O crescente interesse pela caracterização de parâmetros acústicos marinhos esbarra nos poucos dispositivos eletrônicos que permitem capturar, armazenar, processar e difundir dados. Os equipamentos atuais que possibilitam obter dados referentes à vida marinha e permitem estudar as influências humanas sobre ela possuem alto custo e funcionam de forma isolada, ou seja, normalmente não há comunicação com outros dispositivos, o que dificulta a monitorização de eventos em tempo real. Sendo assim, neste trabalho são revisadas as características necessárias para estabelecer uma rede de sensores sem fio (RSSF) de alta confiabilidade, utilizando-se o conceito de Internet das Coisas (IoT). São comparados os protocolos MQTT-SN e CoAP com ferramentas de simulação e implementada uma rede de sensoriamento acústico aquático constituída de três nós sensores autônomos e um gateway usando o protocolo 6LowPAN. Também é implementada a tradução para o protocolo IPV4 no gateway, de modo que o funcionamento da rede de sensores pode ser monitorada num servidor remoto na Internet em tempo real. O desempenho da rede é avaliado com relação à autonomia energética, capacidade de memória, alcance e confiabilidade na entrega dos dados. As unidades autônomas desenvolvidas podem operar ininterruptamente, com uso de baterias, por aproximadamente 125 horas com memória de gravação de 48GB e alcance de 100m aproximadamente. Por fim, é implementado o pré-processamento dos dados sonoros visando a detecção de eventos acústicos aquáticos. / The increasing interest in the characterization of marine acoustic parameters needs electronic devices that allow capture, store, process, and diffuse data. Current equipment that provides data about the marine life and allow the study of human influences on it have high cost and work isolated, that is, without communication with other devices, which makes it difficult to monitor events in real time. Therefore, this work revises the necessary features to establish a high reliability wireless sensor network (WSN) by applying the concept of Internet of Things (IoT). The protocols MQTT-SN and CoAP are compared with simulation tools and a network is implemented to sense acoustic signals, composed by three autonomous sensor nodes and a gateway using the protocol 6LowPAN. The translation for the IPV4 protocol in the gateway is also implemented, so the operation of the sensor network can be monitored by a remote server on the Internet in real time. The performance of the network is evaluated in relation to power autonomy, memory capacity, reach and reliability. The autonomous sensor nodes can operate uninterrupted, with use of batteries, for approximately 125 hours with 48GB storage for recording and approximately 100m range. Finally, data pre-processing is implemented in order to detect aquatic acoustic events.

O crescente interesse pela caracterização de parâmetros acústicos marinhos esbarra nos poucos dispositivos eletrônicos que permitem capturar, armazenar, processar e difundir dados. Os equipamentos atuais que possibilitam obter dados referentes à vida marinha e permitem estudar as influências humanas sobre ela possuem alto custo e funcionam de forma isolada, ou seja, normalmente não há comunicação com outros dispositivos, o que dificulta a monitorização de eventos em tempo real. Sendo assim, neste trabalho são revisadas as características necessárias para estabelecer uma rede de sensores sem fio (RSSF) de alta confiabilidade, utilizando-se o conceito de Internet das Coisas (IoT). São comparados os protocolos MQTT-SN e CoAP com ferramentas de simulação e implementada uma rede de sensoriamento acústico aquático constituída de três nós sensores autônomos e um gateway usando o protocolo 6LowPAN. Também é implementada a tradução para o protocolo IPV4 no gateway, de modo que o funcionamento da rede de sensores pode ser monitorada num servidor remoto na Internet em tempo real. O desempenho da rede é avaliado com relação à autonomia energética, capacidade de memória, alcance e confiabilidade na entrega dos dados. As unidades autônomas desenvolvidas podem operar ininterruptamente, com uso de baterias, por aproximadamente 125 horas com memória de gravação de 48GB e alcance de 100m aproximadamente. Por fim, é implementado o pré-processamento dos dados sonoros visando a detecção de eventos acústicos aquáticos. / The increasing interest in the characterization of marine acoustic parameters needs electronic devices that allow capture, store, process, and diffuse data. Current equipment that provides data about the marine life and allow the study of human influences on it have high cost and work isolated, that is, without communication with other devices, which makes it difficult to monitor events in real time. Therefore, this work revises the necessary features to establish a high reliability wireless sensor network (WSN) by applying the concept of Internet of Things (IoT). The protocols MQTT-SN and CoAP are compared with simulation tools and a network is implemented to sense acoustic signals, composed by three autonomous sensor nodes and a gateway using the protocol 6LowPAN. The translation for the IPV4 protocol in the gateway is also implemented, so the operation of the sensor network can be monitored by a remote server on the Internet in real time. The performance of the network is evaluated in relation to power autonomy, memory capacity, reach and reliability. The autonomous sensor nodes can operate uninterrupted, with use of batteries, for approximately 125 hours with 48GB storage for recording and approximately 100m range. Finally, data pre-processing is implemented in order to detect aquatic acoustic events.