[RA] [논문리뷰] 1. OESense 논문 리뷰 준비

나의 첫번째 세미나 논문리뷰

RA 연구실에 들어가 받은 나의 두번째 과제였다. 내가 들어간 연구실은 Intelligent networking & Computing을 주로 다루는 연구실이고, 무선 네트워킹 관련된 연구를 하고있다. 교수님께서 내주신 논문 리뷰 과제는 OESense: Employing Occlusion Effect for In-ear Human Sensing 이라는 논문인데, 이를 읽어보고 관련내용을 공부하고 연합세미나 자리에서 발표를 해야했다.

솔직히 과제를 받은 처음에는 되게 막막한 감정이 컸다. 영어에 자신이 없는건 아니였지만 논문이 전부 영어로 쓰여있고, 접해보지도 못한 주제의 논문이였기에 하나부터 열까지 찾아보고 공부해야 했고, 다른 교수님들도 계신 자리에서 진행해야 하는 발표였기에 많이 떨렸다.

부끄럽지만 나의 첫번째 세미나 논문리뷰 과정을 써보려고 한다. 굉장히 흥미로운 경험이였고 논문리뷰를 하면서 여러가지 배운점이 많았기에 공유해보도록 하겠다!

논문 간단 소개

Motive

• 무선 이어버드는 단순 엔터네이너적 요소 ( 음악감상, 통화, 영상시청 ) 로 이용되는 것에 그치지 않고 인간의 건강정보와 움직임 정보를 탐지하는데 까지 영역을 확장하고 있다.

• 기존 무선 이어버드에 탑재된 마이크, 가속도계를 사용하여 인간의 동작을 탐지할 수도 있지만, 음악이 재생된 경우 혹은 동작이 작은 경우 기존 이어버드를 통해 동작을 탐지하는데는 어려움이 있다.

• 이어버드를 사용해 더 정확한 인간 동작 탐지를 위해 이 논문에서 새로 제시한 개념은 바로 OESense이다.
  
  
  

Introduction

OESense ( Mic + Occlusion Effect ) 란 이어버드의 마이크와 폐쇄효과를 결합한 형태의 새로운 이어버드이다. 폐쇄효과는 저주파를 강화시켜 신호를 증폭시키는 효과를 일으키는데 이를 활용하여 기존 이어버드로는 탐지하기 어려운 작은동작을 쉽게 탐지하게 해주고 주변 노이즈를 제거할 수 있다.

Application

크게 3가지 동작에 대해서 OESense 성능 실험을 진행하고 이를 기존의 이어버드와 비교하여 OESense의 성능을 보인다.

논문은 전체적으로는 이런 구조를 보이고 있다. 이어버드를 이용해 인간 동작 탐지를 하는데에 어려움이 존재하고 이를 보완하기 위해 폐쇄효과를 활용한 새로운 형태의 이어버드인 OESense를 제시한다. 폐쇄효과는 저주파 증폭, 노이즈 제거 등의 현상을 일으키기 때문에 상대적으로 작은 동작을 잘 탐지할 수 있고 주변 소음에 방해를 받지 않는다.

논문 공부를 위한 사전 준비

일단 읽자!

사실 무엇을 먼저 준비해야 할지 몰랐다.. ㅋㅋ 일단 논문부터 읽어보자! 라는 마음가짐으로 논문을 켜고 내 부족한 영어실력을 채워줄 구글번역기를 준비했다..! Introduction, Motivation, Overview.. 천천히 전부 읽어나갔다. 어느정도 이해할 수 있는 정도였지만 완벽하게 이해하기에는 어렵다는 생각이 들었다. 처음보는 개념이였고 폐쇄효과? 라는게 도저히 이해가 안갔다. 그래서 논문을 직접 작성한 컨퍼런스를 찾아봤고 관련 발표 영상을 찾을 수 있었다…!

https://www.youtube.com/watch?v=RNR1KJtGiaI

논문에 대해서 깊이있게 소개한 영상은 아니였지만 논문이 말하고자 하는바, 전체적인 흐름을 파악하는데 정말 많은 도움이 됐다. 확실히 논문 작성자가 직접 연구한 내용을 발표한 영상이다보니 이해가 잘 되었다. 이 영상을 몇번이나 돌려봤는지 모를정도로 많이 봤던것 같다.. ㅎㅎ

Occlusion Effect ( 폐쇄효과 )

이 논문에서 정말 중요한 개념 이였다. OESense 라는 개념이 이어버드 + 폐쇄효과 였기때문에 폐쇄효과가 무엇인지, 어떤 현상인지 정확하게 알 필요가 있었다.

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=hihearing&logNo=221338808785

생각보다 논문주제와 전혀 관련없는 블로그에서 폐쇄효과에 대한 감을 잡았다.. ㅋㅋ 보청기 관련 블로그인데 보청기를 착용하면 본인 목소리가 울려서 들리는 현상이 발생할 때가 있는데 이게 폐쇄효과라는 것이다. 좀더 그 원리에 대해 자세하게 보자.

1. 성대 혹은 체내에서 생성된 소리나 진동이 공기를 통해서 전달되는게 아니라 뼈와 외이도를 통해 고막에 전달.
2. 이 때문에 고막의 stiffness가 증가
3. 이는 저주파수의 임피던스를 증가시켜 저주파수를 증폭

대략 이런 원리인데, 보청기 사용자 입장에서는 폐쇄효과가 저주파수를 증폭시켜 본인의 목소리를 울리기 때문에 사용에 불편을 주는 부작용의 원인인데, 논문에서는 이를 역이용하여 저주파수 (= 동작이 작은 움직임 )의 증폭을 통해 동작이 작은 움직임을 더 잘 탐지하고 노이즈를 제거할 수 있게끔 사용한다는게 굉장히 흥미로웠다.

수집한 데이터 분석을 위한 Evaluation

논문에서는 수집된 데이터 분석을 위해 머신러닝을 사용했다. Classifier로는 SVM, Logistic Regression, KNN, Decision Tree, Random Forest 가 있고 모델링이 끝난 데이터는 Confusion Matrix, Precision, Recall 등을 이용해 Evaluation을 진행한다.

머신러닝 관련해서는 학부 공부를 통해 알고 있고 관련 포스팅도 올라와있기 때문에 링크를 걸어두겠다!

https://idkim97.github.io/categories/#machine-learning

이정도면 논문 리뷰를 위한 사전준비는 끝났다! 다음 포스팅에서는 구체적인 논문 설명과 발표준비 과정을 업로드 하겠다.