초록 ▼

IV. 연구개발결과
1. 음성선호 및 유속 측정장치 개발
발성시의 음성신호 및 후두를 통한 공기의 흐름을 동시에 측정할 수 있는 계측시스템을 개발하였다. 음성 신호 측정을 위해 단방향 콘덴서형 소형 마이크로폰 (AT9500II, Audio Technica Corp.) 을 이용한 측정 장치를 개발하였다. 유체역학적 측정장치로 발성시 후두를 통하여 흐르는 호흡기류의 유속을 연속적으로 측정하기 위해 호흡기류가 지나가는 튜브에 육체적항을 삽입하고 육체적저항 양단의 압력차를 측정하여 공기의 유속을 얻는 pneumotachomete

IV. 연구개발결과
1. 음성선호 및 유속 측정장치 개발
발성시의 음성신호 및 후두를 통한 공기의 흐름을 동시에 측정할 수 있는 계측시스템을 개발하였다. 음성 신호 측정을 위해 단방향 콘덴서형 소형 마이크로폰 (AT9500II, Audio Technica Corp.) 을 이용한 측정 장치를 개발하였다. 유체역학적 측정장치로 발성시 후두를 통하여 흐르는 호흡기류의 유속을 연속적으로 측정하기 위해 호흡기류가 지나가는 튜브에 육체적항을 삽입하고 육체적저항 양단의 압력차를 측정하여 공기의 유속을 얻는 pneumotachometer를 제작하였다. 유체저항은 스벤레스 mesh 로 제작하였으며. 저압차동압력센서를 이용하여 육체적항 양단의 작은 압력차를 측정하였다. 저압차동압력센서의 출력전압은 유체저항양단의 압력차와 비례하나 유체저항을 통과하는 기류의 유속과는 유체저항이 설치된 튜브의 형태 등에 의해 비선형적언 관계를 갖는다. 이러한 비선형관계를 보정하기 위하여 1l 원통내의 공기를 임의의 속도로 밀어내며 출력전압을 연속적으로 측정한 후 회귀분석을 이용하여 출력전압과 실제유속간의 관계를 구하는 알고리즘을 개발 적용하였다.
2. 음성 및 유체역학적 분석 프로토콜 개발
기존의 시스템을 이용하여 음성 및 유체역학적 검사의 분석결과와 전기 생리학적 검사의 분석결과 중 실제 후두기능을 평가하기에 유용한 파라메터들을 찾기 위한 연구를 수행하였다.
각 검사에서 임상에 유용한 기본 파라메터로 판단된 것들은 다음과 같다.
(1) 음성신호
Fundamental frequency, Jitter, Shimmer, Noise to harmonic ratio
(2) 유체역학적신호
폐 활량(Vital Capacity)‘ Phonation Quotient, Maximum Phonation Time, Mean Flow Rate, Subglottic Pressure
(3) 전기 성 문파측정법 (Electroglottography)
성문폐쇄율 (closed quotient, CQ), 성문접촉속도율 (Speed quotient of glottal contact, SQ)
3. 음성 및 유체 역학적 신호 측정 및 분석 소프트웨어 개발
음성학적 측정 및 유체 역학적 시스템의 일부로 데이터 디스플레이 및 분석 소프트웨어를 개발하였다. 소프트웨어 개발 환경은 마이크로소프트사의 윈도우즈95이며 비주얼 C++ 4.2를 사용하였다. 기존에 판매되는 외국 제품과 차별성을 갖기 위해서 검사자가 사용하기 쉽게 사용자위주의 인터페이스를 구현하였으며， 최대한 한글화를 하도록 노력하였다. 또한 임상에서 유용하게 쓰이는 파라메터들을 선택하여 알아보기 쉽고 간결하게 검사결과를 보여 주고자 하였다.
4. 전기생리학적 측정장치 개발
발성에 따른 후두부의 전기생리학적 특성 변화를 이용한 측정 방법으로 전기성문파측정장치를 개발하였다. 이를 위해 후두부에 일정한 교류 전류를 흐르게 하는 정전류 장치를 개발하였으며 후두부에 전류를 인가하여 주고， 몰아오는 전류를 측정하는 전극부를 개발하였다. 또한 정전류 발생장치에서 흘려준 교류의 파형 위에 후두의 떨림에 의해서 변조된 미세한 신호를 증폭하기 위한 증폭부와 교류의 파형 위에 후두의 떨림에 의해서 변조된 선호로부터 순수히 후두의 떨림에 의한 파형 변화를 추출하기 위하여 차단 주파수가 1kHz 인 저역통과필터를 이용하였다.
5. Videostrobokymography 개발
stroboscope를 통해 비디오 테이프에 저장된 영상을 분석하여 사용자가 성대의 움직임을 관찰하면서 여러 영역에 대해서 kymogram을 구성할 수 있는 video~trobokymography를 개발하고 이를 위한 분석 방볍에 대한 연구를 시행하였다.
비디오 영상의 연속된 프레임들을 image grabbing board를 이용하여 컴퓨터 메모리로 옮긴 후 이중 한 프레임의 영상을 화면에 디스플레이한 뒤 사용자가 마우스를 이용하여 한 라인을 선택하면 연속된 프레임들에서 동일 라인들을 추출하고 이를 모니터 상의 종축을 따라 순차적으로 재구성하여 kymogram을 구성하였다. 이 때， 여러 영역을 순차적으로 선택하면 라인의 번호와 위치가 선택된 영상 위에 표시되고 이에 대한 kymogram 이 같은 번호의 윈도우 위에 디스플레이 되도록 하였다. 성대가 열리고 닫힘에 따른 성문면적의 전체적인 변화를 보고자
성문 종축길이로 정규화된 성문면적독선을 구하였으며 성대가 모니터 화면의 종축에 대해 기울어져서 영상화되어 kymogram 의 형태에 왜곡을 가져오는 문제점을 해결하기 위해서 성대의 종축과 화면상의 종축이 일치되도록 동영상의 각 프레임들을 회전시켜 주었다. 또한 성대가 열려 있는 개방기와 전체 기간의 비율인 성문개방율과 성대 운동의 비대칭지수를 kymogram 을 분석하여 구하였다.

