로 사건 음향 발생 여부를 판별하는 S40 단계는, 각 사건 음향에 대한 채널 이득의 평균을 구하는 S41 단계를 포함할 수 있다. e번째 사건의 채널 이득은 다음의 수식과 같이 계산될 수 있다. In operation S40, it is determined whether an event sound is generated based on the channel gain value. In operation S40, an average of channel gains for each event sound may be determined. The channel gain of the e-th event can be calculated as:

[수학식 7]&Quot; (7) "

Figure pat00016
Figure pat00016

여기서

Figure pat00017
는 각 사건 분류마다 대응되는 기저의 숫자를 나타내며, 모든 채널 이득의 평균(Ci)은 다음의 수식으로 나타낼 수 있다. here
Figure pat00017
Represents the number of bases corresponding to each event classification, and the average (C i ) of all channel gains can be expressed by the following equation.

[수학식 8]&Quot; (8) "

Figure pat00018
Figure pat00018

여기서 J는 모든 기저(Basis)의 숫자를 나타낸다. Where J represents the number of all Basis.

또한, 실시예는 우선 각각의 음향에 대한 채널 이득값 및 모든 채널 이득의 평균을 도출하고, e번째(임의번째) 사건의 채널 이득의 평균에 대해 mean-to-max 임계치를 적용하는 S42 단계를 포함할 수 있다. 그리고, 모든 채널 이득의 평균에 대한 e번째의 채널 이득의 비율값을 계산하여 이를 기설정된 임계값과 비교하는 S43단계를 포함할 수 있다. In addition, the embodiment first derives the channel gain value and the average of all the channel gains for each sound, and applies the mean-to-max threshold value to the average of the channel gains of the e-th (arbitrary) event . And calculating a ratio value of an e-th channel gain with respect to an average of all channel gains and comparing the ratio value with a predetermined threshold value.

만약, 상기 비율값이 기설정된 임계값(thrc) 보다 클 경우에는 상기 e번째의 사건 음향 신호를 HMM 분류 단계로 넘기게 된다. 상기 비율값이 기설정된 임계값보다 작으면 해당되는 신호는 배경 잡음 신호로 판단하여 추후 사건 발생 판단에 이를 고려하지 않는다. 상술한 판단 과정은 아래의 수학식으로 나타낼 수 있다.If, in the case larger than the threshold (thr c) the ratio value is a predetermined acoustic signal is carried over the case of the e-th HMM classification step. If the ratio value is smaller than the predetermined threshold value, the corresponding signal is determined to be a background noise signal, and does not consider the event occurrence decision. The above-described judgment process can be expressed by the following equation.

[수학식 9]&Quot; (9) "

Figure pat00019
Figure pat00019

수학식 9와 같이 e번째 신호의 채널 이득 비율이 기설정된 값보다 큰 경우, 1차적으로 이상 사건 정보를 가진 음향인 것으로 분류하게 되며, 이 신호를 Flagc e라 표기할 수 있다. If the channel gain ratio of the e-th signal is greater than a predetermined value as shown in Equation (9), it is classified as an acoustic having the event information of the first degree, and this signal can be denoted as Flag c e .

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법에서 판별된 신호들에 대해서 특징값을 추출하는 S50 단계를 나타낸 도면이다. 4 is a diagram illustrating a step S50 of extracting a feature value for signals discriminated in the sound detection method according to the embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, HMM 분류를 사용하여 사건 음향을 검출하기 위해서 NTF 분해를 이용한 채널 이득에 의해 걸러진 신호들을 MFCCs로 이루어진 특징 벡터로 변환하는 과정이 수행될 수 있다. Referring to FIG. 4, a process of converting signals filtered by channel gain using NTF decomposition to a feature vector composed of MFCCs may be performed to detect an event sound using HMM classification.

즉, NTF가 수행된 신호는 채널 이득을 고려한 신호(Flagc e)를 참조하여, MFCC 추출이 수행되는데 추출된 특징값은 다음과 같이 나타낼 수 있다. That is, an MFCC extraction is performed with reference to a signal (Flag c e ) in which the NTF is performed considering a channel gain, and extracted feature values can be expressed as follows.

