부비동은 얼굴에서 뼈 속에 존재하는 공기로 가득 찬 빈 공간이다. 그러나 부비동에 지속적으로 염증이 생기고 고름이 차면 축농증으로 발병하여 두통과 무기력증을 호소하고 음성의 변화를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 외부 자극을 통해 부비동의 변화를 음성분석 요소로 측정하여 부비동 관련 질환을 예측하는 연구와 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 구성된 부비동의 영역별 기능을 분석하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 부비동 영역에 냉찜질 자극을 시행하고 자극 전과 후의 음성에 대한 포먼트주파수를 측정하여 상호간의 상관성 분석을 통해 외부 자극이 부비동에 미치는 영향을 분석하였다.
부비동은 얼굴에서 뼈 속에 존재하는 공기로 가득 찬 빈 공간이다. 그러나 부비동에 지속적으로 염증이 생기고 고름이 차면 축농증으로 발병하여 두통과 무기력증을 호소하고 음성의 변화를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 외부 자극을 통해 부비동의 변화를 음성분석 요소로 측정하여 부비동 관련 질환을 예측하는 연구와 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 구성된 부비동의 영역별 기능을 분석하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 부비동 영역에 냉찜질 자극을 시행하고 자극 전과 후의 음성에 대한 포먼트주파수를 측정하여 상호간의 상관성 분석을 통해 외부 자극이 부비동에 미치는 영향을 분석하였다.
Paranasal sinuses of the empty space is filled with air that exists in the bones in the face. However, the pus becomes inflamed paranasal sinuses sinusitis onset brings the voice of change, and complained of headaches and lethargy. Therefore, in this paper, paranasal sinuses related diseases to pred...
Paranasal sinuses of the empty space is filled with air that exists in the bones in the face. However, the pus becomes inflamed paranasal sinuses sinusitis onset brings the voice of change, and complained of headaches and lethargy. Therefore, in this paper, paranasal sinuses related diseases to predict voice analysis parameter as measured by changes in paranasal sinuses through external stimuli is investigated and carried out a study to analysis the function consisting of the frontal sinus, ethmoid sinus, maxillary sinus, sphenoid sinus. From this, cold pack stimulation in the paranasal sinus area for stimulation before and after voice was performed by measuring formant frequency and external stimuli through correlation analysis of the mutual impact on paranasal sinuses were analyzed.
Paranasal sinuses of the empty space is filled with air that exists in the bones in the face. However, the pus becomes inflamed paranasal sinuses sinusitis onset brings the voice of change, and complained of headaches and lethargy. Therefore, in this paper, paranasal sinuses related diseases to predict voice analysis parameter as measured by changes in paranasal sinuses through external stimuli is investigated and carried out a study to analysis the function consisting of the frontal sinus, ethmoid sinus, maxillary sinus, sphenoid sinus. From this, cold pack stimulation in the paranasal sinus area for stimulation before and after voice was performed by measuring formant frequency and external stimuli through correlation analysis of the mutual impact on paranasal sinuses were analyzed.
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문제 정의
따라서 본 논문에서는 공명기관 중 부비동 자극에 의해 음성 특징 변화를 추출하는 실험을 수행하고자 한다. 특히, 안면에서 직접 자극할 수 있는 부비동인 전두동, 사골동, 상악동을 각각 얼음찜질로 자극하고 공진 주파수인 포먼트주파수 변화를 측정하여 부비동과 포먼트주파수와의 상관성을 분석하는 연구를 수행하고자 한다.
따라서 본 논문에서는 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 구성된 부비동과 포먼트주파수와의 상관성 분석을 통해 음성 분석으로 전두동, 사골동, 상악동, 접형동의 기능을 분석하는 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 이루어진 부비동 중 안면에서 직접 자극을 가할 수 있는 전두동, 사골동, 상악동 영역에 얼음찜질을 시행하고 얼음찜질 자극 전과 후의 음성을 수집하여 포먼트주파수를 측정하는 포먼트주파수 분석 기법을 적용한 실험을 수행하고자 한다.