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The acoustic inadequacy in an environment for teaching and study of music can trigger problems in the process of learning music, because the music content or the speech itself, can be modified, creating possibilities of erroneous adaptations to inadequate conditions. Because of this, there is concern with the implementation of Law nº. 11 769/2008 that amends Law no. 9.394/1996 - Law of Guidelines and Bases of Education (LDB), which inserts the teaching of music in primary education on a mandatory way, but not exclusive in the school curriculum. This study aims to contribute to the integration of music in schools so that it can be done correctly, providing to the public school the opportunity to experience this learning. Therefore, it aims to propose recommendations for the adaptation of the existing rooms events, lectures and musical activities in the schools of the state. It was used as a sample, five different types of rooms existing in the state of basic education in Santa Maria - RS which are characterized by architectural forms and construction set in the '70s, '80s and '90s. We collected information on dimensions, geometry and materials, having as goal, to evaluate the acoustics of the rooms. We evaluated the acoustic characteristics of the room, with and without furniture, using measures to determine the impulse response of the acoustic parameters (ISO 3382/2009), of verify the acoustic quality (clarity of musical sounds) and the speech intelligibility. These acoustic parameters are the Reverberation Time, Decay Time Initial, Clarity, Definition and Speech Transmission Index. The evaluation results showed the reverberation times and acoustic parameters of the rooms to be unsuitable for music. There was a determination, through trials in reverberation room (ISO 354/2003),of the sound absorption of classes, chairs, backpacks and other common objects in classrooms. This a showed that the furniture has great influence on the behavior of absorption of the room, changing the experimental results when performed with the furnished room. But does not mean to be a solution to the acoustics conditions of the rooms studied, but rather a guide to possible modifications of the rooms, materials and furnishings. Thus, recommendations were proposed to the adaptation of the rooms now used for events, lectures and musical activities in the schools of the state, fulfilling the proposed objective. / A inadequação acústica em um ambiente destinado ao ensino e estudo da música pode desencadear problemas no processo de aprendizagem, pois os conteúdos musicais ou a própria fala, podem ser modificados, criando possibilidades de adaptações errôneas às condições existentes. Por isso a preocupação com a implementação da Lei nº. 11.769/ 2008, que altera a Lei nº. 9.394/1996 - Lei de Diretrizes e Bases da Educação (LDB), que insere o ensino de música na educação básica de forma obrigatória, mas não exclusiva nos currículos escolares. Este estudo pretende contribuir para que a inserção da música nas escolas seja feita de forma correta, propiciando ao público escolar a oportunidade de vivenciar esse aprendizado. Para isto, objetiva propor recomendações para a adaptação das salas já existentes e utilizadas para eventos, palestras e atividades musicais nas escolas da rede estadual. Foram utilizadas como amostra, as cinco diferentes tipologias de salas já existentes na rede estadual de educação básica de Santa Maria RS que se caracterizam por formas arquitetônicas e construtivas definidas nas décadas de 70, 80 e 90. Foram coletadas informações sobre dimensões, geometria e materiais, objetivando avaliar as condições acústicas das salas. Avaliaram-se as características acústicas das salas, com e sem mobília, utilizando-se medidas da resposta impulso para determinação de parâmetros acústicos (ISO 3382/2009), para verificar a qualidade acústica (clareza dos sons musicais) e a inteligibilidade da fala. Esses parâmetros acústicos são o Tempo de Reverberação, Tempo de Decaimento Inicial, Clareza, Definição e Índice de Transmissão da Fala. Os resultados da avaliação mostraram tempos de reverberação e parâmetros acústicos das salas inadequados para a música. Houve a determinação, através de ensaios em câmara reverberante (ISO 354/ 2003), da absorção sonora de classes, cadeiras, mochilas e outros objetos comuns em salas de aula. Também mostraram que o mobiliário tem grande influência no comportamento da absorção da sala, alterando os resultados experimentais quando realizados com a sala mobiliada. Porém não significa ser uma solução para as condições acústicas das salas estudadas, mas sim uma orientação para possíveis modificações das salas, seus materiais e mobília. Sendo assim, foram propostas recomendações para a adaptação das salas já utilizadas para eventos, palestras e atividades musicais nas escolas da rede estadual, cumprindo com o objetivo proposto.