Search
Search results for: SPEKTROGRAM
-
Usage of concentrated spectrogram for analysis of acoustical signals
PublicationA novel precise method of signal analysis in the time-frequency domain is presented. A signal energy distribution is estimated by discard and displacement of energy parts of the classical spectrogram. A channelized instantaneous frequency and a local group delay are used in order to energy replacement. Additionally, newly introduced representations such as: a channelized instantaneous bandwidth and a local group duration are used...
-
The instantaneous frequency rate spectogram
PublicationAn accelerogram of the instantaneous phase of signal components referred to as an instantaneous frequency rate spectrogram (IFRS) is presented as a joint time-frequency distribution. The distribution is directly obtained by processing the short-time Fourier transform (STFT) locally. A novel approach to amplitude demodulation based upon the reassignment method is introduced as a useful by-product. Additionally, an estimator of energy...
-
A novel method of time-frequency analysis: an essential spectrogram
PublicationA novel precise method of time-frequency analysis is presented. In the algorithm, a new energy distribution is estimated by simultaneously discard or displacement of the classical spec- trogram energy. A channelized instantaneous frequency and a local group delay are used in order to replacement in the same manner as formulated by Kodera et al. [1, 2]. Additionally, new representations: a channelized instantaneous bandwidth and...
-
Using concentrated spectrogram for analysis of audio acoustic signals
PublicationThe paper presents results of time-frequency analysis of audio acoustic signals using the method of Concentrated Spectrograph also known as ''Cross-spectral method'' or ''Reassignment method''. Presented algorithm involves signal's local group delay and channelized instantaneous frequency to relevantly redistribute all Short-time Fourier transform lines in time-frequency plain. The main intention of the paper is to compare various...
-
Playback detection using machine learning with spectrogram features approach
PublicationThis paper presents 2D image processing approach to playback detection in automatic speaker verification (ASV) systems using spectrograms as speech signal representation. Three feature extraction and classification methods: histograms of oriented gradients (HOG) with support vector machines (SVM), HAAR wavelets with AdaBoost classifier and deep convolutional neural networks (CNN) were compared on different data partitions in respect...
-
Wykorzystanie fazy transformaty STFT do oceny jakości spektrogramu
PublicationW niniejszej publikacji przedstawiono koncepcję oceny jakości spektrogramu, wykorzystując często marginalizowaną fazę transformaty STFT (ang. Short-term Fourier transform). Spektrograf traktowany jest jako bank filtrów demultipleksujących sygnał. Dla każdego w ten sposób odfiltrowanego sygnału składowego obliczana jest kanałowa pulsacja chwilowa (ang. channel instantaneous frequency) oraz lokalne opóźnienie grupowe (ang. local...
-
Time-frequency analysis of acoustic signals using concentrated spectrogram
PublicationThe paper presents improved method of time-frequency (TF) analysis of discrete-time signals. The method involves signal's local group delay (LGD) and channelized instantaneous frequency (CIF) to purposely redistribute all Short-time Fourier transform (STFT) lines. Additionally, the energy concentration index (ECI) and some histogram-like statistics are used to evaluate readability of estimated TF distributions of the energy. Recorded...
-
Using phase of short-term Fourier transform for evaluation of spectrogram performance
PublicationThe concept of spectrogram performance evaluation which exploits information on phase of short-term Fourier transform (STFT) is presented. A spectrograph which is time-frequency analyzing tool, is compared to a filter bank that demultiplexes a signal. Local group delay (LGD) and channelized instantaneous frequency (CIF) is obtained for each filtered component signal. In presented solution the performance is evaluated using so-called...
-
Polynomial description of dynamic impedance spectrogram—introduction to a new impedance analysis method
PublicationThis paper presents a polynomial description of spectrograms obtained using Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy. A method to fit the polynomial degree correctly is discussed. A simple electrical system of a diode connected in parallel with a capacitor was used for testing. Dynamic impedance measurements during potentiodynamic polarization were conducted. This paper presents an alternative analysis method that allows...
