The purpose of this study was to analyze spectral versus cepstral measurements in esophageal speakers. The comparison between the measurements in thirteen male esophageal speakers was compared with the control group of thirteen normal speakers using the sustained vowel /a/. The main results can be summarized as below: (a) the CPP and L/H ratio of the esophageal group were significantly lower than those of the control group (b) the CPP was significantly correlated with the spectral parameters such as jitter, shimmer, NHR and VTI, and (c) the ROC analysis showed that the threshold of 10.25dB for the CPP achieved a good classification for esophageal speakers, with 100% perfect sensitivity and specificity. Thus, it was known that cepstral-based acoustic measures such as CPP, may be more reliable predictors than other spectral-based acoustic measures such as jitter and shimmer. And it was found that cepstral-based acoustic measures were effective in distinguishing esophageal voice quality from normal voice quality. This research will contribute to establishing a baseline related to speech characteristics in voice rehabilitation with laryngectomees.
본 논문에서는 잡음 환경에서 음성 인식 시스템의 성능을 개선할 수 있는 잡음제거 방식과 거리 측정 방법을 연구하고 백색 및 유색 잡음 환경에서 거리 측정 방법에 따른 음성 인식 시스템의 성능을 평가하였다. 잡음 제거 방법으로는 음성 인식 시스템의 전처리 과정으로서 사용될 수 있는 스펙트럼 차감법, 자기 상관 차감법, 적응 잡음 제거, 적응 빔 형성기가 있으며 거리 측정 방법으로는 Log Likelihood Ration($d_{LLR}$), 켑스트럼에 의한 거리 측정 ($d_{CEP}$), 가중 켑스트럼 거리 측정 ($d_{WCEP}$), 스펙트럼 기울기에 의한 거리 측정 ($d_{RPS}$), 켑스트럼 투영 거리 측정방법 ($d_{CP},\;d_{BCP},\;d_{WCP},\;d_{BWCP}$)들이 있다. 백색 및 자동차 잡음 환경에서의 화자 종속 단독음 인식 실험 결과, 켑스트럼 계수의 높은 차수에 큰 가중을 두는 거리 측정 방법인 $d_{RPS},\;d_{WCEP}$가 잡음에 강한 특성을 나타내었으며, 잡음이 존재할 때는 pre-emphasis를 하지 않은 경우가 높은 인식율을 얻을 수 있었다.
The current study assessed the utility of acoustic analyses the most commonly used in routine clinical voice assessment including perturbation, nonlinear dynamic analysis, and Spectral/Cepstrum analysis based on signal typing of dysphonic voices and investigated their applicability of clinical acoustic analysis methods. A total of 70 dysphonic voice samples were classified with signal typing using narrowband spectrogram. Traditional parameters of %jitter, %shimmer, and signal-to-noise ratio were calculated for the signals using TF32 and correlation dimension(D2) of nonlinear dynamic parameter and spectral/cepstral measures including mean CPP, CPP_sd, CPPf0, CPPf0_sd, L/H ratio, and L/H ratio_sd were also calculated with ADSV(Analysis of Dysphonia in Speech and VoiceTM). Auditory perceptual analysis was performed by two blinded speech-language pathologists with GRBAS. The results showed that nearly periodic Type 1 signals were all functional dysphonia and Type 4 signals were comprised of neurogenic and organic voice disorders. Only Type 1 voice signals were reliable for perturbation analysis in this study. Significant signal typing-related differences were found in all acoustic and auditory-perceptual measures. SNR, CPP, L/H ratio values for Type 4 were significantly lower than those of other voice signals and significant higher %jitter, %shimmer were observed in Type 4 voice signals(p<.001). Additionally, with increase of signal type, D2 values significantly increased and more complex and nonlinear patterns were represented. Nevertheless, voice signals with highly noise component associated with breathiness were not able to obtain D2. In particular, CPP, was highly sensitive with voice quality 'G', 'R', 'B' than any other acoustic measures. Thus, Spectral and cepstral analyses may be applied for more severe dysphonic voices such as Type 4 signals and CPP can be more accurate and predictive acoustic marker in measuring voice quality and severity in dysphonia.