[수학식 10]&Quot; (10) "

Figure pat00020
Figure pat00020

이어서 상기 특징값의 평균을

Figure pat00021
와 같이 구한 후에는, 특징값의 변화값을 구한다. 상기 변화값은 이전 특징값과의 차이 및 이전 특징값의 이전값일 수 있다. Then, the average of the feature values
Figure pat00021
, The change value of the feature value is obtained. The change value may be a difference from the previous feature value and a previous value of the previous feature value.

즉, i번째 음향의 특징값을

Figure pat00022
이라 할 때, 메인 특징값은
Figure pat00023
와 같이 표현될 수 있다.That is, the feature value of the i-th sound
Figure pat00022
, The main feature value is
Figure pat00023
Can be expressed as

이어서 상기와 같이 얻어진 특징값(

Figure pat00024
)에 대해 HMM 우도를 검출하는 단계(S60)가 수행될 수 있다. 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 음향 검출 방법에서 추출된 특징값에 대한 HMM 분류를 수행하여 우도를 검증하는 S60 단계를 나타낸 도면이다. Subsequently, the characteristic value (
Figure pat00024
(Step S60) of detecting the HMM likelihood with respect to the HMM may be performed. 5 is a diagram illustrating a step S60 of verifying likelihood by performing HMM classification on the feature values extracted in the sound detection method according to the embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, HMM 분류를 위해서는 미리 훈련된 음향 사건 HMM (

Figure pat00025
Figure pat00026
) 및 배경 잡음 HMM(
Figure pat00027
)를 사용할 수 있다. 상기 HMM들을 사용하여 검출된 사건 음향에 대한 우도가 도출될 수 있다. Referring to FIG. 5, in order to classify an HMM, a pre-trained acoustic event HMM
Figure pat00025
...
Figure pat00026
) And background noise HMM (
Figure pat00027
) Can be used. A likelihood for the event sound detected using the HMMs can be derived.

음향 사건 HMM(

Figure pat00028
) 및 배경 잡음 HMM(
Figure pat00029
)는 초기 상태 분배(π), 상태 전이 확률 매트릭스(T), 가우시안 혼합 관찰(θ)을 인자로 포함할 수 있으며,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
와 같이 나타낼 수 있다.Acoustic event HMM (
Figure pat00028
) And background noise HMM (
Figure pat00029
) May include an initial state distribution (?), A state transition probability matrix (T), a Gaussian mixed observation (?) As a factor,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
As shown in Fig.

상기 HMM들과 특징값에 대한 확률값을 계산하여 사건 음향에 대한 우도(Li Flag) 및 배경 잡음에 대한 우도(Li D)를 도출할 수 있다. 사건 음향에 대한 우도는

Figure pat00032
배경 잡음에 대한 우도는
Figure pat00033
과 같이 나타내질 수 있다. A likelihood (L i Flag ) for the event sound and a likelihood (L i D ) for the background noise can be derived by calculating probability values for the HMMs and the feature values. Likelihood of event sound
Figure pat00032
The likelihood for background noise is
Figure pat00033
As shown in FIG.

그리고, S50단계에서 도출된 사건 음향들의 채널 이득의 평균(

Figure pat00034
)을 구하고, 이 값을 정규화(normalization)한 값(
Figure pat00035
)을 구한다. 이 과정을 거치면 가중된 우도 확률은
Figure pat00036
과 같이 나타내어지며, 이 값을 사용하여 사건 음향의 판별을 수행할 수 있다. Then, the average of the channel gains of the event sounds derived in step S50 (
Figure pat00034
), And a value obtained by normalizing this value (
Figure pat00035
). Through this process, the weighted likelihood probability is
Figure pat00036
And this value can be used to perform the determination of the event sound.

S50 단계에서 추출된 특징값에 대한 HMM 분류를 수행하여 우도를 검증하는 S60 단계는 최대 우도 분류(Maximum likelihood classification)를 수행하는 S61 단계와, 배경 잡음에 대한 우도에 대한 사건 음향에 대한 우도의 비율에 따라 사건 음향인지를 판별하는 S62 단계를 포함할 수 있다. In step S60 of performing HMM classification on the feature values extracted in step S50 to verify the likelihood, step S61 of performing maximum likelihood classification and step S60 of performing a maximum likelihood classification are performed. In step S61, the ratio of likelihoods for event sound to likelihood for background noise And determining whether the event sound is an event sound according to the step S62.