본 논문에서는 부비동 중 전두동, 사골동, 상악동이 음성에 미치는 영향을 공진 주파수인 포먼트주파수 분석 기법을 적용하여 분석하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 부비동 질환이 없는 20대 남성 15명을 대상으로 전두동, 사골동, 상악동에 얼음찜질로 자극을 가한 후 음성의 변화를 비교, 분석하는 실험을 수행하였다.
본 논문에서는 부비동의 각 영역에 대한 얼음찜질 자극에 의해 유의성을 도출하는 음성 분석 요소를 추출, 분석하는 실험을 수행하였으며 이에 대한 결과값의 통계적 유의성 분석을 수행하였다. 실험 결과를 기반으로 얼음찜질 자극후의 음성은 얼음찜질 자극에 의해 영향을 받는 의존적 현상이기 때문에 두 표본의 포먼트주파수의 평균치 비교 방식을 도입하여 대응 표본 T-검정에 의한 통계 분석을 수행하였다[12].
본 논문에서는 일상생활에서 많이 접하는 두성즉 얼굴의 공명강에 대해서 연구해 보았다. 공명강이란 인체에서 나오는 성대의 공기 흐름에 의하여 인체의 음성을 울림통을 지나가게 되면서 그 울림통이 울리면서 음을 조화시키는 것을 뜻한다.
이를 위해 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 이루어진 부비동 중 안면에서 직접 자극을 가할 수 있는 전두동, 사골동, 상악동 영역에 얼음찜질을 시행하고 얼음찜질 자극 전과 후의 음성을 수집하여 포먼트주파수를 측정하는 포먼트주파수 분석 기법을 적용한 실험을 수행하고자 한다. 최종적으로 얼음찜질 자극 전과 후의 포먼트 주파수 측정 결과값을 상호 비교, 분석하여 얼음찜질 자극이 전두동, 사골동, 상악동에 미치는 영향을 분석하고자 한다.
따라서 본 논문에서는 공명기관 중 부비동 자극에 의해 음성 특징 변화를 추출하는 실험을 수행하고자 한다. 특히, 안면에서 직접 자극할 수 있는 부비동인 전두동, 사골동, 상악동을 각각 얼음찜질로 자극하고 공진 주파수인 포먼트주파수 변화를 측정하여 부비동과 포먼트주파수와의 상관성을 분석하는 연구를 수행하고자 한다.
제안 방법
는 예측계수이고 M은 예측차수이고 e(n)은 예측오차를 의미한다. 본 논문에서는 LPC 값을 이용해서 포먼트주파수 값을 구하는 방법으로 역필터 A(z)의 근을 계산하여 포먼트주파수와 대역폭의 모든 후보를 추출할 수 있으며 어떤 복소근 z에 대한 대역폭 #와 주파수 #는 s-평면에서 z-평면으로의 변환에 의해 얻어진다.
실험 방법은 평상시 음성을 수집하고 전두동에 얼음 찜질을 시행한 후 음성을 수집하여 포먼트주파수 분석기법을 적용한 음성 변화의 비교, 분석 실험을 수행하였다. 이와 같은 방법으로 사골동과 상악동에 대한 얼음찜질 자극 후의 음성을 수집하여 동일한 실험을 수행하였다.
얼굴의 공명강 중에 전두동, 사골동, 상악동 영역에 대한 포먼트주파수를 추출하기 위해 각 공명강의 해당되는 울림통을 얼음찜질로 차갑게 하여 포먼트주파수 값에 변화를 측정하였다. 실험 결과값에서는 전두동에서의 5 포먼트주파수 측정값이 90%가 상승하였으며 이는 5 포먼트주파수에 영향을 끼친 것으로 전두동은 5 포먼트주파수와 상관성이 있음을 알 수 있다.
얼음찜질 자극은 10분간 얼음으로 부비동에 자극시키고 다시 마사지하는 것을 반복 수행하여 부비동에 냉찜질 자극를 주었으며 실험 음성은 “아 예 이”라는 발음을 1초 이상 끊어서 발성하도록 하였다.
본 논문에서는 부비동 중 전두동, 사골동, 상악동이 음성에 미치는 영향을 공진 주파수인 포먼트주파수 분석 기법을 적용하여 분석하는 연구를 수행하였다. 이를 위해 부비동 질환이 없는 20대 남성 15명을 대상으로 전두동, 사골동, 상악동에 얼음찜질로 자극을 가한 후 음성의 변화를 비교, 분석하는 실험을 수행하였다.