-
Validation of dynamic electrochemical impedance spectrograms using autocorrelation function
PublicationValidation of impedance data is essential for checking the reliability of experimental data. Kramers – Kronig transformation is used to verify data obtained from classical Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) measurements. Data obtained from Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy (DEIS) could be validated in the same way, but in this case, there is no information about internal consistency between every single spectrum...
-
Wavelet filtering of signals without using model functions
PublicationThe effective wavelet filtering of real signals is impossible without determining their shape. The shape of a real signal is related to its wavelet spectrum. For shape analysis, a continuous color wavelet spectrogram of signal level is often used. The disadvantage of continuous wavelet spectrogram is the complexity of analyzing a blurry color image. A real signal with additive noise strongly distorts the spectrogram based on continuous...
-
Evaluation of electric fields influence on hydrotechnical constructions using STFT
PublicationZaprezentowano metodę detekcji pola elektrycznego z wykorzystaniem krótkoczasowej transformacji Fouriera (STFT). Ten rodzaj analizy umożliwia wyznaczenie zmian spektralnej gęstości mocy sygnału (np. potencjału konstrukcji) w funkcji czasu. Uzyskiwane spektrogramy są kompozycją prążków, określonych w dziedzinie czasu i częstotliwości. Dobra korelacja lokalizacji prążków na spektrogramie odpowiadającym generatorowi prądów błądzących...
-
Detection of stray current field interference on metal constructions using STFT
PublicationZaprezentowano metodę detekcji pola prądów błądzących wykorzystującą krótkoczasową transformatę Fouriera STFT. Ten sposób analizy umożliwia wyznaczenie zmian spektralnej gęstości mocy sygnału (np. potencjału konstrukcji) w funkcji czasu. Przedstawiono rezultaty analizy zmian potencjału w polu prądów błądzących generowanych przez trakcję tramwajową. Spektrogramy są kompozycją prążków w łącznej dziedzinie czasu i częstotliwości....
-
Gradient zespolonej fazy krótkoczasowej transformaty Fouriera w analizie spektrograficznej
PublicationGłównym celem rozprawy jest pokazanie nowych możliwości analizy eksploratywnej sygnałów niestacjonarnych, zwłaszcza wielokomponen- towych, w złączonej dziedzinie czas-częstotliwość. Zazwyczaj stosowa- ny do tego celu rozkład energii szacowany na podstawie spektrogramu klasycznego jest tylko jedną z wielu użytecznych, infograficznych repre- zentacji analizowanego sygnału, które są możliwe do przedstawienia w postaci mapy kolorów...
-
Detection of random transients caused by pitting corrosion
PublicationProces korozyjny może być badany za pomocą techniki szumu elektrochemicznego. Szum obserwowany jest jako fluktuacje prądowe i napięciowe w trójelektrodowym układzie pomiarowym. W celu stwierdzenia obecności korozji wżerowej wykonana została detekcja charakterystycznych sygnałów. Opracowany został algorytm oparty na analizie lokalnych zmian w spektrogramie rejestru prądowego. Spektrogram uzyskany został za pomocą krótkoczasowej...
-
Application of Cohen´s class time-frequency distributions in the Belousov-Zhabotinsky reaction analysis
PublicationPrzedstawiono rezultaty spektralnej analizy rejestrów Biełousowa-Żabotyńskiego za pomocą czasowo-częstotliwościowych metod analizy sygnałów należących do klasy Cohen´a. Przykładowy rejestr zmian potencjału elektrody bromo-selektywnej został poddany analizie z wykorzystaniem rozkładu Wignera-Ville´a oraz rozkładu stożkowego. Zastosowanie powyższych algorytmów pozwoliło na uzyskanie spektrogramów przedstawiających zależność pomiędzy...
-
Polynomial analysis as a new way of describing dynamic impedance spectra – Differential and relative impedance spectra
PublicationModel measurements of an equivalent electrical system were carried out using the technique of Dynamic Electrochemical Impedance Spectroscopy. The measurement took the form of potentiodynamic changes imposed on the tested system. Using the possibility of continuous impedance measurements, an attempt was made to develop an original and innovative method of analyzing impedance spectrograms, which is termed polynomial analysis. As...