S61 단계에서는 S50 단계에서 얻어진 특징값(

Figure pat00037
)과 S40 단계에서 얻어진 정규화(normalization)된 채널 이득의 평균값(
Figure pat00038
)을 받아, 미리 훈련된 복수개의(E개) 사건 음향 HMM으로부터의 데이터(
Figure pat00039
~
Figure pat00040
) 및 배경 잡음 HMM으로부터의 데이터(
Figure pat00041
)를 참조하여 최종적인 사건 음향에 대한 우도 및 배경 잡음에 대한 우도를 구할 수 있다. In step S61, the feature value obtained in step S50
Figure pat00037
) And the average value of the normalized channel gain obtained in step S40
Figure pat00038
), Data from a plurality of (E) event sound HMMs previously trained (
Figure pat00039
~
Figure pat00040
) And background noise HMM data (
Figure pat00041
), The likelihood for the final event sound and the likelihood for the background noise can be obtained.

그리고, S62 단계에서는 배경 잡음 HMM의 우도(Li D)에 대한 사건 음향에 대한 우도의 비율을 계산하고 이 값이 기설정된 값보다 큰 경우에 특이 사건을 가진 음향 신호인 것으로 판단할 수 있으며 이를 수식으로 표현하면 다음과 같다. In step S62, the ratio of the likelihood of the event sound to the likelihood (L i D ) of the background noise HMM is calculated. If the value of the likelihood is greater than the predetermined value, it can be determined that the sound signal is a singular event. The expression is as follows.

[수학식 11]&Quot; (11) "

Figure pat00042
Figure pat00042

최종적으로 도출되는 결과값(

Figure pat00043
)은 e 또는 0을 나타내며 이를 통해 현재 프레임에 이상 상황이 있는지의 여부를 판단할 수 있다. The final resulting value (
Figure pat00043
) Represents e or 0, and it is possible to judge whether or not there is an abnormal situation in the current frame.

여기서 기준값(thrFlagec)값이 기설정된 임계값이라 하면, 상기 수학식 11에서와 같이 검출된 결과값{

Figure pat00044
}이 ei를 나타낼 경우에는 i번째 프레임이 이상 음향을 포함하고 있는 것으로 판단할 수 있다. 그리고 결과값이 0을 나타낼 경우에는 i번째 프레임에 배경 잡음만이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. Here, if the reference value thr Flagec is a predetermined threshold value, the detected result value {
Figure pat00044
} In this case represent the i e, it can be determined that the i-th frame and including at least acoustic. If the result value is 0, it can be determined that only the background noise exists in the i-th frame.

상기와 같이 우도와 기준값과의 비교를 통해 i번째 프레임이 이상 음향을 포함하고 있음이 판별되면, 현재 입력된 신호에 이상 음향이 존재하는 것으로 판단할 수 있다. If it is determined that the i-th frame includes the abnormal sound through the comparison of the likelihood with the reference value as described above, it can be determined that an abnormal sound exists in the currently input signal.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 기반 터널 사고 검지 시스템을 나타내는 블록도이다.6 is a block diagram illustrating an acoustic-based tunnel accident detection system according to an embodiment of the present invention.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 기반 터널 사고 검지 시스템(100)은 분석부(110), 시스템 운영부(120) 및 DB 서버(130)을 포함할 수 있다. 그리고 추가적으로 터널 내 음향 수집부(200) 및 외부 연계 시스템(300)을 더 포함할 수도 있다.6, the acoustic-based tunnel accident detection system 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may include an analysis unit 110, a system operation unit 120, and a DB server 130. As shown in FIG. In addition, it may further include an in-tunnel sound collecting unit 200 and an external link system 300.

