Praat을 이용한 마비말장애 환자의 음향학적 분석의 국내 선행연구 분석

강민구 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2019 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.9 No.1

In the acoustical analysis, the Praat program is used in various areas of Speech & Language Disorders such as aphasia, Dysarthria, Articulatory & Phonological Disorders, and Voice Disorders. However, there is a lack of research on Dysarthria. This study analyzed the Korean literature published from 2002 to 2017 focusing on the analysis of acoustical features of patients with Dysarthria using the Praat program. There are 7 preceding studies on the acoustical features of patients with Dysarthria using the Praat program. The results of the analysis are as follows. The analysis using the Praat program for the patients with Dysarthria showed that basic voice recording and sound intensity, fundamental frequency and formant measurement were performed in order to analyze vowel and consonant characteristics, speech intelligibility, spoken speed and regularity. And the application of the acoustic parameter formula was made to speech analysis. Automatic measurement was made possible by formant slope and formant measurement. And analyzed the rate of speaking, articulation speed, speaking time, articulation time,pause time, and pause ratio. The purpose of study is to evaluate the degree of use of the Praat program in the acoustic analysis of dysarthria. In the future, expect to be able to use the Praat program as an effective speech analysis index for patients with dysarthria. 음향음성적 분석에 있어 실어증, 마비말장애, 조음음운장애, 음성장애 등 다양한 언어장애 영역에서 Praat 프로그램을 활용한 연구가 이루어지고 있지만, 마비말장애와 관련한 연구는 미흡한 실정이다. 본 연구는 마비말장애 환자의 음향음성적 특징을 분석한 연구들 가운데 Praat 프로그램을 활용한 연구를 중심으로 2002년부터 2017년까지 발표된 국내의 문헌을 분석하였다. 마비말장애 환자의 음향음성적 특징을 Praat 프로그램을 활용하여 분석한 국내의 선행연구는 총 7편으로 분석한 결과는 다음과 같다. 마비말장애 환자를 대상으로 Praat 프로그램을 활용한 분석은 모음 및 자음 특성, 말명료도, 구어속도, 규칙성 등을 분석하기 위해 기본적인 음성녹음 및 음강도 측정, 기본주파수 측정, 포만트 측정이 주를 이루었고, 응용적으로 음향파라미터 공식을 만들어 음성분석을 하였다. 또한 포먼트의 기울기 및 포먼트 측정에서 자동 측정이 가능하도록 세팅하거나 조음의 속도, 발화의 속도, 조음의 시간, 발화의 시간, 쉼의 시간, 쉼의 비율로 나누어서 분석이 이루어졌다. 본 연구는 마비말장애 환자의 음향음성학적 분석에 있어 Praat 프로그램의 활용의 정도를 알아보는데 의의가 있으며, 향후 Praat 프로그램의 활용도를 높여 마비말장애 환자의 효과적인 음성 분석 지표로 사용될 수 있기를 기대한다.

재발량 분석을 이용한 음향 상황 인지

박상욱,최우현,고한석,Park, Sangwook,Choi, Woohyun,Ko, Hanseok 한국음향학회 2016 韓國音響學會誌 Vol.35 No.1