따라서 본 논문에서는 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 구성된 부비동과 포먼트주파수와의 상관성 분석을 통해 음성 분석으로 전두동, 사골동, 상악동, 접형동의 기능을 분석하는 연구를 수행하고자 한다. 이를 위해 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 이루어진 부비동 중 안면에서 직접 자극을 가할 수 있는 전두동, 사골동, 상악동 영역에 얼음찜질을 시행하고 얼음찜질 자극 전과 후의 음성을 수집하여 포먼트주파수를 측정하는 포먼트주파수 분석 기법을 적용한 실험을 수행하고자 한다. 최종적으로 얼음찜질 자극 전과 후의 포먼트 주파수 측정 결과값을 상호 비교, 분석하여 얼음찜질 자극이 전두동, 사골동, 상악동에 미치는 영향을 분석하고자 한다.
실험 방법은 평상시 음성을 수집하고 전두동에 얼음 찜질을 시행한 후 음성을 수집하여 포먼트주파수 분석기법을 적용한 음성 변화의 비교, 분석 실험을 수행하였다. 이와 같은 방법으로 사골동과 상악동에 대한 얼음찜질 자극 후의 음성을 수집하여 동일한 실험을 수행하였다.
공명강이란 인체에서 나오는 성대의 공기 흐름에 의하여 인체의 음성을 울림통을 지나가게 되면서 그 울림통이 울리면서 음을 조화시키는 것을 뜻한다. 하지만 이러한 분석에 대해 포먼트주파수의 값에서 확실한 수치값이 없었으므로 본 실험을 통해 상관성을 분석하였다.
대상 데이터
실험에 참여한 20대 남성 15명은 사전에 실험 내용 및 방법, 과정 등에 대한 일체의 내용을 숙지하고 이에 대해 동의한 사람을 대상으로 피실험자 집단을 구성하였다.
데이터처리
본 논문에서는 부비동의 각 영역에 대한 얼음찜질 자극에 의해 유의성을 도출하는 음성 분석 요소를 추출, 분석하는 실험을 수행하였으며 이에 대한 결과값의 통계적 유의성 분석을 수행하였다. 실험 결과를 기반으로 얼음찜질 자극후의 음성은 얼음찜질 자극에 의해 영향을 받는 의존적 현상이기 때문에 두 표본의 포먼트주파수의 평균치 비교 방식을 도입하여 대응 표본 T-검정에 의한 통계 분석을 수행하였다[12].
이론/모형
이와 같이 음성 분석에 대한 파라메터 중에 에너지가 집중적으로 나타나는 영역에 대한 분석을 수행할 때 포먼트 분석 요소를 사용한다. 실험에서 사용한 포먼트주파수 분석 기술은 음성분석 프로그램인 Praat에서 사용하고 있는 알고리즘을 적용하였다. 포먼트주파수는 음성 신호의 LPC(Linear Predictive Coefficient)를 이용해서 추출할 수 있다.
성능/효과
결과에서 알 수 있듯이 전두동 얼음찜질 자극 후에, 피실험자의 93.3%가 제 5 포먼트주파수 측정값이 증가하였으며 제 6, 7 포먼트주파수 측정값은 유의성을 도출하지 못했다. 또한, 사골동 얼음찜질 자극 후에, 피실험자의 86.
7%가 제 6 포먼트주파수 측정값이 증가하였으며 제 5, 7 포먼트주파수 측정값은 유의성을 도출하지 못했다. 결과적으로 전두동은 제 5 포먼트주파수와 연관되어 있고 상악동은 제 6 포먼트주파수와 연관되어 있으며 사골동은 제 7 포먼트주파수와 연관되어 있는 것으로 분석된다.
실험 결과값에서는 전두동에서의 5 포먼트주파수 측정값이 90%가 상승하였으며 이는 5 포먼트주파수에 영향을 끼친 것으로 전두동은 5 포먼트주파수와 상관성이 있음을 알 수 있다. 또한 사골동에서는 7 포먼트주파수 측정값이 80%의 상승률을 보였으며 이는 7 포먼트주파수에 영향을 끼친 것으로 사골동은 7 포먼트주파수와 상관성이 있음을 알 수 있다. 마지막으로 상악동에선 6 포먼트주파수 측정값이 변화를 보인다.