분석부(110)는 터널 내 음향 수집부(220)로부터 음향 데이터를 획득하고, 이를 분석하여 사고 발생 여부를 검지한다. 분석부(110)는 도 1에서 설명한 음향 사건 발생 판단 알고리즘을 이용하여 터널 내 사고 발생 여부를 검지할 수 있는데, 구체적인 구성을 이하에서 설명한다.The analysis unit 110 acquires sound data from the in-tunnel sound collecting unit 220 and analyzes the sound data to detect whether an accident has occurred. The analysis unit 110 may detect occurrence of an accident in the tunnel by using the acoustic event occurrence determination algorithm described with reference to FIG. 1, and a specific configuration will be described below.

분석부(110)는 음향 사고음 분리부(111), 음향 사고 검지부(112) 및 후처리부(113)을 포함할 수 있다.The analysis unit 110 may include a sound / accident sound separating unit 111, an acoustic / accident detection unit 112, and a post-processing unit 113.

음향 사고음 분석부(111)은 획득한 음향 데이터로부터 배경 잡음과 사고음을분리한다. 터널에서 수집되는 음향 데이터에는 일상적으로 발생하는 음향이 대부분이다. 예를 들어 터널 내 음향 수집부(200)가 수집하는 음향 데이터 중 차량 엔진 소리, 사고와 무관한 브레이크 소리, 타이어 마찰 소리, 또는 터널 공명 소리 등이 포함될 수 있으며 이들 소리는 사고와 관련 없는 일상적인 배경 소리로 볼 수 있다. 따라서, 일상적으로 발생하는 배경 잡음을 제거하여야 사고로 인해 발생한 음향을 판단하는데 용이하다.The acoustic accident sound analysis unit 111 separates the background noise and the accident sound from the acquired sound data. Acoustic data collected in tunnels are mostly acoustics that occur on a daily basis. For example, the sound data collected by the in-tunnel sound collecting unit 200 may include a vehicle engine sound, an accident-related brake sound, a tire friction sound, or a tunnel resonance sound, It can be seen as a background sound. Therefore, it is easy to determine the sound caused by the accident by removing the background noise that occurs on a daily basis.

음향 사고음 분리부(111)는 일 실시 예에서 NTF 알고리즘을 이용하여 수집된 음향 데이터에서 배경 잡음을 제거하여 사고음을 분리한다. 여기에서 분리되는 사고음이란 배경 잡음과 다른 특성을 갖는 음향으로 터널 내 사고가 발생하여 생성된 음향으로 추정되는 음향 신호이다. The acoustic-noise separating unit 111 separates accident sounds by removing background noise from the collected acoustic data using the NTF algorithm in one embodiment. Here, the accident sound is a sound signal having a characteristic different from that of the background noise, and is an acoustic signal that is estimated to be generated by an accident in a tunnel.

NTF 알고리즘에 대한 자세한 설명은 상술한바 여기에서는 자세한 설명을 생략한다. 다만, 상술한 기재에서 배경 잡음이 여기에서는 터널 내 일반 음향이 되고, 음향 사건의 경우 여기에서는 사고 음향이 된다.The detailed description of the NTF algorithm is as described above and will not be described in detail here. However, in the above description, the background noise becomes a general sound in the tunnel, and in the case of an acoustic event, it becomes an accident sound.

본 발명의 음향 사고음 분석부(111)는 배경 잡음과 사고음을 분리하는데 사용되는 터널 잡음 모델을 적응 훈련 방법을 통해 실시간 터널 잡음 모델 업데이트를 수행하는데, 이와 관련하여 도 7을 참조하여 자세히 설명한다.The acoustic noise / noise analysis unit 111 of the present invention performs a real-time tunnel noise model update through an adaptive training method using a tunnel noise model used for separating a background noise and an accident sound. do.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 다른 음향 사고음 분리부의 구체적인 동작을 나타내는 블록도이다.FIG. 7 is a block diagram showing a specific operation of the acoustic noise / sound separator according to the embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 음향사고음 분리부(111)는 사고음 모델과 터널 잡음 모델의 두가지 모델을 사용하여 음향 데이터에 포함된 사고음을 분리할 수 있다. As shown in FIG. 7, the acoustic-noise separating unit 111 can separate accident sounds included in the acoustic data using two models, an accident sound model and a tunnel noise model.