-
Cyfrowa analiza mowy etnicznej - ekstrakcja kodu informacji.
PublicationW artykule zaprezentowano spektrogramy leksemów wyartykułowanych przez (zróżnicowanych co do płci i wieku) użytkowników jednego języka etnicznego wyrażonych w mowie swobodnej. Ponadto, przedstawiono spektrogramy tychże leksemów uzyskane po cyfrowym wyeliminowaniu w nich sygnału tonu krtaniowego. Dla porównania pokazano spektrogramy uzyskane w wyniku identycznego procesu przetwarzania sygnałów będących akustyczną reprezentacją...
-
Speech Analytics Based on Machine Learning
PublicationIn this chapter, the process of speech data preparation for machine learning is discussed in detail. Examples of speech analytics methods applied to phonemes and allophones are shown. Further, an approach to automatic phoneme recognition involving optimized parametrization and a classifier belonging to machine learning algorithms is discussed. Feature vectors are built on the basis of descriptors coming from the music information...
-
Recognition of Emotions in Speech Using Convolutional Neural Networks on Different Datasets
PublicationArtificial Neural Network (ANN) models, specifically Convolutional Neural Networks (CNN), were applied to extract emotions based on spectrograms and mel-spectrograms. This study uses spectrograms and mel-spectrograms to investigate which feature extraction method better represents emotions and how big the differences in efficiency are in this context. The conducted studies demonstrated that mel-spectrograms are a better-suited...
-
Skuteczność klasyfikacji gatunków muzycznych za pomocą sieci neuronowej w zależności od typu danych wejściowych
PublicationRozpoznawanie gatunku muzycznego jest jednym z podstawowych elementów inteligentnych systemów tworzenia automatycznych list muzyki. Platformy strumieniowe oferujące taką usługę wymagają rozwiązań, które umożliwią jak najdokładniej określić przynależność utworu do gatunku muzycznego. Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy – najskuteczniejszym klasyfikatorem są sztuczne sieci neuronowe (w tym w wersji uczenia głębokiego), dla których...
-
Cifrovaâ reprezentaciâ leksem russkogo âzyka
PublicationKonfrontowanie zasobów leksyki pokrewnych systemów języka etnicznego w celu określenia stopnia zbieżności przynależnych im homonimik wymaga stosowania wysublimowanych procedur językoznawczych mających na celu oszacowanie wspólnoty akustycznej zawartej w paralelnych parlacjach użytkowników owych języków. Ewidentne zróżnicowanie nawyków aktu artykulacji a zwłaszcza, co szczególnie istotne, nieświadomego procesu intelektualnej percepcji...
-
A novel method of spectral analysis of oscillatory Belousov-Zhabotinsky reaction. Nowa metoda analizy spektralnej reakcji oscylacyjnej Biełousowa-Żabotyńskiego.
PublicationPrzedstawiono wstępne wyniki analizy czasowo-częstotliwościowej reakcji Biełousowa-Żabotyńskiego w reaktorze zamkniętym. Do analizy rejestrów potencjałowych reakcji BZ zaproponowano wykorzystanie metody STFT (Short Time Fourier Analysis). Uzyskane spektrogramy wykazały spadek częstotliwości oscylacji wraz z postępem reakcji. Na podstawie analizy trzech składowych harmonicznych badanych rejestrów wykazano ekspotencjalną zmianę...
-
On the joint time-frequency characteristics of chemical oscillations
PublicationZaprezentowano rezultaty analizy czasowo-częstotliwościowej rejestrów potencjałowych oscylacyjnej reakcji Biełousowa-Żabotyńskiego (BŻ). Wybraną reprezentację czasowo-częstotliwościową w postaci algorytmu STFT zastosowano do analizy typowych przebiegów reakcji BŻ, prowadzonej w układzie zamkniętym. Zaprezentowano spektrogramy STFT ukazujące czasowo-częstotliwościową strukturę oscylacji regularnych, mieszanych i chaotycznych. Na...
