KR20190108958A - 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법 및 장치 - Google Patents

유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법 및 장치가 제시된다. 본 발명에서 제안하는 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법은 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 단계, 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 단계, 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 단계, 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 단계 및 상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 단계를 포함한다.

Description

유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법 및 장치{Method and Apparatus for Explicit Lyrics Classification Using Automated Explicit Lexicon Generation and Machine Learning}
본 발명은 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법 및 장치에 관한 것이다.
청소년 유해음반 자동 분류에 대한 기존 연구, [Chin, Kim 2018]에 따르면 청소년 유해가사(이하, 유해가사로 표기)에는 크게 청소년 유해단어(이하, 유해단어로 표기)가 등장하는 가사와 맥락적으로 유해한 표현이 등장하는 가사 두 가지 종류가 있다. 하지만 [Chin, Kim, 2018]에서는 이 두 가지 유해가사 종류에 맞추어 기계학습 모델을 설계하지 않고, 보편적인 설계의 기계학습 모델을 사용한다.
첫 번째 유해가사 종류인 '유해단어가 등장하는 가사'를 분류하기 위해서는 '문서(가사)에 유해단어가 등장하는지, 등장하지 않는지'를 확인해야 한다. 기존 연구 및 특허는 대부분 기존에 정의된 욕설, 은어 사전 등을 사용하여, 유해단어가 등장하는 지 확인한다. 그러나 이러한 방법은 잘 정의된 욕설, 은어 사전 등이 없는 언어권에서는 사용이 힘들다. 또한, 이러한 사전들은 보편적인 목적을 위하여 만들어졌으므로 사용 목적에 맞지 않을 수도 있다. 그리고 단어 등장 여부만 확인하기 때문에 단어의 맥락은 파악할 수 없다.
두 번째 유해가사 종류인 '맥락적으로 유해한 표현이 등장하는 가사'를 분류하기 위해서는 단어의 앞뒤 단어를 확인하여 단어의 의미를 맥락적으로 파악해야 한다. 이를 위해 CNN(Convolution Neural Networks)나 RNN(Recurrent Neural Networks)와 같은 모델들이 제안된다. 그러나 이러한 모델들은 가사의 전반적인 내용을 저차원 벡터화 시키기 때문에 유해단어 등장 유무 정보가 소실되어, 유해단어 확인에 취약할 수 있다. 따라서 첫 번째로, 유해단어 확인을 위하여 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하고, 두 번째로, '유해단어 확인 모델'과 '맥락 확인 모델'을 결합한 하이브리드 모델의 설계를 필요로 한다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 기존 심의제도는 유해가사 심의를 위해 다수의 전문가를 고용해야 하기 때문에 인건비가 필요하고, 현행 심의제도는 사람에 의해 이루어지기 때문에 시간적 제약이 존재한다는 단점을 개선하기 위한 방법 및 장치를 제공하는데 있다. 또한, 여성가족부의 유해음반 심의는 사후 심의이기 때문에, 심의 기간이 길어질수록 청소년이 유해음반에 노출될 확률이 높아지므로 실시간으로 심의를 진행할 수 있는 자동화된 유해가사 자동 분류 방법 및 장치를 제공하고자 한다.
일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법은 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 단계, 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 단계, 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 단계, 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 단계 및 상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 단계를 포함한다.
상기 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 단계는 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법을 통해 단어의 점수를 부여하고, 상기 점수를 기준으로 유해단어를 선정한다.
상기 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다.
상기 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 단계는 하기 식을 이용하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하고,
Figure pat00001
, 여기서
Figure pat00002
는 적격가사에 등장하는 단어들에 대한 실수 및 오류를 감안한 팩터이다.
상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 단계는 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성한다.
상기 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 단계는 CNN(Convolution Neural Networks) 및 RNN(Recurrent Neural Networks)을 포함하는 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 가사를 벡터화 함으로써 맥락 확인 벡터를 생성한다.
상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 단계는 상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 연결(concatenate)하고, Bagging, AdaBoost, K-Nearest Neighbors을 포함하는 분류모델을 상기 연결된 벡터와 유해가사 및 적격가사로 학습시키며, 유해가사 또는 적격가사 여부를 모르는 가사가 분류모델에 입력되었을 경우, 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
또 다른 일 측면에 있어서, 본 발명에서 제안하는 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 장치는 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 자동 유해단어 어휘목록 생성부, 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 새로운 유해단어 어휘목록 생성부, 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 유해단어 확인 벡터 생성부, 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 맥락 확인 벡터 생성부 및 상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 최종 유해가사 예측부를 포함한다.
