Efficient Spectral Power Estimation on an Arbitrary Frequency Scale

The Fast Fourier Transform is a very efficient algorithm for the Fourier spectrum estimation, but has the limitation of a linear frequency scale spectrum, which may not be suitable for every system. For example, audio and speech analysis needs a logarithmic frequency scale due to the characteristic of a human’s ear. The Fast Fourier Transform algorithms are not able to efficiently give the desired results and modified techniques have to be used in this case. In the following text a simple technique using the Goertzel algorithm allowing the evaluation of the power spectra on an arbitrary frequency scale will be introduced. Due to its simplicity the algorithm suffers from imperfections which will be discussed and partially solved in this paper. The implementation into real systems and the impact of quantization errors appeared to be critical and have to be dealt with in special cases. The simple method dealing with the quantization error will also be introduced. Finally, the proposed method will be compared to other methods based on its computational demands and its potential speed

Алгоритмы и измерительный комплекс классификации источников сейсмических сигналов, определения расстояния и азимута до пункта возбуждения поверхностных волн

Machine learning and digital signal processing methods are used in various industries, including in the analysis and classification of seismic signals from surface sources. The developed wave type analysis algorithm makes it possible to automatically identify and, accordingly, separate incoming seismic waves based on their characteristics. To distinguish the types of waves, a seismic measuring complex is used that determines the characteristics of the boundary waves of surface sources using special molecular electronic sensors of angular and linear oscillations. The results of the algorithm for processing data obtained by the method of seismic observations using spectral analysis based on the Morlet wavelet are presented. The paper also describes an algorithm for classifying signal sources, determining the distance and azimuth to the point of excitation of surface waves, considers the use of statistical characteristics and MFCC (Mel-frequency cepstral coefficients) parameters, as well as their joint application. At the same time, the following were used as statistical characteristics of the signal: variance, kurtosis coefficient, entropy and average value, and gradient boosting was chosen as a machine learning method; a machine learning method based on gradient boosting using statistical and MFCC parameters was used as a method for determining the distance to the signal source. The training was conducted on test data based on the selected special parameters of signals from sources of seismic excitation of surface waves. From a practical point of view, new methods of seismic observations and analysis of boundary waves make it possible to solve the problem of ensuring a dense arrangement of sensors in hard-to-reach places, eliminate the lack of knowledge in algorithms for processing data from seismic sensors of angular movements, classify and systematize sources, improve prediction accuracy, implement algorithms for locating and tracking sources. The aim of the work was to create algorithms for processing seismic data for classifying signal sources, determining the distance and azimuth to the point of excitation of surface waves.Методы машинного обучения и цифровой обработки сигналов применяются в различных отраслях, в том числе при анализе и классификации сейсмических сигналов поверхностных источников. Разработанный алгоритм анализа типов волн позволяет автоматически идентифицировать и, соответственно, отделять приходящие сейсмические волны на основе их характеристик. Для выделения типов волн используется сейсмический измерительный комплекс, определяющий характеристики граничных волн поверхностных источников с использованием специальных молекулярно-электронных датчиков угловых и линейных колебаний. Представлены результаты работы алгоритма обработки данных, получаемых по методике сейсмических наблюдений, использующей спектральный анализ на основе вейвлета Морле. Также в работе описан алгоритм классификации источников сигнала, определения расстояния и азимута до пункта возбуждения поверхностных волн, рассмотрено использование статистических характеристик и MFCC (Мел-частотные кепстральные коэффициенты) параметров, а также их совместное применение. При этом в качестве статистических характеристик сигнала были использованы следующие: дисперсия, коэффициент эксцесса, энтропия и среднее значение, а в качестве метода машинного обучения был выбран градиентный бустинг; в качестве метода определения расстояния до источника сигнала применен метод машинного обучения на основе градиентного бустинга с применением статистических и MFCC параметров. Обучение проводилось на тестовых данных на основе выделенных особенных параметрах сигналов источников сейсмического возбуждения поверхностных волн. С практической точки зрения, новые методы сейсмических наблюдений и анализа граничных волн позволяют решить проблему обеспечения плотной расстановки датчиков в труднодоступных местах, устранить недостаток знаний в алгоритмах обработки данных сейсмических сенсоров угловых движений, выполнить классификацию и систематизацию источников, повысить точность прогнозирования, реализовать алгоритмы локации и сопровождения источников. Целью работы стало создание алгоритмов обработки сейсмических данных для классификации источников сигнала, определения расстояния и азимута до пункта возбуждения поверхностных волн

Алгоритмы и измерительный комплекс классификации источников сейсмических сигналов, определения расстояния и азимута до пункта возбуждения поверхностных волн