동일한 장소에서도 매우 다양한 음향이 발생하고, 서로 다른 장소에서도 유사한 음향이 발생하기 때문에 훈련 데이터가 적거나, 훈련 단계에서 일부 음향만 고려된 경우 음향 상황 인지 성능을 보장할 수 없다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 Bag of Words (BOW) 기반 히스토그램 특징이 소개되었다. 하지만 BOW 기반 히스토그램 특징은 일정 시간동안 발생한 음향의 분포를 이용하기 때문에 음향이 발생한 순차적인 정보는 고려할 수 없다. 음향 상황 인지에서 일정 시간 동안 발생한 음향의 주기성과 지속성은 상황을 인지하는데 중요한 정보가 될 수 있다. 따라서 본 논문에서는 재발량 분석을 이용하여 주기성과 지속성에 대한 특징을 추출하였다. 인식 실험에서 재발량 분석을 통해 추출된 특징을 함께 사용한 경우 기존 방법들 보다 향상된 성능을 확인했다. Since a variety of sound occur in same place and similar sound occurs in other places, the performance of acoustic scene classification is not guaranteed in case of insufficient training data. A Bag of Words (BOW) based histogram feature is foreseen as a method to overcome the problem. However, since the histogram features is made by using a feature distribution, the ordering of sequence of features is ignored. A temporal information such as periodicity and stationarity are also important for acoustic scene classification. In this paper, temporal features about a periodicity and a stationarity are extracted by using a recurrent quantification analysis. In the experiment, performance of the proposed method is shown better than other baseline methods.

미디어 이용에 대한 리듬 분석

이재현(Jae-Hyun Lee) 서울대학교 언론정보연구소 2015 언론정보연구 Vol.52 No.1

이 글은 현대 사회에서 중심적인 역할을 하는 미디어에 대한 ‘과학적’인 리듬 분석을 통해 현대적 삶의 양식을 이해할 수 있는 토대를 제공하고자 하는 것이다. 리듬은 긴 요소와 짧은 요소, 그리고 강한 요소와 약한 요소의 반복으로, 미디어 리듬의 경우 개별 미디어 리듬의 수준, 그리고 여러 미디어 리듬으로 구성되는 리듬 앙상블 수준에서 분석할 수 있다. 이 글은 먼저 미디어 이용에 대한 선행 연구들을 리듬 분석의 관점에서 비판적으로 검토하고 리듬 및 리듬 분석에 대한 이론적 배경을 논의하였다. 그리고 이 글에서 새롭게 개발, 적용하고자 하는 세션분석 기법을 소개하였다. KISDI의 2013년 미디어패널조사 데이터를 계량적으로 분석한 연구 결과를 제시하고, 미디어 리듬이 내재적 속성인가, 그리고 미디어 리듬 분석이 사회적으로 어떤 함의를 가지는가라는 문제를 중심으로 분석 결과를 논의하였다. 마지막으로 시각중심주의를 극복하고자 미디어 이용 데이터에 대한 음향화를 시도하였다. This article attempts to provide the groundwork for understanding contemporary social life by taking a scientific rhythm analysis of media uses. A rhythm is "repetitions of long and short elements, and/or strong and weak element", and can be analyzed at the level of separate rhythm and rhythm ensemble. First, this article reviewed previous media uses researches in the perspective of rhythm analysis, and presented theoretical background related to rhythm and rhythm analysis. And then, it explained ‘session analysis" technique developed for and applied to this research. Using 2013 KISDI Media Panel Survey Data, this article took session analysis, and discussed research findings and social implications of rhythm analysis. Finally, this research tried to perform a sonification of media uses data, for the purpose of overcoming ocular-centrism.

수온약층이 존재하는 천해역에서 단기간 음속구조 변화에 따른 음향 신호 전달 변동에 관한 연구

정동영,김시문,변성훈,임용곤,Jeong, Dong-Yeong,Kim, Sea-Moon,Byun, Sung-Hoon,Lim, Yong-Kon 한국음향학회 2015 韓國音響學會誌 Vol.34 No.1