-
The determination and identification of stray current source influences on buried pipelines using time/frequency analysis
PublicationZaprezentowano metodę detekcji źródła interferencji prądów błądzących na rurociągach podziemnych w aglomeracjach miejskich z wykorzystaniem łącznej analizy czasowo-częstotliwościowej mierzonych sygnałów. Badania przeprowadzono na rurociągu podziemnym zlokalizowanym w sąsiedztwie dwóch trakcji elektrycznych: tramwajowej i kolejowej. Wyniki analiz zaprezentowano w formie spektrogramów, które ilustrują zmiany spektralnej gęstości...
-
Application of Cohen's class time-frequency distributions in the Belousov-Zhabotinsky reaction analysis.
PublicationW publikacji przedstawiono analizę rejestrów potencjałowych chemicznej reakcji oscylacyjnej Biełousowa-Żabotyńskiego z wykorzystaniem czasowo-częstotliwościowych rozkładów z klasy Cohen'a. Do analizy zastosowano rozkład Wignera-Ville'a, Choi-Williams'a i stożkowy. Opisano zalety oraz wady powyższych metod oraz wnioski o częstotliwościowej kompozycji oscylacji jakie można wyciągnąć na podstawie uzyskanych spektrogramów.
-
Differential analysis of dynamic immittance spectra
PublicationThis work presents a new approach to the analysis of immittance spectrograms of systems characterised by non-stationarity. The possibility of linking the evolution of the immittance response with changes in the parameters describing the system is achieved by introducing a spectrum in differential form. By using the above procedure, it becomes possible to separate elements with a dependence (or lack thereof) from an independent...
-
Computer-aided analysis of signals from a low-coherence Fabry-Perot interferometer used for measurements of biological samples
PublicationThe aim of the study was to develop an automated computer-aided system for analysis of spectrograms obtained from measurements of biological samples performed with a low-coherence Fabry-Pérot interferometer. Information necessary to determine dispersion characteristics of measured materials can be calculated from the positions of the maxima and minima that are present in their spectra. The main challenge faced during the development...
-
Time-frequency characteristics of chemical oscillations. Experimental and model studies.
PublicationW publikacji zaprezentowano wykorzystanie czasowo-częstotliwościowych metod analizy sygnałów niestacjonarnych do badania reakcji Biełousowa-Żabotyńskiego. Zastosowanie krótkoczasowej transformaty Fouriera (STFT) pozwoliło na uzyskanie spektrogramów przedstawiających zmiany energii i częstotliwości oscylacji w trakcie trwania reakcji chemicznej. Przedyskutowano podobieństwa i różnice pomiędzy spektrogramami wygenerowanych dla eksperymentalnych...
-
Machine Learning Applied to Aspirated and Non-Aspirated Allophone Classification—An Approach Based on Audio "Fingerprinting"
PublicationThe purpose of this study is to involve both Convolutional Neural Networks and a typical learning algorithm in the allophone classification process. A list of words including aspirated and non-aspirated allophones pronounced by native and non-native English speakers is recorded and then edited and analyzed. Allophones extracted from English speakers’ recordings are presented in the form of two-dimensional spectrogram images and...
-
Chirp Rate and Instantaneous Frequency Estimation: Application to Recursive Vertical Synchrosqueezing
PublicationThis letter introduces new chirp rate and instantaneous frequency estimators designed for frequency-modulated signals. These estimators are first investigated from a deterministic point of view, then compared together in terms of statistical efficiency. They are also used to design new recursive versions of the vertically synchrosqueezed short-time Fourier transform, using a previously published method (D. Fourer, F. Auger, and...
-
Biometric identity verification
PublicationThis chapter discusses methods which are capable of protecting automatic speaker verification systems (ASV) from playback attacks. Additionally, it presents a new approach, which uses computer vision techniques, such as the texture feature extraction based on Local Ternary Patterns (LTP), to identify spoofed recordings. We show that in this case training the system with large amounts of spectrogram patches may be difficult, and...
-
Fast bubble dynamics and sizing
PublicationSingle bubble sizing is usually performed by measuring the resonant bubble response using the Dual Frequency Ultrasound Method. However, in practice, the use of millisecond-duration chirp-like waves yields nonlinear distortions of the bubble oscillations. In comparison with the resonant curve obtained under harmonic excitation, it was observed that the bubble dynamic response shifted by up to 20 percent of the resonant frequency...