여기에서 사고음 모델은 사고로 인해 발생하는 음향에 대한 모델이다. 예를 들어 사고음 모델은 차량 충돌 음원, 타이어 끌림 음원, 폭발 음원, 또는 경적 음원에 관한 것일 수 있다. 또한, 터널 잡음 모델은 상술한 일반적인 상황에서의 터널 배경 음향에 관한 것일 수 있다.Here, the accident sound model is a model of the sound caused by an accident. For example, the accident sound model may be about a vehicle crash source, a tire drag source, an explosion source, or a horn source. In addition, the tunnel noise model may be related to the tunnel background sound in the general situation described above.

사고음의 경우 두드러지는 특성을 가지며, 그 발생 빈도가 낮으며, 터널 별로 다른 특성을 보이지 않는 것이 일반적으로 모델 적응 훈련을 통한 업데이트의 필요성이 낮다. 반면에, 터널 잡음의 경우 수집되는 음향 데이터의 대부분을 차지하는 일상적인 음향으로 터널의 모양이나 위치를 포함하는 터널 특성이 달라질 수 있어 모델 최적화를 위한 업데이트의 필요가 있다.In case of accident sound, it has remarkable characteristics, its occurrence frequency is low, and it does not show different characteristics for each tunnel. In general, it is not necessary to update through model adaptation training. On the other hand, in the case of tunnel noise, tunnel characteristics including the shape and position of the tunnel may be changed by the usual sound that occupies most of the acoustic data collected.

따라서, 본 발명의 일 실시 예에 다른 음향 사고음 분리부(111)가 사용하는 잡음 모델은 음향 사고음 분리부(111)에서 분리된 잡음 스펙트럼을 잡음 모델의 입력 값으로 사용하여 잡음 모델을 재 훈련한다. 이러한 동작의 반복으로 터널에 따라 달라질 수 있는 배경 잡음에 적절한 잡음 모델이 생성될 수 있다.Therefore, the noise model used by the acoustic noise / noise separating unit 111 according to the embodiment of the present invention is a noise model that uses the noise spectrum separated by the acoustic noise / noise separating unit 111 as an input value of the noise model, Training. By repeating this operation, a noise model suitable for the background noise that varies depending on the tunnel can be generated.

다시 도 6으로 돌아온다.Returning to FIG. 6 again.

음향 사고 검지부(112)는 음향 사고음 분리부(111)에서 분리된 음향 신호로부터 사고 발생을 검지한다. 음향 사고 검지부(112)는 머신러닝에 기반하여 배경음과 사고음으로 분리된 음향 신호로부터 사고를 검지한다. 일 실시 예에서 음향 사고 검지부(112)가 수행하는 머신러닝은 상술한 GMM-HMM 기반의 머신러닝일 수 있다.The acoustic accident detector 112 detects the occurrence of an accident from the acoustic signal separated by the acoustic accident sound separator 111. Based on the machine learning, the acoustic accident detection unit 112 detects an accident from an acoustic signal separated into a background sound and an accident sound. In one embodiment, the machine learning performed by the acoustic accident detection unit 112 may be the GMM-HMM based machine learning described above.

구체적으로 음향 사고 검지부(112)는 분리된 음향 신호로부터 특징 벡터를 추출하고, 특징 값을 사전에 훈련된 음향모델 또는 네트워크를 통해 탐색된 터널 사고음과 비교하는 최대우도기법을 이용하여 음향으로부터 사고 발생 여부를 검증한다.Specifically, the acoustic-accident detection unit 112 extracts a feature vector from a separated sound signal, and calculates a maximum likelihood method for comparing the feature value with a previously-trained acoustic model or a tunnel accident sound detected through a network, And verifies the occurrence.

구체적으로 음향 사고 검지부(112)는 배경 잡음에 대한 우도와 사고 음향에 대한 우도의 비율을 임계값과 비교하고, 비교 결과 임계값 보다 큰 경우, 실제 사고 발생으로 인해 생성된 음향으로 판단한다.Specifically, the acoustic-accident detection unit 112 compares the ratio of the likelihood of the background noise with the threshold of the accident sound to a threshold value, and when the result is greater than the threshold value of the comparison, it is determined that the sound is generated due to an actual accident.