상기 자동 유해단어 어휘목록 생성부는 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법을 통해 단어의 점수를 부여하고, 상기 점수를 기준으로 유해단어를 선정하고, 상기 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다.
상기 유해단어 확인 벡터 생성부는 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성한다.
상기 맥락 확인 벡터 생성부는 CNN(Convolution Neural Networks) 및 RNN(Recurrent Neural Networks)을 포함하는 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 가사를 벡터화 함으로써 맥락 확인 벡터를 생성한다.
상기 최종 유해가사 예측부는 상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 연결(concatenate)하고, Bagging, AdaBoost, K-Nearest Neighbors을 포함하는 분류모델을 상기 연결된 벡터와 유해가사 및 적격가사로 학습시키며, 유해가사 또는 적격가사 여부를 모르는 가사가 분류모델에 입력되었을 때 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
기존 심의제도는 유해가사 심의를 위해 다수의 전문가를 고용해야 하기 때문에 인건비가 필요하다는 단점이 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면 기계학습을 통한 심의 자동화를 통해 인건비를 절약할 수 있다. 또한, 현행 심의제도는 사람에 의해 이루어지기 때문에 시간적 제약이 존재한다. 여성가족부의 유해음반 심의는 사후 심의이기 때문에, 심의 기간이 길어질수록 청소년이 유해음반에 노출될 확률이 높아진다. 하지만, 본 발명에 따른 자동화된 기계는 시간적 제약이 적어 거의 실시간으로 심의를 진행할 수 있다. 이를 통해 청소년의 유해음반 노출을 최소화 시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유해가사 분류 모델 개요도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 자동 생성과 어휘목록 기반 필터링 모델의 개요도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 logCDα가 α에 따라 뽑은 유해단어를 등고선으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 확인 벡터 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유해가사 분류 모델 개요도이다.
우리나라에서는 청소년 보호법에 따라, 정부기관인 여성가족부의 주관 하에 청소년 유해음반 심의가 이루어진다. 방송사에서도 청소년에게 부적격한 가요를 심의한다. 이러한 유해음반 심의는 현재 사람에 의해 진행되는데, 이를 자동화하면 인적, 시간적, 물적 자본의 투입을 줄일 수 있을 것이다.
대부분의 유해음반은 가사에 청소년에게 유해한 표현이 있어서 유해음반으로 분류된다. 따라서 본 발명은 유해음반 자동 심의를 위해, 이러한 문제를 유해가사 분류의 문제로 접근한다. 본 발명은 유해가사 분류를 위한 기계학습 모델 설계 방법과 청소년 유해단어 어휘목록 자동 생성 방법을 다룬다.
제안하는 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류를 위한 하이브리드 유해가사 분류 모델은 도 1과 같이 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 유해가사 분류 모델은 크게 5가지 부분으로 구성 된다:
(1) 유해단어 어휘목록 자동 생성
(2) logCDα 기법을 이용한 새로운 유해단어 어휘목록 생성
(3) 가사에 대해 유해단어 어휘목록기반 필터링 모델을 적용하여 예측 결과 벡터, 다시 말해 유해단어 확인 벡터를 생성
(4) 가사에 대해 맥락 확인 모델을 적용하여 예측 결과 벡터, 다시 말해 맥락 확인 벡터 생성
(5) 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사인지 아닌지 최종 예측
도 1을 참조하면, 유해가사와 적격가사로 분류된 가사(110)에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다(120).
이후, 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하고, 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해 단어가 등장하는지 여부를 판단한다(121).
유해단어 확인 모델(130)을 적용하여 가사에 등장하는 전체 단어들에 대해, 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성한다.
단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 맥락 확인 모델(140)인 순차적 데이터 처리 모델(141)을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성한다.
