Assessing a speaker’s voice quality for forensic purposes: Using the example of creaky voice and breathy voice

The research project explores ways to improve the assessment of voice quality (VQ) for forensic voice comparisons. Until today, a speaker’s VQ is mainly assessed perceptually. However, the field has developed rapidly over the last two decades, prompting calls to objectify the analysis process by relying on voice acoustics instead. This poses a challenge as forensic audio recordings are degraded in several aspects. The first study focuses on creaky voice (CV), which is particularly multifaceted in production and thus also in acoustics. Therefore, perceptually relevant categories must first be defined and tested before acoustic analysis can be conducted. A new CV classification scheme is conceptualised and tested. It is hypothesised that differences in speaker-specific CV spaces will facilitate speaker discrimination. Using the example of breathy voice (BV), the second and fourth studies analyse the interplay between perception and acoustics. Spontaneous speech samples of BV speakers are compared with those of non-BV speakers under the studio condition and under the mobile phone condition. Under the studio recording condition, three parameters were found to correlate between perception and acoustics, i.e. H1*-H2*, H1*-A1*, CPP. Under the mobile recording condition, however, low frequency harmonics are attenuated and thus not meaningful. Therefore, the spectral tilt parameters of higher frequencies should be analysed instead. The third study explores the suitability of f0 estimators with respect to recording condition, and VQ. Valid f0 estimation is required to obtain valid spectral slope measurements. The is explored using sustained cardinal vowels of one male and one female speaker in modal, breathy, and creaky VQ under two recording conditions (studio, mobile phone). Results allow for an informed decision which f0 estimator to use. The research project sheds light on the needs and possibilities to refine VQ analysis for forensic application

Основи комп’ютерної обробки музики та мови : Конспект лекцій

Даний навчальний посібник містить конспект лекцій та теоретичні відомості з обробки мовленнєвих та музичних сигналів й забезпечує проведення лекційних та практичних занять освітнього компоненту «Основи комп’ютерної обробки музики та мови» для здобувачів освіти рівня підготовки «бакалавр». Розглянуто питання лінійної та нелінійної цифрової обробки акустичних сигналів, створення аудіоефектів, діагностики вокального апарату людини та музичних інструментів, маскування мовлення, кодування мовленнєвих сигналів. Теоретичний матеріал чергується із практичними вправами, спрямованими на засвоєння методів комп’ютерного моделювання та розв’язання інженерно-технічних задач в середовищі Matlab. Тексти комп’ютерних програм та зразки музичних та мовленнєвих сигналів розміщено в Центрі інформаційних технологій в освіті КПІ ім. Ігоря Сікорського, а також в Гугл-класі освітнього компоненту «Основи комп’ютерної обробки музики та мови». Навчальний посібник буде також корисним студентам акустичних та телекомунікаційних спеціальностей технічних навчальних закладів, що навчаються за спеціальністю «Електроніка», а також фахівцям в галузі акустичної експертизи та корекції комунікаційних каналів.This study guide contains a synopsis of lectures and theoretical information on speech and music signal processing and provides lectures and practical sessions of the educational component "Fundamentals of Computer Music and Speech Processing" for students of the "Bachelor" level of education. The issues of linear and nonlinear digital processing of acoustic signals, creation of audio effects, diagnostics of the human vocal apparatus and musical instruments, masking of speech, coding of speech signals are considered. Theoretical material alternates with practical exercises aimed at mastering computer modeling methods and solving engineering and technical problems in the Matlab environment. Texts of computer programs and samples of music and speech signals are located in the Center for Information Technologies in Education of KPI named after Igor Sikorsky, as well as in the Google class of the educational component "Fundamentals of computer processing of music and speech". The study guide will also be useful for students of acoustic and telecommunication specialties of technical educational institutions, studying in the specialty "Electronics", as well as specialists in the field of acoustic examination and correction of communication channels