본 논문에서는, 매우 낮은 전송율이 요구되는 음성통신의 환경하에서 CELP 음성 부호기를 사용할 경우, 스펙트럼에 대한 정보를 어떻게 효과적으로 나타낼 것인가에 대하여 고찰하였다. 구체적으로, 스펙트럼에 대한 정보를 나타내는 LPC 파라메타를 cepstrum으로 변형시키고, 변형된 LPC cepstrum계수들을 효과적으로 벡터 양자화하는 방법을 제시하였다. 벡터 양자화에 사용되는 코드-북의 설계를 위하여, 주파수 대역에서 서로 다른 의미를 갖는 세계의 cepstral distance measure들을 시도하였으며, 각각에 대한 성능이 분석되어졌다. 시뮬레이션을 통하여, 본 논문에서 제시한 LPC cepstral 벡터 양자화 방식이 스펙트럼에 대한 정보를 매우 효과적으로 나타낼 수 있음을 보였다.
한국음향학회 1998년도 제15회 음성통신 및 신호처리 워크샵(KSCSP 98 15권1호)
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pp.250-253
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1998
In digital communicatioin networks, speech recognition systems conventionally reconstruct speech followed by extracting feature [parameters. In this paper, we consider a useful approach by incorporating speech coding parameters into the speech recognizer. Most speech coders employed in the networks represent line spectral pairs as spectral parameters. In order to improve the recognition performance of the LSP-based speech recognizer, we introduce two different ways: one is to devise weighed distance measures of LSPs and the other is to transform LSPs into a new feature set, named a pseudo-cepstrum. Experiments on speaker-independent connected-digit recognition showed that the weighted distance measures significantly improved the recognition accuracy than the unweighted one of LSPs. Especially we could obtain more improved performance by using PCEP. Compared to the conventional methods employing mel-frequency cepstral coefficients, the proposed methods achieved higher performance in recognition accuracies.
The purpose of this study is to examine the acoustic characteristics of Parkinsonian speech, with respect to different utterance conditions, by employing acoustic/auditory-perceptual analysis. The subjects of the study were 15 patients (M=7, F=8) with Parkinson's disease who were asked to read out sentences under different utterance conditions (clear/casual). The sentences read out by each subject were recorded, and the recorded speech was subjected to cepstrum and spectrum analysis using Analysis of Dysphonia in Speech and Voice (ADSV). Additionally, auditory-perceptual evaluation of the recorded speech was conducted with respect to breathiness and loudness. Results indicate that in the case of clear speech, there was a statistically significant increase in the cepstral peak prominence (CPP), and a decrease in the L/H ratio SD (ratio of low to high frequency spectral energy SD) and CPP F0 SD values. In the auditory-perceptual evaluation, a decrease in breathiness and an increase in loudness were noted. Furthermore, CPP was found to be highly correlated to breathiness and loudness. This provides objective evidence of the immediate usefulness of clear speech intervention in improving the voice quality of Parkinsonian speech.
The Modified Voiced Lip Trill (MVoLT) training is a variant of voiced lip-till training characterized by increased loudness, lowered laryngeal position, and lip contact facilitated with fingers. The purpose of the current study was to assess the effect of the MVoLT training program on vocal changes of musical singing theater students. A total of 32 musical theater students (17 males and 15 females, age ranging from 18 to 29) participated in the study. For about three months, each participant was tutored using a systematic program focussing on the MVoLT training, accompanied by certain facilitating strategies. Pre- & post-training multi-dimensional vocal characteristics were assesed and compared. Results showed that cepstral peak prominence during vowel phonation increased after training, while its standard deviation and Cepstral Spectral Index of Dysphonia decreased. When an aerodynamic assessment was performed, maximum phonation time, subglottal pressure, mean airflow rate increased, while electroglottographic measures did not change. In addition, decreased psychometric measures, higher maximum pitch, and increased vocal range were noted after training. In conclusion, the MVoLT was proven to have a potential as an effective and safe training method for musical theater singing.