3%가 제 5 포먼트주파수 측정값이 증가하였으며 제 6, 7 포먼트주파수 측정값은 유의성을 도출하지 못했다. 또한, 사골동 얼음찜질 자극 후에, 피실험자의 86.7%가 제 7 포먼트주파수 측정값이 증가하였으며 제 5, 6 포먼트주파수 측정값은 유의성을 도출하지 못했다. 마지막으로 상악동 얼음찜질 자극 후에, 피실험자의 86.
또한, 사골동 자극에 따른 제 7 포먼트주파수 측정 결과의 평균값은 6578.060에서 6646.327로 증가하였으며 P(T<=t) 양측 검정 통계량 결과는 0.011019911로 유의수준인 0.05보다 낮게 분석되었다.
7%가 제 7 포먼트주파수 측정값이 증가하였으며 제 5, 6 포먼트주파수 측정값은 유의성을 도출하지 못했다. 마지막으로 상악동 얼음찜질 자극 후에, 피실험자의 86.7%가 제 6 포먼트주파수 측정값이 증가하였으며 제 5, 7 포먼트주파수 측정값은 유의성을 도출하지 못했다. 결과적으로 전두동은 제 5 포먼트주파수와 연관되어 있고 상악동은 제 6 포먼트주파수와 연관되어 있으며 사골동은 제 7 포먼트주파수와 연관되어 있는 것으로 분석된다.
마찬가지로, 상악동 자극에 따른 제 6 포먼트주파수 평균값은 5085.380에서 5166.140으로 증가하였으며 P(T<=t) 양측 검정 통계량 결과는 0.00600827로 유의수준인 0.05 보다 낮게 분석되어 모든 실험 결과의 검정 통계량이 유의성이 있음을 알 수 있다.
얼굴의 공명강 중에 전두동, 사골동, 상악동 영역에 대한 포먼트주파수를 추출하기 위해 각 공명강의 해당되는 울림통을 얼음찜질로 차갑게 하여 포먼트주파수 값에 변화를 측정하였다. 실험 결과값에서는 전두동에서의 5 포먼트주파수 측정값이 90%가 상승하였으며 이는 5 포먼트주파수에 영향을 끼친 것으로 전두동은 5 포먼트주파수와 상관성이 있음을 알 수 있다. 또한 사골동에서는 7 포먼트주파수 측정값이 80%의 상승률을 보였으며 이는 7 포먼트주파수에 영향을 끼친 것으로 사골동은 7 포먼트주파수와 상관성이 있음을 알 수 있다.
마지막으로 상악동에선 6 포먼트주파수 측정값이 변화를 보인다. 이 또한 80%의 상승률을 보였으며 이는 6 포먼트주파수에 영향을 끼친 것으로 실험 결과값을 분석할 수 있었다.
통계 분석 결과에서 알 수 있듯이 전두동 자극에 따른 제 5 포먼트주파수 측정 결과의 평균값은 3888.733에서 3963.493으로 증가하였으며 P(T<=t) 양측 검정 통계량 결과는 0.000555915로 유의수준인 0.05보다 낮게 분석되었다.
후속연구
이와 같은 실험 방법을 적용하여 포먼트주파수와 부비동의 영역별 상관성을 분석할 수 있었으며 포먼트주파수에 대한 변화를 더욱 세밀하게 측정, 분석하여 포먼트주파수에 대한 인체 기관별 연관성을 보다 체계적이고 신빙성있는 결과로 도출할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 연구 결과를 기반으로 음성 분석을 통한 부비동의 이상 유무를 판단할 수 있는 시스템을 개발하면 부비동 관련 질환에 대한 조기 진단 및 예방이 가능한 재택형 의료 서비스 환경을 구현할 수 있을 것이다.
