• 제목/요약/키워드: spectrogram

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Hierarchical Flow-Based Anomaly Detection Model for Motor Gearbox Defect Detection

  • Younghwa Lee;Il-Sik Chang;Suseong Oh;Youngjin Nam;Youngteuk Chae;Geonyoung Choi;Gooman Park
    • KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
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    • 제17권6호
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    • pp.1516-1529
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    • 2023
  • In this paper, a motor gearbox fault-detection system based on a hierarchical flow-based model is proposed. The proposed system is used for the anomaly detection of a motion sound-based actuator module. The proposed flow-based model, which is a generative model, learns by directly modeling a data distribution function. As the objective function is the maximum likelihood value of the input data, the training is stable and simple to use for anomaly detection. The operation sound of a car's side-view mirror motor is converted into a Mel-spectrogram image, consisting of a folding signal and an unfolding signal, and used as training data in this experiment. The proposed system is composed of an encoder and a decoder. The data extracted from the layer of the pretrained feature extractor are used as the decoder input data in the encoder. This information is used in the decoder by performing an interlayer cross-scale convolution operation. The experimental results indicate that the context information of various dimensions extracted from the interlayer hierarchical data improves the defect detection accuracy. This paper is notable because it uses acoustic data and a normalizing flow model to detect outliers based on the features of experimental data.

스마트폰 음성 녹음 파일 위변조 검출을 위한 스펙트로그램 분석의 한계점 (Limitations of Spectrogram Analysis for Smartphone Voice Recording File Forgery Detection)

  • 한상민;손영민;박재완
    • 문화기술의 융합
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    • 제9권2호
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    • pp.545-551
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    • 2023
  • 오늘날 누구나 디지털 정보를 용이하게 활용할 수 있게 됨에 따라 디지털 증거의 채택이 증가되고 있다. 하지만 다양한 음성 파일 편집 도구를 보급과 함께 정교한 편집 과정을 거친 음성 녹음 파일의 경우 위변조 진위 여부를 판단하는 것은 사실상 불가능하다. 본 연구는 음성 녹음 파일에 삽입, 삭제, 연결 및 합성 편집 기술을 활용해 원본 파일과 구별하기 어려운 위변조가 가능함을 증명하고자 한다. 본 연구는 위변조 된 음성 파일을 원본과 동일한 확장자로 인코딩하는 작업을 통해 위변조 검출의 어려움을 제시한다. 또한 특징점이 발생한 실험에 한 하여 추가적으로 천이대역의 삭제 및 2차 인코딩 작업을 수행할 경우 위변조 검출은 불가능함을 나타냈다. 이를 통해 본 연구는 음성 녹음 파일을 디지털 증거로 채택하기 위한 더 엄격한 증거능력 판단 기준 수립에 공헌할 것으로 기대된다.

CSL을 통한 음향특성과 사상체질간의 상관성 연구 (An Study on the Correlation between Sound Characteristics and Sasang Constitution by CSL)