후처리부(113)는 음향 사고 검지부(112)에서 검지된 하나 이상의 사고 음향을 종합하고 검지결과 신뢰도에 기반하여 검지 결과를 후처리한다.The post-processing unit 113 synthesizes one or more accident sounds detected by the acoustic-accident detection unit 112 and post-processes the detection result based on the reliability of the detection result.

시스템 운영부(120)는 분석부(110)에서 분석한 결과에 기초하여 터널 시스템 운영을 관제한다.The system operation unit 120 controls the tunnel system operation based on the analysis result of the analysis unit 110.

구체적으로, 시스템 운영부(120)는 외부연계 시스템(300)과 연계하여 사고를 확인하고, 이를 바탕으로 시스템 운영을 관제한다. 이때, 시스템 운영부(120)는 외부연계 시스템(120)으로부터 교통 정보를 수신할 수 있으며, 더하여 터널 상황에 대한 영상 정보를 수신할 수도 있다. 시스템 운영부는 음향을 통해 판단한 사고 검지 결과와 영상 정보 및 교통 정보를 종합하여 최종적으로 사고 발행 여부를 확인할 수 있다.Specifically, the system operation unit 120 confirms an accident in connection with the external link system 300, and controls the system operation based on the incident. At this time, the system operation unit 120 can receive the traffic information from the external link system 120, and further can receive the image information on the tunnel situation. The system operation unit can collect the accident detection result, image information and traffic information judged by the sound to finally confirm whether or not the accident has been issued.

따라서, 기존에 영상만으로 사고를 검지하던 시스템 보다 음향에 의한 분석 결과가 더해지는바 기존에 방법에 비해 정확한 사고 검지가 가능하다. 구체적인 실시 예에서, 영상상으로는 비정상적인 차량 라이트가 감지되었으나, 음향 신호에서 사고음이 감지되지 않는 경우 시스템은 사고가 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있으며, 이는 반대로도 적용이 가능하다.Therefore, since the analysis result of sound is added to the system which detected the accident only by the image, it is possible to detect the accident more accurately than the conventional method. In a specific embodiment, if an abnormal vehicle light is detected on the image, but no accident sound is detected in the acoustic signal, the system may determine that no accident has occurred, and vice versa.

더하여, 시스템 운영부(120)는 사고가 확인되는 경우 터널 내 시스템을 관제하는데, 구체적인 실시 예로 경보음을 울리거나, 터널 진입을 차단하거나, 중앙 관제 센터로 사고 발생을 알리는 동작을 수행할 수 있다.In addition, the system operation unit 120 controls the system in the tunnel when an accident is confirmed. In a specific embodiment, the system operation unit 120 may sound an alarm, block entry of a tunnel, or perform an operation to notify a central control center of an accident.

DB 서버(130)는 시스템의 운용간이 발생하는 데이터를 저장한다. 예를 들어 DB 서버(130)는 mapping 정보, 음향 데이터, 상태 정보, 사고 정보에 관한 데이터를 저장할 수 있다. DB 서버(130)에 저장된 데이터는 추가적인 모델 업데이트에 사용될 수 있다. The DB server 130 stores data generated during operation of the system. For example, the DB server 130 may store data related to mapping information, sound data, status information, and accident information. The data stored in the DB server 130 may be used for additional model updates.

구체적으로, 터널 별 최적화된 음향 모델을 설계하는데 DB 서버(130)의 데이터가 이용될 수 있다. DB 서버가 저장하고 있는 데이터는 지금까지 시스템에서 분석하고 판단한 음향 신호에 관한 데이터로서, 음향 사고 검지부(112)는 DB 서버로부터 음향 데이터를 수집하고, 이를 정제한다. 그리고, 정제된 데이터 베이스에 기반하여 음향 특징을 추출하고, 이를 터널 별 최적화된 음향모델 설계를 위한 적응훈련 및 재훈련을 위한 입력으로 사용한다. 결과적으로, 음향 사고 검지부(112)가 사용하는 터널 사고음 음향 모델이 해당 터널에 최적화되어 보다 정확하게 사고를 검지할 수 있다.Specifically, data of the DB server 130 may be used to design an acoustic model optimized for each tunnel. The data stored in the DB server is data related to the acoustic signals analyzed and determined by the system up to now, and the acoustic accident detection unit 112 collects and refines the acoustic data from the DB server. Then, the acoustic features are extracted based on the refined database and used as input for adaptive training and retraining for the optimized acoustic model design for each tunnel. As a result, the acoustic model of the tunnel accident sound used by the acoustic accident detection unit 112 is optimized for the corresponding tunnel, so that the accident can be detected more accurately.