이와 같은 실험 방법을 적용하여 포먼트주파수와 부비동의 영역별 상관성을 분석할 수 있었으며 포먼트주파수에 대한 변화를 더욱 세밀하게 측정, 분석하여 포먼트주파수에 대한 인체 기관별 연관성을 보다 체계적이고 신빙성있는 결과로 도출할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 연구 결과를 기반으로 음성 분석을 통한 부비동의 이상 유무를 판단할 수 있는 시스템을 개발하면 부비동 관련 질환에 대한 조기 진단 및 예방이 가능한 재택형 의료 서비스 환경을 구현할 수 있을 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
부비동은 무엇인가?
부비동은 얼굴에서 뼈 속에 존재하는 공기로 가득 찬 빈 공간이다. 그러나 부비동에 지속적으로 염증이 생기고 고름이 차면 축농증으로 발병하여 두통과 무기력증을 호소하고 음성의 변화를 가져온다.
부비동에 지속적으로 염증이 생기고 고름이 차면 나타나는 증상은 무엇인가?
부비동은 얼굴에서 뼈 속에 존재하는 공기로 가득 찬 빈 공간이다. 그러나 부비동에 지속적으로 염증이 생기고 고름이 차면 축농증으로 발병하여 두통과 무기력증을 호소하고 음성의 변화를 가져온다. 따라서 본 논문에서는 외부 자극을 통해 부비동의 변화를 음성분석 요소로 측정하여 부비동 관련 질환을 예측하는 연구와 전두동, 사골동, 상악동, 접형동으로 구성된 부비동의 영역별 기능을 분석하는 연구를 수행하였다.
부비동 또는 공동(Sinuses)은 어떤 역할을 하는가?
이를 부비동 또는 공동(Sinuses)이라 하며 공기가 차야 하는 부비동에 지속적으로 염증이 생기고 이로 인해 고름이 차면 만성 축농증으로 발전할 가능성이 있으며 음성의 변화를 가져온다. 이러한 부비동의 구조는 공기를 담는 공간으로 두개골의 무게를 줄여주고, 머리에 가해지는 충격을 감소시켜 눈과 귀의 손상으로부터 보호해주는 역할을 한다. 또한, 갑작스런 압력 변화에 대체해주며 공기 중의 분자가 접촉하는 표면적을 넓게 해주고 인체 내로 들어오는 공기를 적절하게 조절해주어 미각, 후각 기능을 향상시켜주는 역할을 한다. 이와 같은 인체 보호의 근본적인 역할뿐만 아니라 부비동으로 인해 목소리는 풍부한 울림을 지니며 타인과 구분되는 개인만의 독특한 음성 특징을 갖게 된다[1, 2].
참고문헌 (12)
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Harold Ludman, At once understand that Otorhinolayngology, Korean Medical Book Publishing Co., 2012.
S. W. Kim, Y. G. Lee, S. M. Lee, K. I. Kim, "Analysis of Anatomic Structures and Patterns of Chronic Paranasal Sinusitis in Ostiomeatal Unit CT," Journal of Korean Society Otorhinolaryngology, vol. 37, no. 5, pp. 962-970, 1994.
LYNN S. BICKLEY, Bates' Pocket Guide to Physical Examination and History Taking, Lippincott Williams & Wilkins, 2008.
Korean Society of Otorhinolaryngology, Otolaryngological, IlChoKak Publishing Co., 2005.
D. H. Ko, Dissection and Physiology of Lalopathy, SoWha Publishing Co., 2009.
D. H. Nam. Respiration and Phonation, Koonja Publishing Co., 2007.
B. G. Yang, Theory and Reality of Voice Analysis Using Praat, ManSu Publishing Co., 2003.
D. H. Ko, "A Study of Extracting Acoustic Parameters for Individual Speakers," Journal of Korean Society Speech Sciences, vol. 10, no. 2, pp. 129-143, 2003.
Lutz Welling and Hermann Ney, "Formant Estimation for Speech Recognition", IEEE Trans. on Speech and Audio Processing, vol. 06, pp. 1063-1076, 1998.
H. Wakita, "Direct Estimation of the vocal Track shape by Inverse Filtering of Acoustic Speech waveforms", IEEE Trans. A&E, vol. 50, no. 02, pp. 637-655, 1971.
H. S. Nam, Statistical Analysis of Mean or Average, School of Preventive Medicine Chungnam National Univ. College of Medicine, 2007.
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