본 연구에서는 PCS 이동전화의 객관적 통화품질평가 척도개발을 위한 기초연구로 기존의 CD(Cepstral Distance), MSD (Mel Spectral Distance), BSD(Bark Spectral Distance), PSQM (Perceptual Speech Quality Measure) 척도를 적용하여 그 성능을 비교 분석하였다. 이 척도들을 실제환경에서 수집된 PCS 음성데이터에 대해서 적용하였고 이 결과치와 청취자들의 평가 반응에 의해 얻어진 MOS 결과치와의 상관성을 조사하였다. 실험 결과, BSD와 PSQM 척도의 상관성이 0.81, 0.84로 나타나 CD, MSD보다 성능이 더 우수함을 보였다.
본 논문에서는 디지털 이동전화(CDMA) 채널환경을 통과한 왜곡된 전화음성에 대해 객관적 음질평가 척도의 개발을 위한 기초 연구로서 기존의 CD(Cepstral Distance), MSD(Mel Spectral Distance), BSD(Bark Spectral Distance), Modified BSD, PSQM(Perceptual Speech Quality Measure)를 대상으로 객관척도 알고리즘을 성능평가 하였다. 이 척도들은 실제 이동전화 환경에서 수집된 PCS 음성데이터에 대해서 적용하였으며 이 결과치를 주관적 음질평가 방법인 MU와 상관성을 비교 조사하였다. 실험 결과, BSD와 MBSD, 그리고 PSQM 척도의 상관성이 각각 0.80, 0.85, 0.84로 나타났으며 CD, MSD 보다 성능이 상대적으로 더 우수함을 보였다.
청지각적 평가 및 음향학적 분석은 음성평가를 위해 임상 현장에서 일반적으로 사용해오고 있다. 본 연구는 음성장애 환자의 청지각적 및 음향학적 측정 시 말 과제 효과를 조사하고자 한다. 음성장애로 진단받은 총 22명의 환자로부터 모음연장발성(/a/, /e/, /i/, /o/, /u/, /ɯ/, /ʌ/)과 연속구어('가을'표준문단의 9개 하위문장)를 녹음하였다. 음성장애 평가 및 치료 경험이 있는 2명의 음성언어치료사가 맹검 및 무작위 음성 샘플을 사용하여 GRBAS('G', 'R', 'B', 'A', 'S')척도 및 CAPE-V('OS', 'R', 'B', 'S', 'P', 'L')를 사용하여 청지각적 평가를 실시하였다. 또한, ADSV(analysis of dysphonia in speech and voice model)를 이용하여 켑스트럼 및 스펙트럼 측정치를 구하였다. 모음 유형에 따라 GRBAS 척도에서 'B'를 제외하고 청지각적 평가에 영향을 미치지 않았으나, CAPE-V에서는 'OS', 'R', 'B'에 영향을 미쳤다(p<.05). CPP 및 L/H ratio 는 모음 유형과 문장 위치의 영향을 받았다. 표준문단의 CPP값은 모든 모음에서 'G', 하위 9문장과 유의미한 부적 상관 관계가 나타났고, 특히, /e/모음(r=-.739)에서 가장 높은 상관관계를 보였다. 두 번째 문장의 CPP는 모든 모음과 높은 상관관계를 보였다. CAPE-V는 말 자극에 따라 GRBAS보다 청지각적 평가에 더 많은 영향을 받을 수 있으며, 'B' 척도, CPP, L/H ratio는 모음 유형과 자음을 포함한 문장 위치에 따라 영향을 받았다. 따라서, 음성 장애 환자의 음성 평가에서 모음을 사용할 때는 /a/뿐만 아니라 ' 기식성'음질과 음향적으로 상관성이 높은 /i/모음을 함께 사용하는 것이 유용할 수 있다. 또한 /e/모음은 한국 표준문단 '가을' 및 하위 문장들과 음향적으로 상관성이 높았으므로 문단 대신 사용할 수 있을 것이다. 또한, 음성장애 신호들이 대부분 비주기적이라는 점을 감안할 때, CPP와 함께 표준문단 중 가장 음향적으로 상관성이 높은 두 번째 문장을 사용할 수 있을 것이다. 이러한 결과는 말과제가 청지각적 평가 및 음향학적 측정에 미치는 영향에 대한 임상적 증거를 제공하며, 이는 음성장애 환자의 음성 평가에 대한 가이드라인을 제공하는 데 도움을 줄 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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