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Type: TESE
Title: O efeito do telefone celular no sinal da fala : uma análise fonético-acústica com implicações para a verificação de locutor em português brasileiro
Title Alternative: The mobile phone effect over the speech signal : an acoustic-phonetic analysis with implications for speaker verification in Brazilian Portuguese
Author: Passetti, Renata Regina, 1981-
Advisor: Barbosa, Plinio Almeida, 1966-
Abstract: Resumo: Esta dissertação avalia os efeitos causados ao sinal da fala pela transmissão telefônica de linhas móveis e, com isso, busca determinar o grau de modificação fonético-acústica intralocutor causado pelo filtro de banda do canal telefônico à voz habitual e os efeitos que a transmissão telefônica exerce sobre as vogais orais do português brasileiro, pelo estudo de parâmetros acústicos que são afetados por esse tipo de transmissão. As análises investigaram quais características acústicas eram modificadas e quais permaneciam inalteradas na fala de indivíduos diante da utilização de telefones celulares quando comparadas a gravações diretas. O corpus constitui-se de gravações de 10 locutores do sexo masculino, realizadas de forma simultânea nas condições via celular e direta, pelo posicionamento de um microfone em frente aos sujeitos enquanto falavam ao celular. As vogais orais do português brasileiro foram transcritas e segmentadas e, posteriormente, foi utilizado o script ForensicDataTrecking para extração automática das seguintes classes de parâmetros: frequência dos três primeiros formantes (F1, F2 e F3), frequência fundamental (F0), ênfase espectral, frequência de base da fundamental (baseline) e duração interpicos de F0 presentes no discurso. Foram conduzidas análises acústicas com o objetivo investigar os efeitos da transmissão telefônica sobre as vogais orais do português brasileiro, sobre os locutores e no espaço vocálico dos locutores. As análises foram validadas estatisticamente. Para a análise do efeito da transmissão telefônica sobre as vogais orais do português brasileiro, os resultados revelam alterações nas frequências do primeiro e o terceiro formante de, aproximadamente, 14%, na condição telefônica. Em relação às frequências do segundo formante, os resultados da análise de dispersão mostraram que a transmissão telefônica agiu de forma a aumentar artificialmente as frequências de vogais com baixos valores de F2 e a diminuir as frequências de vogais com altos valores de F2. Dos parâmetros acústicos investigados na análise dos efeitos da transmissão telefônica sobre os locutores, apenas a baseline e a duração interpicos de F0 não apresentaram diferenças estatisticamente significativas entre as duas condições de gravação, indicando robustez aos efeitos da transmissão telefônica e podendo ser considerados como parâmetros eficazes na análise forense. Esta análise revelou, também, que a transmissão telefônica agia de maneira distinta nos sujeitos, o que permitiu que fossem agrupados a depender do parâmetro investigado. A análise do efeito telefônico no espaço vocálico dos sujeitos complementou os resultados das análises anteriores. De modo geral, observou-se um abaixamento global do espaço vocálico na gravação telefônica, influenciado pelo aumento nas frequências de F1. A diminuição dos valores de F2 para as vogais anteriores e o aumento nos valores deste formante para vogais posteriores comprimiu o espaço vocálico da maioria dos sujeitos. As modificações nas disposições das vogais têm implicações perceptuais, uma vez que o abaixamento e redução do espaço vocálico fizeram com que as vogais se situassem proximamente a regiões centrais, podendo soar como mais abertas no telefone celular

Abstract: This dissertation evaluates the effects to speech signal due to telephone transmission of mobile phones and seeks to determine the degree of intra-speaker acoustic-phonetic modification caused by the mobile phone band-pass filter to the speech signal and the telephone transmission effects over the Brazilian Portuguese oral vowels by the study of the acoustic parameters affected by this kind of transmission. The analysis investigated which are the acoustic cues which are modified and which cues remain undifferentiated in the speaker's speech by the use of a mobile phone in comparison to direct recordings. The corpus used consists of simultaneous recordings of 10 male speakers in two conditions: via mobile phone and face-to-face, by placing a microphone directly in front of the subjects. The Brazilian Portuguese oral vowels were segmented and transcribed and the ForensicDataEvaluator script was used to automatically extract the following acoustic parameters: three first formants frequencies (F1, F2 and F3), median of fundamental frequency (F0), spectral emphasis, fundamental frequency baseline and F0 inter-peaks duration. The acoustic analyses aimed at investigating the telephone transmission effects over the Brazilian Portuguese oral vowels, over the speakers and at the speakers¿ vowel space. The analyses were supported statistically. The analysis of the telephone transmission effect over the Brazilian Portuguese oral vowels showed variations of 14% in the frequencies of the first and the third formants. The analysis of the scatter plot of F2 values showed that the mobile phone band-pass filtering has an effect of shifting upwards vowels with low values of F2 and shifting downwards vowels with high values of F2. For the analysis of the telephone transmission effects over the speaker only the acoustic parameters "fundamental frequency baseline" and "F0 inter-peaks duration" did not show any difference statistically significant between the two recording conditions, demonstrating robustness to the telephone transmission effects, which make them able to be considered as powerful parameters for forensic analysis. This analysis also revealed that the telephone transmission affects the speakers in different ways, which set them into different groups of speakers depending on the parameter analyzed. The analysis of the telephone effect in the speakers¿ vowel space shed some light on the previous analyses. In general, the increase of the F1 values in the mobile phone situation caused a global downward displacement of the vowel space. The decrease of the F2 values for the front vowels and the increase of the values of this formant for back vowels reduced the area of the vowel space for the most of the subjects. The vowels rearrangement at the vowel space in the telephone situation has some perceptual implications, since the lowering and reduction of the vowel space made the vowels be placed at its center, which could result in hearing these vowels as more open over the mobile phone
Subject: Fonética acústica
Fonética forense
Fala
Telefonia celular
Sistemas de comunicação móvel - Interferência
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2015
Appears in Collections:IEL - Dissertação e Tese

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