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평양 방언과 서울 표준어의 자음에 대한 음성신호 파라미터들의 비교연구 - 파찰음 “ㅈ/ㅉ/ㅊ”을 중심으로
유광복,소신애,이강희 한국지식정보기술학회 2019 한국지식정보기술학회 논문지 Vol.14 No.4
In this paper, from the point of view of speech signal processing as an engineering application, the comparative study of the Pyongyang and Seoul dialects is performed. In special, the affricates "ㅈ, ㅉ, ㅊ", which would have different phonetic values between Pyongyang and Seoul dialects, are focused and compared. For these consonants, the speech parameters such as the spectrogram, pitch, and Formant frequencies are extracted (measured) and the differences in their phonetic values of these two regions have been compared. It is confirmed that for these consonants, the Pyongyang dialects have higher energy cohesion than the Seoul dialects, and the distribution of Formant frequency was well distinguished. With the vowel study of Pyongyang dialect, which was carried out with phonological or experimental phonological methods, this paper presents the study of consonants in Pyongyang dialect by using the speech signal parameters. In this paper, a method is proposed for verifying linguistic investigations and experimental phonetic results by using signal processing.
중국인 학습자의 한국어 발음 오류에 대한 음성 신호 파라미터들의 비교 연구 - 한국어의 /ㄹ/ 발음을 중심으로
이강희,유광복,임하영 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2017 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.7 No.6
This paper compares the speech signal parameters between Korean and Chinese for Korean pronunciation /ㄹ/, which is caused many errors by Chinese leaners. Allophones of /ㄹ/ in Korean is divided into lateral group and tap group. It has been investigated the reasons for these errors by studying the similarity and the differences between Korean /ㄹ/ pronunciation and its corresponding Chinese pronunciation. In this paper, for the purpose of comparison the speech signal parameters such as energy, waveform in time domain, spectrogram in frequency domain, pitch based on ACF, Formant frequencies are used. From the phonological perspective the speech signal parameters such as signal energy, a waveform in the time domain, a spectrogram in the frequency domain, the pitch (F0) based on autocorrelation function (ACF), Formant frequencies (f1, f2, f3, and f4) are measured and compared. The data, which are composed of the group of Korean words by through a philological investigation, are used and simulated in this paper. According to the simulation results of the energy and spectrogram, there are meaningful differences between Korean native speakers and Chinese leaners for Korean /ㄹ/ pronunciation. The simulation results also show some differences even other parameters. It could be expected that Chinese learners are able to reduce the errors considerably by exploiting the parameters used in this paper. 본 논문은 중국인 학습자들이 많은 오류를 나타내는 한국어 /ㄹ/발음을 중심으로 중국인 학습자들의 음성 신호 파라미터들을 한국인의 것과 비교하였다. 설측음 혹은 탄설음의 변이음으로 나타나는 한국어의 /ㄹ/ 발음에 대한 중국어의 유사 발음과의 관계를 언어학적 관점에서 알아봄으로 많은 오류를 보이는 이유를 확인해 보았다. 본 논문에서는 신호의 에너지, 시간 영역에서의 파형, 주파수 성분 분석이 가능한 스펙트로그램, 자기 상관 함수를 이용해 구한 피치 (F0), 포먼트 주파수 (f1, f2, f3, 그리고 f4) 등을 사용하여서 음성학적 측면에서 비교 분석 하였다. 본 논문에서 사용한 데이터는 국어학적 분석을 통한 제시어로 구성한 것을 사용하였고 이를 시뮬레이션 하였다. 에너지와 spectrogram 분석의 결과를 보면, 중국인 학습자는 한국어 /ㄹ/ 발음에서 한국인 화자들과 많은 차이를 보인다. 이외의 다른 음성 신호 파라미터들에서도 차이가 나는 것을 알 수 있다. 본 논문이 비교한 파라미터들을 이용하여서 중국인 화자가 한국어 학습시 나타나는 오류들을 상당히 줄일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.
베트남인 한국어 학습자와 한국인의 한국어 겹받침 발음 비교 연구
장경남,유광복,Jang, Kyungnam,You, Kwang-Bock 국제문화기술진흥원 2022 The Journal of the Convergence on Culture Technolo Vol.8 No.6
In this paper the comparative study on the pronunciation of Vietnamese learners and Koreans for the Korean syllable final double consonants was performed. For many errors and the suggested teaching methods related to the pronunciation of the Korean syllable final double consonants that were investigated and analyzed through linguistic research the results of this study by using the analysis tools of speech signal processing were confirmed. Thus, we suggest the new educational method in this paper. Using SVM, which is widely used in machine learning of artificial intelligence the pronunciation of Vietnamese learners and that of Koreans were compared. Being able to obtain the decision hyperplane of the SVM means that Vietnamese learners' pronunciation of the Korean syllable final double consonants is quite different from that of Koreans. Otherwise their pronunciation are pretty similar each other. The new teaching method presented in this paper is not only composed of writing and listening but is included things such as the speech signal waveform in the time domain and its corresponding energy that can be visualized to the learners.
