This study aims at establishing an digital signal processing technique to control 3-D sound localization, especially focusing our eyes on the role of information provided by Head-Related Transfer Function(HRTF). In order to clarify the cues to control the auditory distance perception, two conventional models named Hirsch-Tahara model and auditory parallax model were examined. As a result, it was shown that both models have limitations to universally explain the auditory distance perception. Hence, the auditory parallax model was extended so as to apply in broader cases of auditory distance perception. The results of the experiment by simulating HRTFs based on the extented parallax model showed that the cues provided by the new model were almost sufficient to control the perception of auditory distance from an actual sound source located within about 2 m.
The human auditory system is appropriate for the "constant Q"system. The STFT (Short Time Fourier Transform) is not suitable for the auditory perception model since it has constant bandwidth. In this paper, the CWT (continuous wavelet transform) is employed for the auditory filter model. In the CWT, the frequency resolution can be adjusted for auditory sensation models. The proposed CWT is applied to the modeling of the JNVF. In addition, other signal processing methods such as STFT, VER-FFT and VFR-STFT are discussed. Among these methods, the model of JNVF (Just Noticeable Variation in Frequency) by using the CWT fits in with the JNVF of auditory model although it requires quite a long time.
In this study, the recognition experiments for Korean vowel are performed using peripheral auditory model. In addition, for the purpose of objective comparison, the recognition experiments are performed by extracting LPC cepstrum coefficients for the same speech data. The results are as follows. 1) The time and the frequency responses of the auditory model show that important features of input signal are involved in the responses of inner ear and auditory nerve. 2) The recognition results for Korean vowel show that the recognition rate by auditory model output is higher than the recognition rate by LPC cepstrum coefficients. 3) The adaptation phenomenon of auditory nerve provides useful characteristics for the discrimination of vowel signal.
본 연구는 3차원 공간상에 있어서의 음상정위를 제어하기 위한 디지털 신호처리 기술, 특히, 음상의 거리정위에 있어서의 머리전달함수 (HRTF)의 역할에 착안한 신호처리 기술을 확립하기 위한 것을 목적으로 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 본 논문에서는 청각에 있어서의 거리 지각을 제어하기 위한 중요한 요소를 밝혀내기 위해 기존의 Hirsch-Tahara 모델과 음향적 시차 모델에 대해서 청각 실험을 행했다. 그 결과 이 두 모델에 있어서는 음상의 거리지각을 설명하기에는 한계와 전 방향에 있어서는 적용할 수 없는 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 고려해 본 논문에서는 음향적 시차 모델을 전 방향에 있어서 적용 가능하도록 확장된 음향적 시차 모델을 제안해 그 유효성에 대해 청취 실험을 통해 고찰했다. 그 결과, 본 논문에서 제안한 확장된 음향적 시차 모델을 이용하면 수평면 상의 전 방향에 있어서 약 2m 까지의 범위 내에서는 실제 음원에서 지각할수 있는 거리와 거의 같은 수준으로 음상의 거리를 제어함으로써 본 모델의 유효성을 인간을 대상으로한 청취실험을 통해 증명했다.
In the conventional speech processing, the technique of FFT(Fast Fourier Transform) is usually applied to the finite number of samples within the window of specified length using the fixed sampling rate. In this case, the temporal resolution is dependent upon the length of window while the spectral resolution is dependent upon the number of samples within the window. Thus, once the temporal resolution is determined the spectral resolution is also determined or vice versa. To resolve this type of dilemma, a new type of bank-filter similar to the characteristics of cochlear model needs to be considered. Furthermore, wide dynamic range of cochlea certainly helps the stable extraction of speech features. In the paper, the human auditory system will be briefly introduced and previous works on auditory preprocessors based on cochlear model will be reviewed. As a conclusion, the design considerations of auditory preprocessors based on cochlear model will be addressed.