-
Classifying Emotions in Film Music - A Deep Learning Approach
PublicationThe paper presents an application for automatically classifying emotions in film music. A model of emotions is proposed, which is also associated with colors. The model created has nine emotional states, to which colors are assigned according to the color theory in film. Subjective tests are carried out to check the correctness of the assumptions behind the adopted emotion model. For that purpose, a statistical analysis of the...
-
Comparison of bioactive compounds, antioxidant and antiproliferative activities of Mon Thong durian during ripening
PublicationCelem przeprowadzonych badań było oszacowanie zmian zawartości związków odżywczych, związków bioaktywnych, kwasów tłuszczowych oraz przeciwutleniaczy w owocach duriana w trakcie różnych etapów procesu dojrzewania. W badaniach wykorzystano testy CURRAC, DPPH, ABTS i FRAP. Stwierdzono, że całkowita zawartość polifenoli, flawonoidów, kwasu askorbimowego, tanin oraz poziom aktywności przeciwutleniającej jest dla owoców niedojrzałych,...
-
Comparison of two methods of sound extraction from guitar string video recordings
PublicationA comparison of two sound extraction methods from guitar string video recordings is presented in the paper. A brief overview of highframe rate camera technology and possible applications are included. The method using the image analysis from two such cameras is presented. The cameras are placed at the angle of 90 degrees for recording the image in three planes. The results achieved...
-
An Objective Focussing Measure for Acoustically Obtained Image
PublicationIn scientific literature many parameters of an image sharpness can be defined, that can be used for the evaluation of display energy concentration (EC). This paper proposes a new, simple approach to EC quantitative evaluation in spectrograms, which are used for the analysis and visualization of sonar signals. The presented approach of the global-image EC measure was developed to the evaluation of EC in arbitrary direction (or at...
-
Ranking Speech Features for Their Usage in Singing Emotion Classification
PublicationThis paper aims to retrieve speech descriptors that may be useful for the classification of emotions in singing. For this purpose, Mel Frequency Cepstral Coefficients (MFCC) and selected Low-Level MPEG 7 descriptors were calculated based on the RAVDESS dataset. The database contains recordings of emotional speech and singing of professional actors presenting six different emotions. Employing the algorithm of Feature Selection based...
-
Analysis of 2D Feature Spaces for Deep Learning-based Speech Recognition
Publicationconvolutional neural network (CNN) which is a class of deep, feed-forward artificial neural network. We decided to analyze audio signal feature maps, namely spectrograms, linear and Mel-scale cepstrograms, and chromagrams. The choice was made upon the fact that CNN performs well in 2D data-oriented processing contexts. Feature maps were employed in the Lithuanian word recognition task. The spectral analysis led to the highest word...
-
HYDROACOUSTIC NOISE MEASUREMENTS
PublicationThe paper deals mainly with investigation of underwater noise that propagation is in shallow water. In this paper has been presented the experimental investigation results concerning the distribution of the sound field pressure generated by moving ships in the shallow water at the small distance from the ship. The main acoustical characteristics describing features of the field are spectrograms in pseudo 3D system – distance and frequency...
-
Underwater Acoustic Imaging of the Sea
PublicationAcoustic waves are a carrier of information mainly in environments where the use of other types of waves, for example electromagnetic waves, is limited. The term acoustical imaging is widely used in the ultrasonic engineering to imaging areas in which the acoustic waves propagate. In particular, ultrasound is widely used in the visualization of human organs - ultrasonography (Nowicki, 2010). Expanding the concept, acoustical imaging...
-
Rozpoznawanie urządzeń i wykrywanie nieautoryzowanego poboru energii elektrycznej na podstawie pomiaru napięcia
PublicationW pracy rozpatrywany jest problem wykrywania nieautoryzowanego poboru energii z sieci elektrycznej przez identyfikację podłączonych urządzeń. Estymacja stanu sieci, rozumianej jako zbiór podpiętych układów, wraz z ustaloną listą urządzeń dopuszczonych, pozwala określić, czy w danej chwili ma miejsce pobór nieautoryzowany. W celu wykrywania urządzeń, proponuje się wykorzystać prostą metodę opartą na analizie wysokoczęstotliwościowego...