수중음향 전달채널의 임펄스 응답(Channel Impulse Response: CIR)은 음속구조(Sound Speed Profile: SSP)의 영향을 받으며, 채널 임펄스 응답의 변화는 수중음향통신 시스템의 성능에 중요한 영향을 미친다. 음속분포의 변화는 단기간 내에서도 나타날 수 있으며, 수중음향 모뎀 설계 시 반드시 고려되어야 한다. 이 논문은 2013년도에 제주도 동방해역에서 수행된 JACE13에서 취득된 데이터를 기반으로 음선전달 수치해석을 통해 단기간 동안 시간에 따라 변화하는 음속구조가 음향 신호 전달에 미치는 영향을 통계적으로 분석한 결과를 제시한다. 분석결과 송 수신기 수심별로 채널 임펄스 응답의 변화가 다양하게 나타나며, 송 수신기 수심이 깊을수록 음속구조의 변동에 따른 음향신호 전달 양상의 변화는 작아지고, 신호 준위가 높게 나타난다. 이 연구에서의 다양한 거리, 송, 수신기 수심에 따라 얻어진 채널 임펄스 응답 추정 결과는 수온약층에서의 하방굴절로 인한 연속된 해저면 반사와 작은 해저면 반사손실이 장거리 신호 전파에 중요한 요인이 될 수 있음을 보여주며, 시변동성을 갖는 해양환경에서의 수중 음향 통신은 시간에 따라서 성능이 충분히 달라질 수 있다는 것을 보여준다. Underwater acoustic channel impulse responses (CIR) are influenced by sound speed profile (SSP), and the variation of CIR has significant effects on the performance of underwater acoustic communication systems. A significant change of SSP can occur within a short period, which must be considered during the design of underwater acoustic modems. This paper statistically analyzes the effect of the variation of SSP on the long-range acoustic signal propagation in shallow-water with thermocline using numerical modeling based on the data acquired from JACE13 experiment near Jeju island. The analysis result shows that CIR changes variously according to the SSP and the depth of the transmitter and receiver. We also found that when the transmitter and receiver are deeper, the variation of sound wave propagation pattern is smaller and signal level becomes higher. All CIR obtained in this study show that a series of bottom reflections due to downward refraction and small bottom loss in the shallow water with thermocline can be very important factor for long-range signal transmission and the performance of underwater acoustic communication system in time varying ocean environment can be very sensitive to the variation of SSP even for a short period of time.

독립성분분석을 이용한 음향 반향 제거

김대성,배현덕 한국음향학회 2003 韓國音響學會誌 Vol.22 No.5

In this paper, we proposed a method for acoustic echo cancellation based on independent component analysis. When the large acoustic noise is picked up by the microphone, the performance of echo cancellation decreased. We used two microphones that received echo signal which is linearly mixed with the noise, then separated the echo signals from the received signals with independent component analysis algorithm. The separated echo signal is used for the reference signal of adaptive algorithm which leads to better performance of the echo cancellation. Computer simulation results show the validity of the proposed method. 본 논문에서는 독립성분분석을 이용한 음향 반향제거 방법을 제안하였다. 음향반향제거기의 마이크로폰에 반향 이외의 잡음이 부가될 경우 반향제거기의 성능은 저하된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 두 개의 마이크로폰을 이용하여 반향과 선형으로 섞인 잡음을 받은 후 독립성분 분석 기법을 통해 반향과 잡음을 분리하였다. 그리고 분리된 반향 신호를 반향제거기에 사용되는 적응 알고리듬의 기준 신호로 이용함으로서 반향제거기의 성능을 향상시켰다. 컴퓨터 모의실험을 통해 제안한 방법의 타당성을 확인하였다.