도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 음향 기반 터널사고 검지 방법에 대한 흐름도이다.8 is a flowchart of an acoustic-based tunnel accident detection method according to an embodiment of the present invention.

터널 사고 검지 시스템은 음향 데이터를 수집한다(S101). 터널 사고 검지 시스템은 하나 이상의 음향 수집기로부터 음향 데이터를 수집한다. 음향 데이터는 터널에서 발생하는 모든 음향에 대한 것일 수 있다.The tunnel accident detection system collects acoustic data (S101). The tunnel accident detection system collects acoustic data from one or more acoustic collectors. Acoustic data may be for all sounds occurring in the tunnel.

터널 사고 검지 시스템은 수집한 음향 데이터로부터 음향 사고음을 분리한다(S103). 이때, 터널 사고 검지 시스템은 비음수 텐서 분해(NTF) 알고리즘을 이용하여 획득한 음향 데이터를 배경 잡음과 사고음으로 분리할 수 있다. 이때 실시간으로 업데이트되는 터널 잡음 모델이 사용될 수 있다.The tunnel accident detection system separates acoustic noise from the collected acoustic data (S103). At this time, the tunnel accident detection system can separate the acoustic data obtained by the NNT algorithm into background noise and accident sound. At this time, a tunnel noise model that is updated in real time can be used.

터널 사고 검지 시스템은 분리된 음향 신호에 기초하여 사고 발생 여부를 확인한다(S105). 구체적으로, 터널 사고 검지 시스템은 분리된 음향 신호로부터 특징 값을 추출하고, 추출한 특징 값에 최대우도기법을 적용하여 분리된 사고음이 실제 발생한 사고로부터 수집된 음향 신호인지를 판단한다. 그리고, 터널 사고 검시 시스템은 해당 음향 신호가 실제 발생한 사고로부터 수집된 것으로 판단되는 경우 교통 정보 또는 영상 정보 중 적어도 하나의 정보를 함께 고려하여 최종적으로 사고 발생 여부를 확인한다.The tunnel accident detection system confirms whether an accident has occurred based on the separated acoustic signal (S105). Specifically, the tunnel accident detection system extracts feature values from the separated acoustic signals, and applies the maximum likelihood method to the extracted feature values to determine whether the separated accident sounds are acoustic signals collected from actual incidents. In addition, the tunnel accident inspection system considers at least one of traffic information and image information when the acoustic signal is determined to have been collected from an actual accident, and finally confirms whether an accident has occurred.

터널 사고 검지 시스템은 사고가 발생했다고 판단되는 경우 터널 내 시스템 운영을 관제한다(S107). 예를 들어 터널 사고 검지 시스템은 터널 내 경보 시스템을 작동시키거나, 터널 진입을 차단할 수 있다. 또한 터널 사고 검지 시스템은 중앙 관제 센터로 사고 발생 여부를 알릴 수도 있다.If it is determined that an accident has occurred, the tunnel accident detection system controls the operation of the system in the tunnel (S107). For example, a tunnel accident detection system can activate an alarm system in a tunnel or block the entry of a tunnel. In addition, the tunnel accident detection system can inform the central control center of the accident occurrence.

전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. The present invention described above can be embodied as computer-readable codes on a medium on which a program is recorded. The computer readable medium includes all kinds of recording devices in which data that can be read by a computer system is stored. Examples of the computer readable medium include a hard disk drive (HDD), a solid state disk (SSD), a silicon disk drive (SDD), a ROM, a RAM, a CD-ROM, a magnetic tape, a floppy disk, , And may also be implemented in the form of a carrier wave (e.g., transmission over the Internet).