이렇게 생성된 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 분류기(Classifier)(150), 다시 말해 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
본 발명은 여성가족부의 청소년 유해음반 심의 외에도, 가사에 유해한 표현이 있는지 확인해야 하는 TV 및 라디오 방송국, 음원 스트리밍 사이트에서도 사용될 수 있다. 특히 본 발명은 사전에 정의된 욕설사전과 같은 유해단어 어휘목록이 없어도 유해한 표현을 찾을 수 있다. 따라서 텍스트 데이터에서 유해한 표현이 있는지 확인해야 하는 유해 SNS 분류, 욕설 채팅 판단 과 같은 다른 분야에도 쉽게 적용이 가능하다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
제안하는 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 방법은 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 단계(210), 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 단계(220), 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 단계(230), 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 단계(240) 및 상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 단계(250)를 포함한다.
단계(210)에서, 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다.
이때, 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법을 통해 단어의 점수를 부여하고, 상기 점수를 기준으로 유해단어를 선정한다. 그리고, 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다. 도 3 및 도 4를 참조하여 자동 유해단어 어휘목록을 생성하는 과정을 더욱 상세히 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 자동 생성과 어휘목록 기반 필터링 모델의 개요도이다.
먼저, 유해단어 어휘목록 자동 생성(310)을 위해 적격가사(311)와 유해가사(312)로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들(313)에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구한다. 예를 들어, 바보, 사랑, 멍청, 힙합, 사과, 눈물, 개, 시계 등이 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법(314)을 통해 단어의 점수를 부여한다. 이와 같이 각 단어마다 점수를 부여하고, 유해단어일 확률이 높은 단어 N개를 선택하여 유해단어를 선정할 수 있고, 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성할 수 있다.
이후 어휘목록 기반 필터링(320)을 수행한다. 예를 들어, 멍청, 바보, 개 등이 유해단어(321)로 선정되었다고 가정하면, 가사(322)에 등장하는 전체 단어들에서 유해단어가 등장하는지 여부를 판별(323)한다. 유해단어가 등장할 경우 해당 단어를 유해단어(324)로 판별하고, 등장하지 않을 경우 적격가사(325)로 판별한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 유해단어 어휘목록을 생성하기 위해 유해가사와 적격가사(유해가사가 아닌 가사)로 분류된 가사에 등장한 전체 단어를 찾는다. 이후, 단어의 클래스 별 등장 정보를 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수(X), 적격가사에서 등장한 횟수(Y)에 대해 정리한다. 예를 들어 유해가사에서 3번, 적격가사에서 1번 나온 가사는 X는 3, Y는 1로 나타낼 수 있다: (X, Y) = (3, 1).
자질 선정 기법(Feature Selection Method) 중 필터 방식(Filter Method)을 이용하여 단어의 X, Y 값에 따라 점수를 부여할 수 있다. 필터 방식에는 정보 획득(Information Gain), 오즈 비(Odds Ratio), 관련 빈도(Relevant Frequency) 등이 있다. 예를 들어 (X, Y) = (3, 1)이고 필터 방식 중 관련 빈도를 사용한다면, 관련 빈도의 공식에 따라서 해당 단어의 점수는 log(2+X/Y) = log(2+3/1) = 2.32 이 된다. 이렇게 부여된 점수를 관련 빈도의 등고선 그림(410)으로 나타낼 수 있다.
이와 같이, 모든 단어의 점수를 매기고, 가장 점수가 높은 N개의 단어를 유해단어로 선정할 수 있다. 이를 통해 자동으로 유해단어 어휘목록을 생성할 수 있다. 이렇게 생성된 유해단어 어휘목록을 이용하여, 유해가사에 유해단어가 등장하는지 등장하지 않는지 확인할 수 있다.
제안하는 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 방법은 사전 정의된 어휘목록 자료가 부족한 언어권에서도 사용이 가능 하다. 이러한 어휘목록에 기반한 필터링 모델은 도 4와 같이 자동 유해가사 분류에 사용될 수 있다. 사전 정의된 어휘목록 자료는 대부분 욕설사전, 은어 사전 등으로 보편적인 목적에 맞추어진 어휘목록이지만, 이 방법은 데이터에서 자동 생성한, 데이터에 맞추어진 어휘목록이므로, 사전 정의된 어휘목록보다 높은 성능을 보인다. 또한, 자질 선정 기법(Feature selection method)에 기반한 방식이므로, 가사에서 유해단어인 N개의 단어의 등장 유무만 확인하면 되는 간단한 구조이다. 따라서 다른 기계학습 모델들 보다 구현과 적용이 용이하다. 뿐만 아니라, 유해가사 분류 외에도, 유해단어 등장 유무를 확인해야 하는 모든 분야에 적용 가능하다.