In this study, we performed the recognition test on Korean vowel using peripheral auditory model. In addition, for the purpose of objective comparision, the recognition test is performed by extracting LPC cepstrum coefficients from the same data. And the same speech data are mixed with the Guaussian white noise quantitatively, then we repeated the same test, too. So we verified that this auditory model has a adaptability on noise.
청각장애인을 위한 청능 및 언어 훈련은 비장애인과 소통능력을 배양하는 기본적인 훈련이지만 동시에 부모나 지도교사의 경제적부담, 육체적 피로를 수반한다. 이를 해결하기 위해 웹기반의 청능 및 언어 훈련 콘텐츠가 계속해서 개발되어 왔다. 그러나 장애인의 청각상태 및 학습능력의 차이가 존재함에도 불구하고 이런 개인 차이를 고려하지 않은 채 개발되고 있다. 따라서 장애자의 상태와 잔존청력, 학습능력 및 훈련성취도를 정확히 평가하고 분석하여 장애자에게 적절한 훈련진도를 계획하는 것이 중요하다. 본 논문에서 청각장애자를 위해 개인평가에 따라 다양하게 청능 언어 훈련을 기획하고 관리해주는 청능 및 언어 훈련 서비스 모델을 제안한다. 또한 이 모델을 기반으로 하는 기능성 게임콘텐츠를 기획하는 설계방법을 제시한다.
청각처리장애는 정상 청력을 가졌음에도 불구하고 청각신경계에서 청각 정보를 처리하는 과정의 문제로 자신이 들은 소리를 이해하지 못한다. 본 연구는 최근 문헌들이 제시하는 청각처리장애의 중재 방법을 조사하여 청각 처리장애를 가진 아동을 위한 중재 안내도를 마련하고자 하였다. 청각처리장애를 가진 아동은 진단의 구체적 결함에 따라 Buffalo 모델과 Bellis/Ferre 모델의 유형으로 분류되고 결함을 치료하기 위한 문제중심 중재 전략과 결함의 영향을 관리하는 전반적 중재 전략이 결정된다. 그리고 문제중심 중재 전략은 두 모델의 유형별 특징에 따라 맞춤 전략으로 구성되고, 전반적 중재 전략은 보상 전략, 청능훈련, 환경수정 등이 추천된다. 이러한 중재가 진행되기 위해서는 다학문적 팀에 의해 아동의 청각 기능을 향상시킬 수 있는 다양한 중재 방법들을 선정하고 집중적이고 지속적으로 제공하여야 한다. 청각처리장애의 중재 안내도는 청각처리장애 확인, 중재, 재평가, 수정된 중재 단계로 구성되었다. 이 안내도를 통해 청각처리장애가 의심되거나 청각처리장애를 진단 받은 아동의 어려움을 줄이기 위하여 관련 임상가와 교사들이 적절한 중재 방법과 절차를 찾을 수 있도록 돕고자 하였다.
Auditory Models that are capable of achieving human performance would provide a basis for realizing effective speech processing systems. Perceptual invariance to adverse signal conditions (noise, microphone and channel distortions, room reverberations) may provide a basis for robust speech recognition and speech coder with high efficiency. Auditory model that simulates the part of auditory periphery up through the auditory nerve level and new distance measure that is defined as angle between vectors are described.
본 논문에서는 다양한 배경잡음에 의해 열화된 음성을 강조하기 위하여 청각모델에 기초로 한 잡음환경에 적응된 잡음억압 시스템을 제안한다. 제안한 시스템은 먼저 유성음과 무성음의 구간을 검출한 후, 각 입력 프레임에서 적응적인 청각기강의 처리를 한다. 마지막으로 진폭성분과 위상성분이 포함된 신경회로망을 사용하여 잡음신호를 제거한 후에 음성을 강조하는 처리를 한다. 본 시스템은 신호대잡음비의 평가방법을 통하여 다양한 잡음에 의해서 열화된 음성신호에 대해서 유효하다는 것을 실험으로 확인한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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