  • 신미란;김달래
    • 사상체질의학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.137-157
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    • 1999
  • 1. 연구배경 사상인은 생리 및 병리 현상에 차이를 나타낼 뿐만 아니라 섭생법 및 치료법에서도 각기 다른 방법을 적용하고 있다. 그러므로 사상의학에 있어서 체질변증분야가 매우 중요한 과제라 하겠다. 동무는 사상인변증의 진단지표를 외형 심성 병증 등을 제시하였고, 많은 의가들에 의해 여러 가지 새로운 체질변증의 방법이 모색되어 임상에 시도 활용되고 있는 추세이나 체질변증의 객관성유지에 어려운 점이 많아서 학문의 발전에 적지 않은 난관이 따랐다. 최근에는 음성과학의 발달에 힘입어 음성의 특성을 가시적 수치적으로 객관화 할 수 있는 가능성이 높아졌다. 본 연구는 이러한 음성과학을 바탕으로 여러 의가들에 의해 제시되어 온 사상인의 음성적 특정을 각 개인의 사상체질과 직접적으로 연관성이 있다고 판단되는 공명주파수와 기본주파수 등 여러 음성학적인 pattern자료들을 모집단으로부터 획득하여 체질별로 객관적인 수치로 비교 분석함으로써 음성과 체질과의 관계에 대하여 살펴보고 개인의 성문에 의한 사상체질 판단의 기본자료로 활용하고자 하였다. 2. 연구방법 상지대한의과대학 남학생 132명과 기타8명을 대상으로 하였다. 음향특성과 체질과의 상관성에 관하여 문헌조사를 하였다. 설문지와 체질전문가에 의하여 연구대상자를 체질 판별하였다. 연구대상자의 음성특성에 대한 설문조사를 하였고 CSL로 Pitch. Formant Frequency. Energy, Time of reading composition 등을 분석하고 통계 처리하여 체질 판별을 시도하였다. 3. 연구결과 1) 설문조사결과 소음인은 음성이 낮고 완만하며 조용한 편으로, 소양인은 음성이 높고 밝으며 급하고 함부로 말을 하는 것으로, 태음인은 음성이 낮고 무거우며 완만하고 굵고 성량이 풍부한 것으로 나타났다. 2) 문장의 평균 발음 시간에서 태양인은 다른 체질에 비하여 유의성 있게 길었다. 몸무게에서 태음인은 다른 체질에 비하여 유의성 있게 높았다. Formant frequency 1에서는 태양인이, Bandwidth 1에서는 소음인과 태양인이 다른 체질에 비하여 유의성 있게 낮았으며, Bandwidth 2와 Formant frequency 5에서는 태양인이 유의성 있게 높았다. Pitch Maximum과 Pitch Maximum-Pitch Minimum에서는 소음인과 태양인이 유의성 있는 차이를 나타내었다. Energy Mean에서는 태양인과 태음인에서 유의성 있는 차이를 나타내었다. 3) Multi-dimensional 4-class minimum-distance classifier 분석결과 모든 항목으로 분석한 것 보다 체질별로 특정 항목을 갖고 분석한 것이 높은 일치를 나타내었다. SPSS/PC+프로그램에서 일원분산분석과 판별분석결과 네 체질사이에서의 정판별력보다 소양인을 제외한 3체질 사이에서의 정판별력이 높았다. CART모형에서 앞에서 제시된 다른 방법들보다 높은 예측율을 보이고 있다. 연구수행과정 중에 표준화, 녹음기술, 적적한 문장의 선택, 음성분석 항목선택, 통계기법, 적절한 알고리즘의 개발 등의 많은 문제점이 나타나고 있으며 관련분야의 보완과 연구진행이 지속적으로 있어야 할 것으로 사려 된다. 다각도로 진행되고 있는 사상의학에서의 객관화 노력과 통계적인 방법론들이 적용되고 체질진단에 있어 가장 최적의 알고리즘을 찾아낼 수 있다면, 정확한 체질 진단과 더불어 그에 따른 환자들의 치료와 약물처방에 있어서도 많은 도움을 줄 수 있으리라 생각된다. 성문과 음성특성의 분석을 통한 사상체질 분류검사방법은 사상체질의 객관화를 위한 하나의 보조적인 방법이 될 수 있다고 사료된다.

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대칭구조를 갖는 일반적인 고차의 미분 에너지함수를 기반한 순간주파수를 이용한 음성의 기본주파수 추정 (Estimation of Fundamental Frequency Using an Instantaneous Frequency Based on the Symmetric Higher Order Differential Energy Operator)

  • 임병관
    • 전기학회논문지
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    • 제60권12호
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    • pp.2374-2379
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    • 2011
  • The fundamental frequency of the voiced speech is estimated using the instantaneous frequency based on the symmetric higher order differential energy operator. The instantaneous frequency based on the symmetric higher order energy operator shows better frequency estimation result since it is aligned to the time instance of the signal. The speech is pre-processed by a lowpass filter to remove higher frequency components. Then, it is processed by the instantaneous frequency to obtain the fundamental frequency estimates. The symmetric higher order energy operator has been used as an indicator to determine the voiced/unvoiced speech. The fundamental frequency estimates are further processed by a moving average filter to obtain the monotonically changed estimates. The obtained fundamental frequency estimates have been compared with the spectrogram of the speech to confirm its accuracy.

비정상 AE 진동감시 신호의 에너지 분포특성과 시간-주파수 해석 (Energy Distribution Characteristics of Nonstationary Acoustic Emission Burst Signal Using Time-frequency Analysis)

  • 정태건
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.291-297
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    • 2012
  • Conventional Fourier analysis can give only limited information about the dynamic characteristics of nonstationary signals. Instead, time-frequency analysis is widely used to investigate the nonstationary signal in detail. Several time-frequency analysis methods are compared for a typical acoustic emission burst generated during the impact between a ferrite ceramic and aluminum plate. This AE burst is inherently nonstationary and random containing many frequency contents, which leads to severe interference between cross terms in bilinear convolution type distributions. The smoothing and reassignment processes can improve the readability and resolution of the results. Spectrogram and scalogram of the AE burst are obtained and compared to get the characteristics information. Renyi entropies are computed for various bilinear time-frequency transforms to evaluate the randomness. These bilinear transforms are reassigned by using the improved algorithm in discrete computation.