FE-SEA 하이브리드 기법을 이용한 비행 중 발사체 페어링 내부 음향하중 저감에 관한 연구

최인정,박서룡,이수갑 한국음향학회 2020 韓國音響學會誌 Vol.39 No.4

발사체는 비행 중 공기역학적 현상에 기인하는 음향하중의 영향을 받는데, 특별히 천음속 영역에서 그 영향이증가된다. 음향하중으로 인한 페어링 내부 소음진동은 탑재물의 오작동을 유발할 수 있어 이를 예측하고 저감하는 과정이 필수적이다. 본 연구에서는 발사체 외부에 작용하는 공기역학적 음향하중에 의한 페어링 내부 음향 진동환경을예측하고, 음향 블랭킷과 헬름홀츠 공명기를 이용하여 소음저감 설계를 구현하는 프로세스를 개발하였다. 음향하중예측은 Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS) 유동해석 결과와 난류 경계층 내부 압력섭동에 관한 준 경험식을이용하였고, 음향진동 연성해석은 ANSYS APDL과 VA One SEA의 Finite Element Statistical Energy Analysis (FE-SEA) 하이브리드 해법을 이용하였다. 개발된 절차를 천음속 해머 헤드형 발사체에 적용하여 음향하중 저감효과를 확인하고 개발된 절차의 유효성을 검증하였다. 본 연구에서 개발된 절차는 타당한 수준의 정확도로 신속한 결과를얻을 수 있어 발사체 초기설계 단계에 유용하게 쓰일 수 있을 것으로 예상된다. Launch vehicles are subject to airborne acoustic loads during atmospheric flight and these effects become pronounced especially in transonic region. As the vibration due to the acoustic loads can cause malfunction of payloads, it is essential to predict and reduce the acoustic loads. In this study, a complete process has been developed for predicting airborne vibro-acoustic environment inside the payload pairing and subsequent noise reduction procedure employing acoustic blankets and Helmholtz resonators. Acoustic loads were predicted by Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) analysis and a semi-empirical model for pressure fluctuation inside turbulent boundary layer. Coupled vibro-acoustic analysis was performed using VA One SEA’s Finite Element Statistical Energy Analysis (FE-SEA) hybrid module and ANSYS APDL. The process has been applied to a hammerhead launch vehicle to evaluate the effect of acoustic load reduction and accordingly to verify the effectiveness of the process. The presently developed process enables to obtain quick analysis result with reasonable accuracy and thus is expected to be useful in the initial design phase of a launch vehicle.

세종대왕기념관의 유물 편종과 현대 편종의 음향 스펙트럼 비교

유준희,Yoo, June-Hee 한국음향학회 2009 韓國音響學會誌 Vol.28 No.3

본 논문에서는 편종의 조율 방안을 모색하기 위하여 유물 편종과 현대 편종의 음향 스펙트럼을 비교분석하였다. 유물 편종은 세종대왕기념관에서 소장하고 있는 편종을, 현대 편종은 국립국악원에서 연주되는 편종을 사용하였다. 음향 스펙트럼과 TV 홀로그래피를 이용한 모드분석을 통해 현대 편종의 모드진동수와 모드형상을 파악하였다. 유물 편종의 경우는 음향 스펙트럼 분석만 하였다. 각각의 음고에 해당하는 현대 종과 유물 종의 기명진동수는 9.8 센트부터 203 센트까지 차이를 나타냈다. 유물 편종의 조율 상태가 양호하지 못한 점, 현대 국악에서 기준 황종음고를 서양의 C4로 정하는 경향 등을 그 차이의 원인으로 해석할 수 있다. 편종의 음색을 결정하는 고차 모드진동수의 기명진동수에 대한 상대적인 비율을 조사한 결과, (3,0)a와 (3,0)b모드를 제외한 모든 고차 모드진동수에서 유의미한 차이를 나타냈다. 이 차이는 통계적으로 유의미할 뿐만 아니라 최소가지진동수 이상이었다 이것은 유물 편종과 현대 편종 사이에 음색의 차이가 있음을 시사한다. 조율방안을 모색하기 위해서는 보다 많은 유물 편종에 대한 추가적인 음향 분석, 주물 분석 및 구조에 대한 연구가 필요하다. This study compared the sound spectrums of pyeonjong remains and pyeonjong replica to investigate tuning ways of bells. pyeonjong remains, exhibited at King Sejong Memorial Museum and pyeonjong replica, played at the National Center for Korean Traditional Performance Arts were analyzed. To get mode frequencies and mode shapes, pyeonjong replicas' sound spectrums were analyzed and modal analyses by TV holography were performed. Also pyeonjong remains' sound spectrum were analyzed. Nominal frequencies on the pyeonjong replica and remains showed differences in a range between 9.8 cent and 203 cent. Two facts were inferred as causes of the differences, the tuning conditions of pyeonjong remains were not good and C4 in western tempered scale was preferred as the sound standard of Kukak, whangjong. Relative ratio of higher mode frequencies to the nominal frequencies were calculated to figure out tonal differences between two pyeonjongs. The differences in relative ratio of higher mode frequencies except (3,0)a and (3,0)b modes were significants as well as beyond the just noticeable difference. These results implied that the tonal differences between two pyeonjongs could exist. More pyeonjong remains are needed to be investigated to confirm this result in addition to the analyses of alloy components and bell structure of pyeonjong remains and replica.

