본 논문에서는 음성 신호가 가지고 있는 중요한 특성을 유지하면서 발음 속도만을 변화시키는 시간축 변환 방법을 범용 디지탈 신호 처리 프로세서를 이용하여 실시간으로 구현하였다. 음성 신호 시간축 변환은 음성 신호의 발음 속도만을 변화시키기 때문에, 입력 신호와 변환 신호간의 시간적 차이가 발생하여 실시간 처리가 불가능하다. 본 논문에서는 이러한 입력, 변환 신호간의 시간차를 해결하기 위해서, 카세트 테이프 레코더의 모터 회전 속도를 조절하는 것과 같은 물리적 시간축 변환으로, 입력 음성 신호를 느리게 또는 빠르게 변환시켜 그 신호를 실시간 시스템의 입력으로 사용하였다. 카세트 레코더의 주행 속도만을 조절하는 물리적 변환은 원 신호의 피치 정보를 왜곡시켜, 원 음성의 특성을 변화시키기 때문에, 본 연구에서는 FIR 필터를 이용한 피치 보정 기법으로 왜곡된 신호를 원신호로 복원한 후, SOLA 시간축 변환 방법을 이용하여, 복원된 신호를 카세트 레코더의 모터 속도에 맞추어 시간축으로 변환하는 시스템을 실시간으로 구현하였다. 구현된 알고리듬으로 음성 신호를 시간축으로 변환하는 실험에서, 16비트 해상도를 가진 ADSP2101 프로세서로 구현한 결과와 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 비교할 때 평균 구간 신호 대 오차비가 대략 20dB로 두 결과가 거의 유사함을 알 수 있었다.
본 연구는 실제 사건의 용의자를 대상으로 거짓말 탐지의 비언어적 단서와 Othello의 오류(상대방이 자신의 결백을 믿지 않는 것에 대한 '불신의 두려움'을 거짓말 하는 사람이 나타내는 '발각의 두려움'이라고 잘못 판단하는 오류) 단서를 찾고, 기존의 연구결과와 어떤 차이가 있는지를 알아보고자 하였다. 연구 대상자는 영내 무단 음주사건의 혐의자 18명이었다. 이 중 8명은 실제 음주행위를 했던 용의자들이었고(거짓집단), 나머지 10명은 무혐의자들이었다(진실집단). 거짓집단이 사건 무관련 질문(거짓을 말할 필요가 없음으로 진실반응을 나타냄)과 사건 관련 질문(사건과 관련되기 때문에 거짓반응을 나타냄)에서 나타낸 행동특징들 중 유의미한 차이를 나타낸 행동을 거짓말 탐지의 단서로 삼았다. 또한 진실집단이 사건 무관련 질문(진실반응)과 사건 관련 질문(진실반응)에서 나타낸 행동특징들 중 유의미한 차이를 나타낸 행동을 Othello의 오류 단서로 삼았다. 그 결과, 거짓집단에게서 발견된 거짓말 탐지단서는 잠시멈춤 시간, 잠시멈춤 빈도, 미세표정, 머리움직임이었다. 즉 거짓을 말할 때 잠시멈춤 시간과 빈도가 감소하였고, 미세표정과 머리움직임은 증가하였다. 그러나 진실집단이 사건 관련 질문에서 더 짧은 답변지연시간을 나타낸 것은 Othello의 오류와 관련된 것이 아니었다. 그리고 본 연구와 기존의 국내 연구결과를 비교하였을 때 잠시멈춤 빈도가 일치된 단서로 나타났다. 즉, 진실을 말할 때보다 거짓을 말할 때 잠시멈춤빈도가 감소되는 것으로, 이는 상대방에게 신뢰로운 인상을 주고자 행동통제를 시도한 것으로 해석될 수 있다.
본 논문에서 제안한 줄 없는 기타는 크게 레이저 현과 프렛, 음 합성 알고리듬과 프로세서로 구성된다. 레이저 현은 레이저 모듈과 포토다이오드를 이용하여 스트로크와 아르페지오를 표현할 수 있도록 하였고, 프렛은 전압 분배기를 이용하여 구현하였다. 몸통은 물리적 모델링 합성법을 이용하였기 때문에 줄 없는 기차에는 울림통의 역학을 하는 물리적인 몸통이 없다. 제안한 기타의 프렛은 실제 프렛을 동일하게 표현할 수 있어 기존의 코드 글러브를 이용한 로드 표현뿐 아니라 실제 기타와 같은 솔로 연주도 가능하다. 해머링 온, 풀링 오프, 슬라이딩과 같이 프렛 변화가 있는 연주음은 전압 분배기로부터 받은 프렛의 정보를 파라미터로 사용하여 합성한다. 연구법에 따른 음의 피치 변화는 디지털 도파관 모델에서 파동의 전파 속도 변화로 표현하였다. 이 합성 모델은 동일 프렛에서 현의 장력을 변화시켜 연주하는 비브라토 음도 합성 할 수 있다. 레이저 현과 프렛으로부터 받아들인 정보를 합성 알고리듬의 파라미터로 변환하여 기타 음을 생성하고 이를 실시간으로 출력할 수 있도록 TMS320F2812를 사용하였다. 웹에 공개한 동영상에는 제안한 알고리듬과 인터페이스를 이용하여 실시간으로 합성한 '아리랑' 연주를 볼 수 있다. 제안한 알고리듬이 피치 변화를 표현하는 기타 솔로 연주법에 효과적이고 줄 없는 기타로 실시간 연주가 가능함을 확인할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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