다시 도 2를 참조하면, 단계(220)에서 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성한다.
단계(210)에서 자질 선정 기법으로 기존에 있던 필터 모델을 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 기존 방법들보다 유해단어 선정에 더 적합한 logCDα를 제안하고 이를 사용한다. 하기식은 종래기술에 따른 필터 모델에 적용된 식을 나타낸다:
Figure pat00003
수식1
본 발명에서 제안하는 새로운 유해단어 어휘목록은 하기식을 이용하여 생성된다:
Figure pat00004
수식2
여기서
Figure pat00005
는 적격가사에 등장하는 단어들에 대한 실수 및 오류를 감안한 팩터이다. 도 5를 참조하여 새로운 유해단어 어휘목록을 생성하는 과정을 더욱 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 가 에 따라 뽑은 유해단어를 등고선으로 나타낸 도면이다.
logCDα[수식 2]는 지도식 단어 가중치 기법(supervised word weight scheme)으로 종래기술의 logCD[수식 1][Fattah, 2015]를 변형한 것이다. 기존 공식의 윗변과 아랫변에 α를 더하여 X, Y축을 α만큼 이동시킨다. 이를 통해 도 5과 같이 α에 따라 X, Y값에 따른 점수 변화를 줄 수 있다.
도 5a 내지 도 5c logCDα가 α에 따라 뽑은 유해단어를 나타내는 그래프이다. 도 5a는 α = 0, topN = 200, 도 5b는 α = 10, topN = 200, 도 5a는 α = 50, topN = 200의 유해단어를 나타내는 그래프이다.
α가 커질수록 X+Y값이 적은 단어들은 덜 뽑히고, X축에서 좀 떨어진 단어들도 유해단어로 뽑히게 된다. 다시 말해, α가 커질수록 희귀하게 등장하는 단어는 덜 뽑고, 빈번하게 등장하는 단어라면 어느 정도 적격가사에 등장한 단어들도 실수/오류를 감안하여 유해단어로 선정할 수 있다.
다시 도 2를 참조하면, 단계(230)에서, 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성한다.
가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성한다. 도 6을 참조하여 유해단어 확인 벡터 생성 과정을 더욱 상세히 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 확인 벡터 생성 과정을 설명하기 위한 도면이다.
앞서 설명된 바와 같이, 자질 선정 기법으로 logCDα의 α와 단어 수 N을 바꾸어 가며 가사의 전체 단어들(610)을 대상으로 여러 종류의 유해단어 n개의 어휘목록(621, 622, 623)을 생성한다. 이후, 유해가사인지 적격가사인지 분류해야 하는 가사 각각에 대하여 다음의 과정을 수행한다. 먼저, 가사가 각 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 확인 한다(630). 만약 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장한다면 유해가사(1)로, 하나도 등장하지 않는다면 적격가사(0)로 예측한다. 위 과정을 모든 가사와 유해단어 어휘목록에 대해 수행한 뒤, 개발 데이터 생으로 성능이 높았던 k개의 예측 결과만을 모은다. 이 k개의 예측 결과가 유해단어 확인 벡터가 된다(640). 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 확인 벡터 생성 과정은 어휘목록 하나만 사용하는 것이 아니라, 여러 어휘목록에 기반한 필터링 예측결과로 이루어진 벡터를 생성하여 좀더 강건한(robust) 성능을 낼 수 있다.
단계(240)에서, 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성한다.
단어의 앞 뒤 단어를 고려하기 위해 CNN(Convolution Neural Networks) 및 RNN(Recurrent Neural Networks)을 포함하는 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 가사를 벡터화 함으로써 맥락 확인 벡터를 생성한다.
예를 들어, [Yang, 2016]의 하이라키컬 어텐션(Hierarchical Attention)과 같은 모델 학습시키고, 소프트맥스 레이어(Softmax layer) 직전 레이어의 결과값을 가사 벡터로 사용한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 두 번째 유해가사 종류인 '맥락적으로 유해한 표현이 등장하는 가사'를 유해가사로 분류할 수 있다. 예를 들어 '목을 졸라'와 같이, 유해한 단어는 등장하지 않지만, 단어가 맥락적으로 유해한 의미를 가지는 경우를 파악하고, 유해가사로 분류할 수 있다.