Методы машинного обучения и цифровой обработки сигналов применяются в различных отраслях, в том числе при анализе и классификации сейсмических сигналов поверхностных источников. Разработанный алгоритм анализа типов волн позволяет автоматически идентифицировать и, соответственно, отделять приходящие сейсмические волны на основе их характеристик. Для выделения типов волн используется сейсмический измерительный комплекс, определяющий характеристики граничных волн поверхностных источников с использованием специальных молекулярно-электронных датчиков угловых и линейных колебаний. Представлены результаты работы алгоритма обработки данных, получаемых по методике сейсмических наблюдений, использующей спектральный анализ на основе вейвлета Морле. Также в работе описан алгоритм классификации источников сигнала, определения расстояния и азимута до пункта возбуждения поверхностных волн, рассмотрено использование статистических характеристик и MFCC (Мел-частотные кепстральные коэффициенты) параметров, а также их совместное применение. При этом в качестве статистических характеристик сигнала были использованы следующие: дисперсия, коэффициент эксцесса, энтропия и среднее значение, а в качестве метода машинного обучения был выбран градиентный бустинг; в качестве метода определения расстояния до источника сигнала применен метод машинного обучения на основе градиентного бустинга с применением статистических и MFCC параметров. Обучение проводилось на тестовых данных на основе выделенных особенных параметрах сигналов источников сейсмического возбуждения поверхностных волн. С практической точки зрения, новые методы сейсмических наблюдений и анализа граничных волн позволяют решить проблему обеспечения плотной расстановки датчиков в труднодоступных местах, устранить недостаток знаний в алгоритмах обработки данных сейсмических сенсоров угловых движений, выполнить классификацию и систематизацию источников, повысить точность прогнозирования, реализовать алгоритмы локации и сопровождения источников. Целью работы стало создание алгоритмов обработки сейсмических данных для классификации источников сигнала, определения расстояния и азимута до пункта возбуждения поверхностных волн

Artificial Neural Network (ANN) in a Small Dataset to determine Neutrality in the Pronunciation of English as a Foreign Language in Filipino Call Center Agents

Artificial Neural Networks (ANNs) have continued to be efficient models in solving classification problems. In this paper, we explore the use of an ANN with a small dataset to accurately classify whether Filipino call center agents’ pronunciations are neutral or not based on their employer’s standards. Isolated utterances of the ten most commonly used words in the call center were recorded from eleven agents creating a dataset of 110 utterances. Two learning specialists were consulted to establish ground truths and Cohen’s Kappa was computed as 0.82, validating the reliability of the dataset. The first thirteen Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCCs) were then extracted from each word and an ANN was trained with Ten-fold Stratified Cross Validation. Experimental results on the model recorded a classification accuracy of 89.60% supported by an overall F-Score of 0.92

Perbandingan Akurasi Deteksi Emosi Pada Suara Menggunakan Multilayer Perceptron, Random Forest, Decision Tree dan K-NN

Penelitian ini bertujuan untuk membandingkan akurasi pengenalan emosi melalui suara dengan menggunakan beberapa jenis classifier. Emosi dasar yang akan dikenali ada 4, yaitu senang, sedih, neutral dan marah. Metodologi penelitian dimulai dengan memperoleh dataset suara dari database RAVDESS, yang terdiri dari 24 aktor dengan jumlah suara sebanyak 60 per aktor. Namun, hanya 28 suara yang dipilih dari setiap aktor, sehingga total ada 672 suara yang digunakan dalam penelitian ini. Untuk mengekstraksi fitur dari dataset suara, digunakan tiga teknik yaitu mel frequency cepstral coefficient (MFCC), Chroma, dan Skala Mel. Kemudian, empat jenis classifier digunakan dalam pembuatan model yaitu Multilayer Perceptron Classifier (MLPC), Decision Tree, Random Forest, dan K-NN. Dataset dibagi menjadi data train dan data test dalam 3 uji coba untuk masing-masing classifier, yait 85% train – 25% test, 80% train – 25% test, dan 75% train dan 25% test. Hasil penelitian menunjukkan bahwa model dengan menggunakan Random Forest Classifier memiliki akurasi tertinggi yaitu sebesar 79% dengan pembagian dataset 80% train - 20% test. Sedangkan, model dengan Decision Tree Classifier memiliki akurasi terendah sebesar 57% dengan pembagian dataset menjadi 75% train - 25% test. Dalam penelitian ini, teknik ekstraksi fitur yang digunakan yaitu MFCC, Chroma, dan Skala Mel, yang terbukti efektif dalam menghasilkan fitur dari dataset suara. Selain itu, hasil penelitian juga menunjukkan bahwa Random Forest Classifier lebih unggul dalam mengenali emosi melalui suara jika dibandingkan dengan jenis classifier yang lain