Abstract ▼

IV. Result of Research
1. Development of acoustic and aerodynamical signal measurement system
We developed a system which can measure the voiced acoustic signal and airfIow through the larynx at the same time. Speech signal measurement system is implemented with a single-directional condenser

IV. Result of Research
1. Development of acoustic and aerodynamical signal measurement system
We developed a system which can measure the voiced acoustic signal and airfIow through the larynx at the same time. Speech signal measurement system is implemented with a single-directional condenser microphone. Aerodynamic measurement system is implemented with a pneumotachometer which measures airfIow speed using fIuid resistance. Fluid reslstance is composed of stainless mesh and measures the small differential between the ends of it using low-pressure differential sensor. Output voltage of the sensor is proportional to differential pressure between ends of the resistance, but it have nonlinear characteristic with the speed of airfIow because of the shape of tube. In order to compensate this nonlinearity, we devised an regression analysis algorithm which connecting the output voltage and real airflow-speed.
2. Development of acoustic and aerodynamical Analysis protocol
We have found useful parameters of estimating actual vocal functions from the analytical results of acoustic, aerodynamical and electrophsiological tests. Basic parameters useful clinically are as follows:
(1) acoustic signal
Fundamental frequency, Jitter, Shimmer, Noise to harmonic ratio
(2) Aerodynamical signal
Vital Capacity, Phonation Quotient, Maximum Phonation Time, Mean Flow Rate, Subglottic Pressure
(3) Electroglottography
Closed Quotient (CQ) , Speed Quotient of Glottal Contact (SQ)
3. Development of acoustic/aerodynamical signal measurement and analysis softvlare
We developed a data display and analysis software as a part of acoustic and aerodynamical signal mesurement system. We used Windows 95 and Visual C++ ver. 4.2 of Microsoft corporation as software developmental environment. In order to have discrimination with foreign commercial products, we tried to implement easy user-interface and to displayed words in Korean. In addition, we chose c1inically useful parameters and tried to display it in a simple and discriminatory way.
4. Development of electrophysiological measurement system
We developed an electroglottography making use of the electrophysiological change of larynx in voicing state. We developed a static current supply and an electrode which flows and receives current to implement the electroglottography. We used an amplifier to amplify the small modulated signal of changing vocal fold and an lowpass filter with 1 kHz cutoff frequency to extract pure voice signal from the modulated signal.
5. Development of Videostrobokymography
Videostrobokymography analyses vocal image of stroboscope from videotapes and constructs kymogram on several regions when user runs over the motion of vocal fold. We devcloped a videostrobokymography system and researchcd on the analysis method
We constructed kymogram as follows First, we moved thc serial image frames of videotape to computer memory using image grabbing board. Second, one of the image grames is displayed on the monitor and an horizontal line is chosen with mouse. Then kymogram is constructed by vertically sh0wing full images of that line. If several images are chosen in succession, each number and location of the line is shown on chosen image and corresponding kymogram is displayed on the same-numbered window. In order to see change of glottal area with the motion of vocal fold on the whole, we plotted the glottal area line normalized to vertica1 length of vocal fold. In that way. the declination of vocal fold may be a question of distortion of kymogram' s shape and we solved this problem by rotating each frame in accordance with the y-axis of vocal fold and screen. We also searched the open quotient and asymmetry index.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구개발 최종보고서 ... 3
• 제출문 ... 4
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 8
• CONTENTS ... 11
• 목차 ... 14
• 제 1 장 서론 ... 18
• 제 1 절 연구개발의 목적 ... 18
• 제 2 절 연구개발의 필요성 ... 18
• 제 3 절 연구개발의 범위 ... 21
• 제 2 장 국내·외 기술개발 현황 ... 25
• 제 1 절 국외 ... 25
• 제 2 절 국내 ... 29
• 제 3 절 연구 결과가 차지하는 위치 ... 30
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 31
• 제 1 절 전거 생리학적 측정 및 분석 방법 ... 31
• 제 2 절 유체 역 학적 측정 및 분석 방법 ... 33
• 제 3 절 음성 학적 측정 및 분석 방법 ... 40
• 제 4 절 음성 및 유체역학적 분석 프로토콜 개발 ... 42
• 제 5 절 음성 및 유체역학적 신호측정 및 분석 소프트혜어 개발 ... 46
• 제 6 절 광학적 측정 및 분석 방법 ... 52
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외기여도 ... 62
• 제 1 절 연구계획서상의 목표 ... 62
• 제 2 절 연구개발목표의 항목별 달성도 ... 62
• 제 3 절 관련분야의 기술발전에의 기여도 ... 63
• 제 4 절 연구성과 ... 64
• 제 5 장 연구개발결과의 휠용계획 ... 66
• 제 1 절 추가연구의 필요성 ... 66
• 제 2 절 활용계획 ... 67
• 제 6 장 잠고문헌 ... 68
• 최종보고서요약(초록) ... 70
• 끝페이지 ... 70