단계(250)에서, 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
유해단어 확인 벡터 및 맥락 확인 벡터를 연결(concatenate)하고, Bagging, AdaBoost, K-Nearest Neighbors을 포함하는 분류모델을 상기 연결된 벡터와 유해가사 및 적격가사로 학습시킨다. 이후, 라벨을 모르는 다시 말해 유해가사 또는 적격가사 여부를 모르는 가사가 분류모델에 입력되었을 경우, 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
유해단어 확인 벡터 및 맥락 확인 벡터에 기반한 모델을 각각 만들면, 유해단어 확인 벡터의 모델은 유해단어는 확인하지만 단어의 맥락을 파악하지 못하고, 맥락 확인 벡터의 모델은 단어의 맥락은 파악하지만 유해단어에 취약할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유해가사 분류 모델은 유해단어 확인 벡터 및 맥락 확인 벡터의 모델을 합쳐 서로의 단점을 보안할 수 있다.
여성가족부의 청소년 유해음반 심의는 청소년 보호법에 따라 지속적으로 이루어져야 한다. 심의는 크게 3 단계로 이루어진다. 먼저, 상시로 이루어지는 모니터링 요원의 기본작업, 격주로 이루어지는 음반위원회의 1차 심의, 월 1회 개최되는 청소년보호위원회의 본 심의로 이루어질 수 있다. 이를 위해 다수의 전문가를 고용해야 하기 때문에 자본이 투입되어야 한다. 이외에도 TV 및 라디오 방송국에서 비슷하게 매주 가요 심의를 실시하고 있다. 청소년 유해가사 심의를 기계학습을 통해 자동화한다면 심의에 필요한 인건비를 줄일 수 있을 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
유해단어 어휘목록 자동 생성과 기계학습을 이용한 청소년 유해가사 자동 분류 장치(700)는 자동 유해단어 어휘목록 생성부(710), 새로운 유해단어 어휘목록 생성부(720), 유해단어 확인 벡터 생성부(730), 맥락 확인 벡터 생성부(740) 및 최종 유해가사 예측부(750)를 포함한다.
자동 유해단어 어휘목록 생성부(710)는 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다.
이때, 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법을 통해 단어의 점수를 부여하고, 상기 점수를 기준으로 유해단어를 선정한다. 그리고, 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성한다.
새로운 유해단어 어휘목록 생성부(720)는 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성한다.
자동 유해단어 어휘목록 생성부(710)에서 자질 선정 기법으로 기존에 있던 필터 모델을 사용할 수도 있지만, 본 발명에서는 기존 방법들보다 유해단어 선정에 더 적합한 logCDα를 제안하고 이를 사용한다. 위에서 설명한 수식1은 종래기술에 따른 필터 모델에 적용된 식이고, 본 발명에서 제안하는 새로운 유해단어 어휘목록은 위 수식2를 이용하여 생성된다.
유해단어 확인 벡터 생성부(730)는 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성한다.
가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성한다.
맥락 확인 벡터 생성부(740)는 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성한다.
단어의 앞 뒤 단어를 고려하기 위해 CNN(Convolution Neural Networks) 및 RNN(Recurrent Neural Networks)을 포함하는 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 가사를 벡터화 함으로써 맥락 확인 벡터를 생성한다.
예를 들어, [Yang, 2016]의 하이라키컬 어텐션(Hierarchical Attention)과 같은 모델 학습시키고, 소프트맥스 레이어(Softmax layer) 직전 레이어의 결과값을 가사 벡터로 사용한다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 두 번째 유해가사 종류인 '맥락적으로 유해한 표현이 등장하는 가사'를 유해가사로 분류할 수 있다. 예를 들어 '목을 졸라'와 같이, 유해한 단어는 등장하지 않지만, 단어가 맥락적으로 유해한 의미를 가지는 경우를 파악하고, 유해가사로 분류할 수 있다.
최종 유해가사 예측부(750)는 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
유해단어 확인 벡터 및 맥락 확인 벡터를 연결(concatenate)하고, Bagging, AdaBoost, K-Nearest Neighbors을 포함하는 분류모델을 상기 연결된 벡터와 유해가사 및 적격가사로 학습시킨다. 이후, 라벨을 모르는 다시 말해 유해가사 또는 적격가사 여부를 모르는 가사가 분류모델에 입력되었을 경우, 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측한다.