-
Klasyfikacja emocji w muzyce filmowej z wykorzystaniem uczenia głębokiego
PublicationPraca przedstawia zagadnienia związane z klasyfikacją emocji w muzyce filmowej. W artykule zaproponowano model emocji zawierający dziewięć stanów emocjonalnych, do których przypisany jest kolor zgodnie z teorią koloru w filmie. Kolejne kroki eksperymentu obejmowały wybór muzyki filmowej do testów (baza Epidemic Sound), przygotowanie założeń ankiety oraz modelu emocji wykorzystywanych w testach odsłuchowych, a także konstrukcję...
-
A Study of Cross-Linguistic Speech Emotion Recognition Based on 2D Feature Spaces
PublicationIn this research, a study of cross-linguistic speech emotion recognition is performed. For this purpose, emotional data of different languages (English, Lithuanian, German, Spanish, Serbian, and Polish) are collected, resulting in a cross-linguistic speech emotion dataset with the size of more than 10.000 emotional utterances. Despite the bi-modal character of the databases gathered, our focus is on the acoustic representation...
-
Highlighting interlanguage phoneme differences based on similarity matrices and convolutional neural network
PublicationThe goal of this research is to find a way of highlighting the acoustic differences between consonant phonemes of the Polish and Lithuanian languages. For this purpose, similarity matrices are employed based on speech acoustic parameters combined with a convolutional neural network (CNN). In the first experiment, we compare the effectiveness of the similarity matrices applied to discerning acoustic differences between consonant...
-
Some aspects of noise generated by a small ship in the shallow sea
PublicationThe passing and underwater moving objects produce the noises of variable intensity, which significantly increase the overall level of noise in the sea. This applies to both the sonic and ultrasonic range. The excessive levels of underwater noise adversely affects the so-called underwater acoustic climate and is the reason why this phenomenon is intensively investigated from the number of years. The results of experimental work...
-
Shipping Low Frequency Noise and Its Propagation in Shallow Water
PublicationOne of the most significant factor influencing acoustical climate of the sea is underwater noise generated by moving ships. If the considered sea area has features of the shallow water, namely the wave frequency fulfils relation f < 10c/h, where c denotes phase speed of sound, and h is depths of the sea, then in certain distance from the wave source specific image of sound pressure distribution in the mean of wave modes appears....
-
System przetwarzania i wizualizacji sygnału mowy dla potrzeb lingwistycznych = System of speech signal processing and visualisation of the results
PublicationW artykule przedstawiono sposób przetwarzania i wizualizacji sygnału mowy w formie prostego w obsłudze i relatywnie niedrogiego urządzenia do nagrywania sygnału akustycznego oraz przetwarzania cyfrowego wyselekcjonowanych fragmentów i wizualizacji uzyskanych rezultatów przekształceń. Zastosowano do tego celu komputer z kartą dźwiękową. Przetwarzanie cyfrowe oraz wizualizacja dokonywana była w oparciu o program MATLAB bezpośrednio...
-
INVESTIGATION OF THE LOMBARD EFFECT BASED ON A MACHINE LEARNING APPROACH
PublicationThe Lombard effect is an involuntary increase in the speaker’s pitch, intensity, and duration in the presence of noise. It makes it possible to communicate in noisy environments more effectively. This study aims to investigate an efficient method for detecting the Lombard effect in uttered speech. The influence of interfering noise, room type, and the gender of the person on the detection process is examined. First, acoustic parameters...
-
Musical Instrument Tagging Using Data Augmentation and Effective Noisy Data Processing
PublicationDeveloping signal processing methods to extract information automatically has potential in several applications, for example searching for multimedia based on its audio content, making context-aware mobile applications (e.g., tuning apps), or pre-processing for an automatic mixing system. However, the last-mentioned application needs a significant amount of research to reliably recognize real musical instruments in recordings....