음성특징의 다양한 조합과 문장 정보를 이용한 감정인식 (Emotion Recognition using Various Combinations of Audio Features and Textual Information)

  • 서승현;이보원
    • 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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    • 한국방송∙미디어공학회 2019년도 추계학술대회
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    • pp.137-139
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    • 2019
  • 본 논문은 다양한 음성 특징과 텍스트를 이용한 멀티 모드 순환신경망 네트워크를 사용하여 음성을 통한 범주형(categorical) 분류 방법과 Arousal-Valence(AV) 도메인에서의 분류방법을 통해 감정인식 결과를 제시한다. 본 연구에서는 음성 특징으로는 MFCC, Energy, Velocity, Acceleration, Prosody 및 Mel Spectrogram 등의 다양한 특징들의 조합을 이용하였고 이에 해당하는 텍스트 정보를 순환신경망 기반 네트워크를 통해 융합하여 범주형 분류 방법과 과 AV 도메인에서의 분류 방법을 이용해 감정을 이산적으로 분류하였다. 실험 결과, 음성 특징의 조합으로 MFCC Energy, Velocity, Acceleration 각 13 차원과 35 차원의 Prosody 의 조합을 사용하였을 때 범주형 분류 방법에서는 75%로 다른 특징 조합들 보다 높은 결과를 보였고 AV 도메인 에서도 같은 음성 특징의 조합이 Arousal 55.3%, Valence 53.1%로 각각 가장 높은 결과를 보였다.

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The Electropalatographic Evidence of the Korean Flap: An Intervocalic Korean Liquid Sound

  • Ahn, Soo-Woong
    • 음성과학
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    • 제9권3호
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    • pp.155-168
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    • 2002
  • The intervocalic Korean liquid sound has been recognized as a flap in the studies of the Korean language. But there has been very little experimental data corroborating it. The electropalatographic (EPG) experiment was conducted to test this. The subjects were one Korean speaker and one native English speaker who had a pseudopalate and did the EPG experiment at the UCLA phonetics laboratory. The spectrographic evidence of the flaps in both the English t-flap and the Korean liquid flap was also sought. The English and Korean flaps were between mid/low back vowels so that the vowels themselves would not affect palatal contacts of the tongue. The results confirmed that the Korean liquid is realized as a flap in intervocallical position with many similar properties to English flap in both EPG and spectrographic data. The Korean initial liquid sound in borrowed words such as 'rotary' and 'radio' was also a flap. But the Korean liquid in the word-final and geminate positions was a lateral as in words 'dol ' (stone), 'dollo' (with stone), 'nal' (day) and 'nallara' (carry). The intuitive theory of the Korean liquid flap was proved by the EPG and spectrographic data.

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Speech Denoising via Low-Rank and Sparse Matrix Decomposition

  • Huang, Jianjun;Zhang, Xiongwei;Zhang, Yafei;Zou, Xia;Zeng, Li
    • ETRI Journal
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    • 제36권1호
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    • pp.167-170
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    • 2014
  • In this letter, we propose an unsupervised framework for speech noise reduction based on the recent development of low-rank and sparse matrix decomposition. The proposed framework directly separates the speech signal from noisy speech by decomposing the noisy speech spectrogram into three submatrices: the noise structure matrix, the clean speech structure matrix, and the residual noise matrix. Evaluations on the Noisex-92 dataset show that the proposed method achieves a signal-to-distortion ratio approximately 2.48 dB and 3.23 dB higher than that of the robust principal component analysis method and the non-negative matrix factorization method, respectively, when the input SNR is -5 dB.

선형 마이크로폰 어레이를 이용한 이동 차량의 음장 가시화 (Noise Visualization of Moving Vehicles Using Microphone Line Array)

  • 김시문;권휴상;박순홍;김양한
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 1996년도 춘계학술대회논문집; 부산수산대학교, 10 May 1996
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    • pp.291-297
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    • 1996
  • To visualize sound field or to identify noise sources, we can use many methods such as intensity method, acoustic holographic method, source identification method using line array, etc. Conventionally all these methods are performed with the assumption of stationary condition in space and time. But for moving source, spatial characteristics and frequency components are changing, so we need another processing algorithm. This paper shows some experimental results - sound field by moving noise sources. In the experiment cross type microphone line array is used for sensing pressure and cars and a motorcycle are used as moving sources that are assumed to have constant speed. The processing methods are acoustic holographic method, spherical beamforming and spectrogram.

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초등학생들의 영어 의사소통능력 신장을 위한 음향음성학적 분석 (An Acoustic Study for Improving English Communicative Competence of Elementary School Students.)

  • 양형욱
    • 대한음성학회:학술대회논문집
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    • 대한음성학회 2004년도 춘계 학술대회 발표논문집
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    • pp.261-265
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    • 2004
  • The purpose of this paper is to improve English communicative competence of elementary school students through an acoustic study For this purpose, this study investigates various postlexical phenomena which can be applied to utterence contents in elementary school English book and analyzes the application of postlexical phenomena through the spectrogram when native speakers and elementary school students speak English. The speech materials were seven sentences which contained various postlexical phenomena. This leads to the conclusion that knowing and pronouncing postlexical phenomena of English is needed for improving English communicative competence successfully.

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