유해단어 확인 벡터 및 맥락 확인 벡터에 기반한 모델을 각각 만들면, 유해단어 확인 벡터의 모델은 유해단어는 확인하지만 단어의 맥락을 파악하지 못하고, 맥락 확인 벡터의 모델은 단어의 맥락은 파악하지만 유해단어에 취약할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 유해가사 분류 모델은 유해단어 확인 벡터 및 맥락 확인 벡터의 모델을 합쳐 서로의 단점을 보안할 수 있다.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다.  또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다.  이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다.  예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다.  또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다.  소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다.  소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다.  상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다.  상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다.  컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다.  프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.  예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (12)

  1. 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 단계;
    적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 단계;
    상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 단계;
    단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 단계; 및
    상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 단계
    를 포함하는 어휘 자동 분류 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 단계는,
    각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법을 통해 단어의 점수를 부여하고, 상기 점수를 기준으로 유해단어를 선정하는
    어휘 자동 분류 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는
    어휘 자동 분류 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 단계는,
    하기 식을 이용하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하고,
    Figure pat00006

    여기서
    Figure pat00007
    는 적격가사에 등장하는 단어들에 대한 실수 및 오류를 감안한 팩터인
    어휘 자동 분류 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 단계는,
    가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성하는
    어휘 자동 분류 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 단계는,
    CNN(Convolution Neural Networks) 및 RNN(Recurrent Neural Networks)을 포함하는 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 가사를 벡터화 함으로써 맥락 확인 벡터를 생성하는
    어휘 자동 분류 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 단계는,
    상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 연결(concatenate)하고, Bagging, AdaBoost, K-Nearest Neighbors을 포함하는 분류모델을 상기 연결된 벡터와 유해가사 및 적격가사로 학습시키며, 유해가사 또는 적격가사 여부를 모르는 가사가 분류모델에 입력되었을 경우, 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는
    어휘 자동 분류 방법.
  8. 유해가사와 적격가사로 분류된 가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수와 적격가사에서 등장한 횟수를 구하고, 상기 횟수를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는 자동 유해단어 어휘목록 생성부;
    적격가사에 등장한 단어들에 대해서도 실수 및 오류를 감안하여 새로운 유해단어 어휘목록 생성하는 새로운 유해단어 어휘목록 생성부;
    상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초하여 유해단어 확인 벡터를 생성하는 유해단어 확인 벡터 생성부;
    단어의 앞 뒤 문맥을 고려하기 위해 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 맥락 확인 벡터를 생성하는 맥락 확인 벡터 생성부; 및
    상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 이용하여 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는 최종 유해가사 예측부
    를 포함하는 어휘 자동 분류 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 자동 유해단어 어휘목록 생성부는,
    각 단어마다 유해가사에서 등장한 횟수 및 적격가사에서 등장한 횟수에 따라 자질 선정 기법을 통해 단어의 점수를 부여하고, 상기 점수를 기준으로 유해단어를 선정하고, 상기 선정된 유해단어를 이용하여 자동 유해단어 어휘목록을 자동으로 생성하는
    어휘 자동 분류 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 유해단어 확인 벡터 생성부는,
    가사에 등장하는 전체 단어들에 대하여 상기 생성된 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 있는 단어가 한 개 이상 등장하는지 여부를 판별하여 자동 유해단어 어휘목록 및 새로운 유해단어 어휘목록에 기초한 필터링 예측 결과를 생성하는
    어휘 자동 분류 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 맥락 확인 벡터 생성부는,
    CNN(Convolution Neural Networks) 및 RNN(Recurrent Neural Networks)을 포함하는 순차적 데이터 처리 모델을 이용하여 가사를 벡터화 함으로써 맥락 확인 벡터를 생성하는
    어휘 자동 분류 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 최종 유해가사 예측부는,
    상기 유해단어 확인 벡터 및 상기 맥락 확인 벡터를 연결(concatenate)하고, Bagging, AdaBoost, K-Nearest Neighbors을 포함하는 분류모델을 상기 연결된 벡터와 유해가사 및 적격가사로 학습시키며, 유해가사 또는 적격가사 여부를 모르는 가사가 분류모델에 입력되었을 때 하이브리드 유해가사 분류 모델을 통해 유해가사 여부를 최종 예측하는
    어휘 자동 분류 장치.
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