보고서 정보
주관연구기관 |
대전대학교 Daejeon University |
연구책임자 |
권철홍
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2016-06 |
과제시작연도 |
2015 |
주관부처 |
미래창조과학부 Ministry of Science, ICT and Future Planning |
등록번호 |
TRKO201700015194 |
과제고유번호 |
1345232650 |
사업명 |
이공학개인기초연구지원 |
DB 구축일자 |
2017-11-25
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DOI |
https://doi.org/10.23000/TRKO201700015194 |
초록
▼
< 연구 목표 >
- 피로가 음성에 어떠한 영향을 주는 지에 대한 실험을 토대로 음성과 피로 간의 상관관계를 규명한다. 정신 및 육체피로에 따른 음성 변화를 평가하기 위하여, 정신 및 육체 피로를 부과하는 실험과 주관적 설문지 피로 측정방법을 설계하여, 음성특징과 피로와의 정량적인 상관관계를 도출하고, 정신 및 육체피로를 진단하는 모델을 고안하여, 음성을 녹음하여 피로를 진단하는 프로그램을 개발한다.
< 1차년도 연구 성과 – 정신피로 측정 >
- 정신피로 측정 실험과정 설계: 정신피로를 누적시키기 위한 단순
< 연구 목표 >
- 피로가 음성에 어떠한 영향을 주는 지에 대한 실험을 토대로 음성과 피로 간의 상관관계를 규명한다. 정신 및 육체피로에 따른 음성 변화를 평가하기 위하여, 정신 및 육체 피로를 부과하는 실험과 주관적 설문지 피로 측정방법을 설계하여, 음성특징과 피로와의 정량적인 상관관계를 도출하고, 정신 및 육체피로를 진단하는 모델을 고안하여, 음성을 녹음하여 피로를 진단하는 프로그램을 개발한다.
< 1차년도 연구 성과 – 정신피로 측정 >
- 정신피로 측정 실험과정 설계: 정신피로를 누적시키기 위한 단순작업은 단계별로 10분씩 6단계를 실시, 단조작업 사이에 음성녹음/설문지응답 구간을 각 5분씩 7회를 실시
- 단순 작업 설계: 모니터 임의의 위치에 랜덤하게 제시되는 숫자를 1부터 100까지 순서대로 찾는 작업
- 피로부과 실험 수행: 30명 대상, 단순작업 수행, 음성DB 수집, 주관적설문지 작성, 1인당 2시간 소요
- 음성DB 녹음: 모음 ‘아’를 2초간 2회씩 발성, 연속해서 11개의 단문과 1개의 장문을 발성
- 주관적 설문지 설계: 정신 피로감을 묻는 9개의 질문으로 구성, 각 항목에 대해 1~10의 점수를 주도록 구성, 설문지 응답 분석 결과 본 연구에서 설계한 단순작업이 정신피로를 부과하는 실험이라는 것을 입증
- 음성신호와 정신피로와의 상관관계 규명: 유의미한 파라미터로 B1, Jitter, RAP, PPQ, H1-H2, CPP, HNR 등을 도출, 정신피로에 따라 발성은 불명확해지고 피치주기의 변화가 심해지며 기식음화 된다는 사실을 규명
< 2차년도 연구 성과 – 육체피로 측정 >
- 육체피로 측정 실험과정 설계: 육체피로 부과 작업은 단계별로 10분씩 4단계를 실시, 작업 사이에 설문지작성 및 녹음 구간은 5분씩 5회를 실시, 주관적 설문지에 응답, 생체 및 음성 데이터를 수집
- 육체피로 부과 작업 설계: 트레드밀에서 달리기 과정을 4단계 수준으로 설계, 1단계는 보통 속도로 걷기 수준, 마지막 4단계는 조금 빠른 속도로 달리기 수준
- 피로부과 실험 수행: 30명 대상, 트레드밀 작업 수행, 데이터 수집, 1인당 1시간 35분 소요되는 실험
- 음성DB 녹음 및 생체 데이터 수집: 음성DB는 육체피로와 동일, 생체 데이터는 맥박수와 피부온도
- 주관적 설문지 설계: 육체 피로감을 묻는 9개의 질문으로 구성, Borg-RPE 척도를 이용, 설문지 응답 분석 결과 본 연구에서 설계한 트레드밀 달리기 작업이 육체피로를 부과하는 실험이라는 것을 입증
- 실험 결과: 유의미한 파라미터로 F0, F1, F2, LTAS, H1-H2, sPPQ, RAP, PPQ, CPP, HNR05/15/25/35 등을 도출, 육체피로에 따라 입이 작게 벌어지며 기식화 되면서 피치주기의 변화가 커진다는 사실을 규명
< 3차년도 연구 성과 – 정신 및 육체피로 진단 모델 >
- 육체피로 진단모델 설계: SVM 이용, 적용 파라미터는 설문지 응답, 생체신호, 유의미 음성파라미터 12종류 등
- 육체피로 진단모델 성능 분석: 정확도 - 설문지 응답 100%, 생체신호 93.33%, 유의미 음성파라미터 94.83%, 실험결과로부터 제안된 진단모델이 적절하게 설계되었다는 것과, 육체피로 진단에 음성기술을 사용하는 것이 유용하다고 결론
- 정신피로 진단모델 설계: CART 기반, 적용 파라미터는 설문지 응답, 유의미 음성 파라미터 7종류 등
- 정신피로 진단모델 성능 분석: 정확도 - 설문지 응답 98.33%, 유의미 음성 파라미터 96.67%, 실험결과로부터 음성기술을 이용하여 정신피로를 진단하는 것이 가능하다고 결론
- 진단 프로그램 개발: 메인화면 - 녹음, 주관적설문지 작성, 음성특징 파라미터 추출, 피로 유무 판별 진단
( 출처 : 연구결과 요약문 3p )
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 목차 ... 2
- Ⅰ. 연구결과 요약문 ... 3
- Ⅱ. 연구내용 및 결과 ... 4
- 1. 연구과제의 개요 ... 4
- 2. 국내외 기술개발 현황 ... 4
- 3. 연구수행 내용 및 결과 ... 5
- 4. 목표 달성도 및 관련 분야에의 기여도 ... 5
- 5. 연구결과의 활용계획 ... 6
- 6. 연구과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 6
- Ⅲ. 연구성과 ... 7
- 끝페이지 ... 12
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