Download - C.S.I.: Investigant la veu d’un assassí
C.S.I.: Investigant la C.S.I.: Investigant la veu d’un assassíveu d’un assassí
3r d’ESOINS Joan Amigó i Callau
Curs 2010-2011
ÍndexÍndex
1. Introducció2. Metodologia3. Resultats4. Conclusions
1.Introducció
1.1. Objectius del treball:
•Analitzar les propietats del so
•Comprovar si a partir d’aquestes es pot
identificar una veu.
•Estudiar una aplicació a la vida real,
simulant un assassinat: en el lloc del crim
ha quedat gravada la veu de l’assassí, i tots
els alumnes de la classe són sospitosos.
1.2. Característiques del so:
•El so és una ona produïda per la vibració de
l’aire.•Té tres característiques principals:
a) Intensitat: és la quantitat d’energia
sonora, i s’observa en l’amplitud de l’ona:
Més intensitat
Menys intensitat
b) Freqüència: és el número d’oscil·lacions
per segon, i es mesura en hertz (Hz). Indica si
el so és agut o greu.
Més freqüència(so agut)
Menys freqüència(so greu)
c) Timbre: ve determinat per la suma d’ones
de diferents freqüències. Un so pot tenir la
mateixa freqüència, però un timbre diferent.
So purSuma de
freqüències
1.3. Característiques de la veu humana:
• La veu és una suma de freqüències, que es
classifiquen en dos grups:
a) Freqüència fonamental: és la que
determina si el so és agut o greu.
b) Formants: són pics de freqüències que es
generen per la ressonància en la nostra gola, i
per la parla. Depenen de la lletra que s’està
pronunciant.
•Els tipus de freqüències es poden observar en
un espectrograma:
Freqüènciafonamental
1r Formant
2n Formant
2. Metodologia
Els passos que s’han seguit han estat els
següents:• Tots els alumnes (sospitosos) han gravat una frase:
“Jo confiava en tu i m’has traït. Ara pagaràs pel que has fet!”
• L’assassí (un dels alumnes, d’incògnit) ha gravat un altre cop la
frase, fent veure que es trobava en el moment del crim.
• Utilitzant l’Audacity, cada alumne ha seleccionat de la seva
gravació la lletra “A” de la paraula “Ara”:
A – ra pa – ga – ràs pel q’has
fet !
• De l’espectre de freqüències, ha apuntat tres dades: la
freqüència fonamental, el primer formant i el segon
formant.
1r Formant
2n FormantFreq. fonam.
• En alguns casos on l’espectre no era clar s’ha hagut d’utilitzar el
programa Praat, que té més precisió:
Mitjana 1r Formant
• S’han juntat les dades de tots els alumnes i s’han calculat les
distàncies dels punts de tots els alumnes a l’assassí, per
veure quin estava més a prop.
• S’han ordenat tots els alumnes de menys distància a més
distància, establint la hipòtesi d’un possible assassí.
• Finalment, s’ha comprovat el resultat escoltant la seva veu,
per veure si ho havíem endevinat.
3. Resultats
• Els sospitosos que han quedat descartats són els que estan
més llunyans a la línia vermella (assassí), és a dir, els punts
que estan encerclats de color vermell. La majoria són nois
(que tenen una veu més greu).
3.1. Anàlisi de la freqüència fonamental
• En aquest cas també hem descartat els sospitosos que
quedaven més allunyats de l’assassí.
3.2. Anàlisi del primer formant
3.3. Anàlisi del segon formant
• Finalment, les persones que no han estat descartades són:
• Marta Vidal
• Júlia Medvedyeva
• Aïda Moyà
• Oriol Borjabad
3.4. Anàlisi numèrica
• Per estudiar les tres variables a la vegada, s’han utilitzat
les tres variables de cada sospitós com si fossin les
coordenades d’un punt en tres dimensions, i s’ha calculat la
distància que té cadascú a l’assassí.
• Finalment, s’han ordenat els sospitosos de menys distància
a més, obtenint el següent:
SospitósFreq.
Fonam.(coord. x)
1r Formant(coord. y)
2n Formant(coord. z)
Distàncies a l'assassí
Aïda Moyà 225 925 1613 33,30Oriol Borjabad 215 964 1616 69,20
Júlia Medvedyeva 209 920 1480 113,07
Marta Vidal 253 1031 1597 132,76Ferran Vendrell 113 848 1531 138,87Adrià Termens 213 1047 1644 156,29Sergi Molina 132 976 1490 157,00
Ferran Lozano 216 1058 1489 187,01
Alba Vidal 201 991 1761 194,98
Maria Salvadó 180 962 1771 196,70Roger Quirós 163 721 1422 254,40
Cristina Belivan 195 934 1326 267,97Pol Roselló 145 803 1352 270,13
Gemma Miquel 257 1023 1342 278,01Jaume D. 144 956 1300 306,62
Ariadna Martí 225 1167 1420 315,69Josep M Sans 158 1075 1278 363,84
Mitjana 190,82 964,76 1496,00 202,11
Desv. Std. 42,22 106,34 153,74 91,78
3.5. Comparació amb l’oïda humana
• Per acabar l’estudi s’ha escoltat la veu de l’assassí, i tots els
alumnes han identificat sense problemes l’alume Oriol
Borjabad, el segon de la llista anterior.
• Això ens indica que l’oïda humana continua sent més
precisa a l’hora d’identificar les veus
4. Conclusions
• Les tres variables escollides (freqüència fonamental, primer
formant i segon formant) poden ser útils en una primera
fase de descartament de sospitosos. No obstant, no es
poden utilitzar per identificar clarament una veu.
• Possibles motius d’error:
Mala qualitat del micròfon.
Mala qualitat dels espectres obtinguts.
Subjectivitat a l’hora de triar el primer i segon formants
Que l’assassí pugui falsejar la seva veu al gravar-la.
• Possibles ampliacions del treball:
Analitzar totes les vocals de la gravació, per obtenir
més dades.
Analitzar altres variables, com per exemple la
freqüència mitjana de tota la frase, i la seva desviació
estàndard.
• Per acabar, hem de concloure que sembla difícil que la
tecnologia sigui capaç de superar l’habilitat de l’oïda
humana per identificar una veu... o almenys, de moment.