평양 지역어와 서울 지역어의 자음에 대한 음성신호 파라미터들의 비교 연구 - “ㅅ/ ㅆ”을 중심으로
소신애,이강희,유광복,임하영 인문사회과학기술융합학회 2018 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.8 No.6
본 논문은 공학적 응용의 기초가 되는 신호 처리의 관점에서 한국어의 평양 지역어의 자음과 서울 지역어의 자음에 대한 비교 연구를 수행하였다. 지금까지 대다수의 음성학적 연구는 언어의 진화에서 중요한 역할을 하는 모음을 중심으로 이루어져 왔다. 그러나 어떤 언어든 거의 모든 경우 자음의 수가 모음의 수보다 많다. 따라서 자음에 대한 음성학적 연구 또한 언어 연구에서 중요한 것이다. 본 논문은 음운론적 또는 실험음성학적 방법들로 진행된 평양 지역어의 모음 연구에 더하여 공학적인 방법으로 자음 연구를 수행하였다. 평양 지역어와 서울 지역어에서 음가상 많은 차이를 보이는 치경 자음을 데이터로 하였고 음성신호의 주요한 파라미터들 - 포먼트 주파수, 피치, 스펙트로그램 등 - 을 측정하였다. 한국어 /시/와 /씨/에 대한 두 지역어의 음가를 비교하였다. 이러한 연구는 앞으로 음성 인식과 음성 합성을 위한 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다. In this paper the comparative study of the consonants of Pyongyang and Seoul dialects of Korean is performed from the perspective of the signal processing which can be regarded as the basis of engineering applications. Until today, the most of speech signal studies were primarily focused on the vowels which are playing important role in the language evolution. In any language, however, the number of consonants is greater than the number of vowels. Therefore, the research of consonants is also important. In this paper, with the vowel study of the Pyongyang dialect, which was conducted by phonological research and experimental phonetic methods, the consonant studies are processed based on an engineering operation. The alveolar consonant, which has demonstrated many differences in the phonetic value between Pyongyang and Seoul dialects, was used as the experimental data. The major parameters of the speech signal analysis - formant frequency, pitch, spectrogram - are measured. The phonetic values between the two dialects were compared with respect to /시/ and /씨/ of Korean language. This study can be used as the basis for the voice recognition and the voice synthesis in the future.
AMDF 함수를 이용한 음성 신호의 피치 추정 Algorithm들에 관한 연구
소신애,이강희,유광복,임하영,박지수 사단법인 인문사회과학기술융합학회 2017 예술인문사회융합멀티미디어논문지 Vol.7 No.4
Peaks (or Nulls) finding algorithms for Average Magnitude Difference Function (AMDF) of speech signal are proposed in this paper. Both AMDF and Autocorrelation Function (ACF) are widely used to estimate a pitch of speech signal. It is well known that the estimation of the fundamental requency (F0) for speech signal is not only important but also very difficult. In this paper, two algorithms, are exploited the characteristics of AMDF, are proposed. First, the proposed algorithm which has a Threshold value is applied to the local minima to detect a pitch period. The Other proposed algorithm to estimate a pitch period of speech signal is utilized the relationship between AMDF and ACF. The data in this paper, is recorded by using general commercial device, is composed of Korean emotion expression words. The recorded speech data are applied to two proposed algorithms and tested their performance. 본 논문은 음성 신호의 Average Magnitude Difference Function (AMDF)에서 peaks (혹은 nulls)들을 찾는 알고리즘들을 제안하였다. AMDF 함수는 Autocorrelation Function (ACF)과 같이 음성 신호의 피치를 추정하는 함수로 널리 사용 하고 있다. 음성신호에서 fundamental frequency (F0)를 estimation하는 것은 매우 중요한 task이며 또한 상당한 어려움이 따른다는 것이 여러 연구들을 통해서 잘 알려진 사실이다. 본 논문에서는 AMDF 함수의 특성을 이용하여 개발한 두 가지의 알고리즘을 제시하였다. 첫째는 Local Minima에 Threshold 값을 적용하여 피치 주기를 측정 할 수 있는 nulls들을 찾아내는 알고리즘이고, 다음은 AMDF 함수와 ACF 함수 사이의 관계식을 응용한 알고리즘이다. 한국어의 감정 표현 언어들로 구성된 제시문을 널리 사용하고 있는 상용 기기로 녹음한 음성 신호를 본 논문이 제안한 알고리즘들에 적용하여서 시뮬레이션을 통해 음성 신호의 피치 주기를 측정하여서 그 성능을 알아보았다.