차량 음향 시스템의 음질평가를 위한 다변량 분산분석

최경미,두세진,Choi, Kyung-Mee,Doo, Se-Jin 한국통계학회 2007 응용통계연구 Vol.20 No.3

본 연구의 목적은 자동차오디오에서 재생된 음향의 음질에 대한 청취자의 주관적인 선호도를 객관화된 설문 등을 통하여 측정하고 그 결과를 통계적으로 분석하여 일반화시키는 것이다. 직교배열법을 사용하여 여덟 가지 음향특성들의 조합으로 이루어진 음향 환경을 객관적으로 재현하였으며, SD 7점 척도를 사용하여 청취자의 주관적 음질 선호도를 객관화시켰다. 재생된 음향의 음질에 대한 여러 청취자들의 선호도를 다변량 분산분석법을 이용하여 분석한 후, 일반적으로 전체 음질의 선호도를 결정짓는 음향특성을 찾아냈으며, 각각의 음질 선호도에 유의한 영향을 미치는 개별 음향 특성을 찾아내었다. In this work we measured and analyzed the subjective opinions of consumers towards the sound quality of car audios through a questionnaire. First of all, we chose eight controllable factors which had been known to affect the quality of reproduced sound. An orthogonal design of experiments was used to imitate the objective sound environments by reproducing the combinations of 8 sound characteristics, each with two levels. Then we defined 8 corresponding response variables to measure the subjective opinions towards the quality of reproduced sound. Finally, we applied the Multivariate Analysis of Valiance to explore the significant sound characteristics which affected the subjective opinions towards the quality of reproduced sound.

음향신호분석 기술을 적용한 한국가요의 시대별 선호도 분석

조동욱,김봉현,Cho, Dong-Uk,Kim, Bong-Hyun 한국정보처리학회 2012 정보처리학회논문지D Vol.19 No.3

최근 들어 K-POP의 인기가 국내 뿐 아니라 외국에서도 선풍적인 인기를 모으고 있다. 이 이유는 한 곡에서 똑같은 멜로디의 반복이 70여번까지 행해지는 등 귀에 박힐 듯이 반복되는 후크송이라는데 특징이 있다. 여기에 군무 등 시각적 요소 등이 가미되면서 인기를 끌고 있다. 본 논문에서는 60년대부터 K-POP에 이르기까지 우리나라 가요의 시대별 선호이유를 음향 신호 분석기술을 적용하여 분석하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위해 각 시대별로 유행했던 여자 가수들의 가요를 중심으로 음향 신호 분석을 통해 한국가요의 선호도가 어찌 변해 왔는지를 규명하는 실험을 행하고자 한다. 음향신호분석 기술을 적용하여 실험을 행한 결과 한국가요의 선호도에 대한 과학적 규명 및 이를 시대별로 구분 짓는 작업이 가능했으며 기존에 한국 가요의 선호 이유에 대한 주관적, 통계적 자료를 음향 신호 분석의 정량적 잣대로 객관화, 수치화를 행할 수 있었다. Recently K-Pop gained worldwide sensational popularity, no longer limited to the domestic pop music scene. One of the main causes can be that K-Pop mostly are "Hook Song" which has the "hook effect": a certain melody or/and rhythm is repeated up to 70 times in one song so that it hooks the ear of the listener. Also, visual effects by K-Pop dance group are supposed to contribute to gaining the popularity. In this paper, we propose a method which traces the changes of preference for Korean pop music according to the passing of time and investigates the causes using acoustic signal analysis. For this, experiments in acoustic signal analysis are performed on Korean pop music of from popular female singers in 1960s to those as of this date. Experimental results by applying acoustic signal processing techniques show that the periods discrimination is possible based on scientific evidences. Also, quantitative, objective and numerical data based on acoustic signal processing techniques are extracted compared with the pre-existing methods such as subjective and statistical data.