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Accordingly, the above description should not be construed in a limiting sense in all respects and should be considered illustrative. The scope of the present invention should be determined by rational interpretation of the appended claims, and all changes within the scope of equivalents of the present invention are included in the scope of the present invention.

Claims (7)

터널 내 음향 데이터를 수집하고, 수집한 음향 데이터를 분석하여 사고 발생 여부를 검지하는 분석부; 및
상기 분석부의 검지 결과에 기초하여 터널 시스템 운영을 관제하는 운영부를 포함하며,
상기 분석부는 수집한 음향 데이터로부터 배경 잡음과 사고음을 분리하는 음향 사고음 분리부 및 분리된 음향 신호로부터 사고 발생 여부를 검지하는 음향 사고 검지부를 더 포함하는
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
An analyzer for collecting acoustic data in the tunnel and analyzing the collected acoustic data to detect occurrence of an accident; And
And an operation unit for controlling the tunnel system operation based on the detection result of the analysis unit,
The analysis unit may further include an acoustic / acoustic noise separating unit for separating background noise and accident sound from the collected acoustic data, and an acoustic / accident detection unit for detecting occurrence of an accident from the separated acoustic signal
Acoustic - based tunnel accident detection system.
제 1항에 있어서,
상기 음향 사고음 분리부는 사고음 모델 및 터널 잡음 모델을 통해 사고음을 분리하고,
터널 잡음 모델은 상기 음향 사고음 분석부에서 분리된 잡음 스펙트럼을 입력으로 받아 실시간 잡음 모델 적응 훈련이 수행되는
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
The method according to claim 1,
The acoustic-noise separating unit separates accident sounds through an accident sound model and a tunnel noise model,
The tunnel noise model receives the noise spectrum separated by the acoustic noise analyzer and receives real-time noise model adaptive training
Acoustic - based tunnel accident detection system.
제 2항에 있어서,
상기 음향 사고음 분리부는 비음수 텐서 기반 알고리즘을 통해 사고음을 분리하는
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
3. The method of claim 2,
The acoustic-acoustic-noise separating unit separates accident sounds through a non-sound-tensor-based algorithm
Acoustic - based tunnel accident detection system.
제 1항에 있어서,
상기 음향 사고 검지부는 GMM-HMM 기반 머신 러닝에 기반하여 사고 발생 여부를 검지하는
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
The method according to claim 1,
The acoustic accident detection unit detects the occurrence of an accident based on the GMM-HMM-based machine learning
Acoustic - based tunnel accident detection system.
제 4 항에 있어서,
분리된 음향 신호로부터 특징 벡터를 추출하고, 추출한 특징 값을 사전에 훈련된 음향모델 또는 네트워크를 통해 탐색된 터널 사고음과 비교하는 최대우도기법을 이용하여 음향 신호로부터 사고 발생 여부를 검지하는
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
5. The method of claim 4,
Detecting the occurrence of an accident from acoustic signals using a maximum likelihood method that extracts a feature vector from a separated acoustic signal and compares the extracted feature value with a previously trained acoustic model or a tunnel accident sound detected through a network
Acoustic - based tunnel accident detection system.
제 5항에 있어서,
상기 사전에 훈련된 음향모델은 이전에 시스템에서 분석하고 판단한 음향 신호에 대한 데이터를 재 입력으로 사용하여 적응훈련된 음향 모델인
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
6. The method of claim 5,
The pre-trained acoustic model may be an adaptively trained acoustic model using data previously analyzed and determined for the acoustic signal as the re-
Acoustic - based tunnel accident detection system.
제 1항에 있어서,
상기 운영부는
외부로부터 교통 정보 및 영상 정보를 포함하는 외부 정보를 수집하고, 수집한 외부 정보와 상기 분석부에서 분석한 결과를 종합하여 최종적인 사고 발생 여부에 대한 판단을 하는
음향 기반 터널 사고 검지 시스템.
The method according to claim 1,
The operating unit
Collects external information including traffic information and image information from the outside, collects the collected external information and the analysis result of the analysis unit,
Acoustic - based tunnel accident detection system.
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