남북한 음향학 전문용어 비교 분석 및 통합안 제시

김지완 한국음향학회 2023 韓國音響學會誌 Vol.42 No.4

This study compared 431 acoustic terminology of South Korean industrial standards and North Korean national standards based on IEC 60050-801:1994 international standards. In addition, this study attempted to integrate acoustic terminology between the two Koreas. There were 139 (32.3 %) AA types with exactly the same form of terminology, 35 (8.1 %) Aa types with different spellings due to differences in linguistic norms, and 257 (59.6 %) AB types with completely different forms. Morphologically, there were more than twice as many different types of terminology as the same type. In the integration of acoustic terminology with different forms, 178 (61 %) North Korean terminology and 76 (26 %) South Korean terminology were adopted. we would like to overcome the limitations of this study through the following suggestions. First, the government should support academic exchanges between the two Koreas and encourage the establishment of common standards for acoustic terminology. Second, efforts should be made to share acoustic terminology data between the two Koreas and publish an integrated acoustic terminology dictionary. Third, South and North Korea should jointly launch a terminology committee to make efforts to revise international standards together. 본 연구는 IEC 60050-801:1994 국제 표준을 기준으로 남한 산업표준과 북한 국가규격의 음향학 전문용어431개를 비교 분석하고 통합 알고리즘을 사용하여 남북한 음향학 용어 통합안을 제시하였다. 용어가 완전히 같은 형태인 AA형은 139개(32.3 %), 어문규범의 차이로 인해 표기 형태가 다른 Aa형은 35개(8.1 %), 형태가 완전히 다른 AB유형은 257개(59.6 %)로 확인되었다. 형태적으로 같은 유형의 용어보다 다른 유형의 용어가 2배 이상 많았으나 내용 면에서 대부분 용어는 충분히 이해하고 유추할 수 있는 범위 안에 있었다. 형태가 다른 음향학 전문용어 통합에서는 북한전문용어가 178개(61 %), 남한 전문용어가 76개(26 %)로 채택되었다. 이와 같은 결과는 북한 전문용어가 고유성이압도적으로 높았고, 남한 전문용어는 경제성이 상대적으로 높았기 때문이다. 용어 순화를 통한 고유성과 최신 기술 용어의 대중 활용을 높일 수 있는 경제성 기준을 충족하는 음향학 전문용어 통합 체계 구축이 필요하다. 본 연구는 남북한음향학 전문용어를 최초로 비교하고 통합안 제시에 의의가 있으며 다음과 같은 제언으로 연구 한계를 극복하고자 한다. 첫째, 정부는 남북한 학술 교류 및 표준화 공통 안을 마련할 수 있도록 지원 및 법적인 장치를 마련하고 북한 관련연구 데이터에 쉽게 접근할 수 있는 연구 환경을 조성해야 한다. 둘째, 음향학 용어 데이터를 남북한이 공유하고 통합음향학 용어사전을 발간하도록 노력해야 한다. 셋째, 추후 남북이 전문용어 위원회를 함께 발족하여 표준 개정이 동시에 이루어지도록 노력해야 한다.