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:53:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 2055398 bytes, checksum: 43197d6b75577729437f7dba59775cde (MD5) Previous issue date: 2012-08-03 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Researchs in the area of environmental comfort conducted in schools reported that, considering the thermophysical variables, the acoustic variable is more important than the other variables, especially in relation to thermal, luminous and indoor air quality variables, since this is the variable that is directly tied to speech intelligibility, with impacts on the performance of teachers and students. However, the sound pressure level of speech, the reverberation of the room and the background noise are factors that can affect the speech intelligibility in classrooms. Thus, from the guidelines of Brazilian and international standards, we evaluated the acoustic conditions of 119 classrooms of municipal schools in the city of Joao Pessoa, Brazil. Through the construction of a beta regression model, it was verified how much the acoustic parameters of these rooms can affect the speech intelligibility of teachers. It was found that the level from external sources to classrooms, background noise, reverberation time and the speech intelligibility index is not within the reference values established in those standards. The mathematical modeling showed a high consistency, with a value of 0,9956 for the pseudo R2 and the variable "Reverberation Time" (p-value = 2 . 10-16) was the most representative, odds ratio= 0,228126, demonstrating that this variable affects the quality of intelligibility at around 77,18%. / Estudos na área de conforto ambiental realizados em estabelecimentos de ensino registraram que, considerando as variáveis termofísicas, a variável acústica possui uma importância superior às outras variáveis, nomeadamente em relação às variáveis térmica, luminínica e da qualidade do ar interior, uma vez que esta é a variável que está diretamente vinculada à inteligibilidade da fala com repercussões no desempenho de professores e alunos. Contudo, o nível de pressão sonora da fala, a reverberação da sala e o ruído de fundo são fatores que podem interferir na inteligibilidade da fala em salas de aula. Assim, a partir das diretrizes de normas brasileiras e internacionais, foram avaliadas as condições acústicas de 119 salas de aulas das Escolas Municipais, na cidade de João Pessoa, no Brasil. Através da construção de um modelo de regressão beta, verificou-se em que medida os parâmetros acústicos destas salas interferem na inteligibilidade da fala dos professores. Constatou-se que o nível de ruído advindo de fontes externas às salas de aula, ruído de fundo, tempo de reverberação e o Índice de Inteligibilidade da fala não se encontram dentro dos valores de referência estabelecidos nas normas aplicáveis. A modelagem matemática apresentou uma elevada consistência, com um valor de 0,9956 para o pseudo R2 e a variável Tempo de Reverberação (p-value = 2 . 10-16) foi a mais representativa; odds ratio= 0,228126, demonstrando que esta variável afeta a qualidade da inteligibilidade no em torno de 77,18%.

O objetivo deste trabalho foi comparar as características espectrais de sons vocálicos quando pronunciada de maneira oral e nasal. A vogal escolhida é o /a/ sustentado por oferecer menor carga acústica para o sistema glotal. A avaliação qualitativa das diferenças entre estas vogais foi analisada através do espectro vocálico. A quantificação das diferenças foi efetuada através de parâmetros acústicos da voz – nominalmente a suavidade espectral. Os resultados encontrados demostraram que o espectro vocálico é um determinador de nasalidade eficiente por apresentar vales em freqüências características. Uma futura quantificação destes vales certamente auxiliará os especialistas da área de voz a avaliar a nasalidade contida na voz / In this work oral and nasal voices are compared through their spectral characteristics. The chosen vowel is the sustained /a/ due to its lower acoustic load to the glottal system. The differences between both vowels have been qualitatively evaluated through their spectral. These differences were quantified by the acoustic parameter of the voice – namely the spectral flatness. Results show that the vowel spectrum is very effective determine nasality in the voice due to the valley that happens in the spectrum. A quantification of this valley will certainly help voice specialists to evaluate nasality in the voice

O objetivo deste trabalho foi comparar as características espectrais de sons vocálicos quando pronunciada de maneira oral e nasal. A vogal escolhida é o /a/ sustentado por oferecer menor carga acústica para o sistema glotal. A avaliação qualitativa das diferenças entre estas vogais foi analisada através do espectro vocálico. A quantificação das diferenças foi efetuada através de parâmetros acústicos da voz – nominalmente a suavidade espectral. Os resultados encontrados demostraram que o espectro vocálico é um determinador de nasalidade eficiente por apresentar vales em freqüências características. Uma futura quantificação destes vales certamente auxiliará os especialistas da área de voz a avaliar a nasalidade contida na voz / In this work oral and nasal voices are compared through their spectral characteristics. The chosen vowel is the sustained /a/ due to its lower acoustic load to the glottal system. The differences between both vowels have been qualitatively evaluated through their spectral. These differences were quantified by the acoustic parameter of the voice – namely the spectral flatness. Results show that the vowel spectrum is very effective determine nasality in the voice due to the valley that happens in the spectrum. A quantification of this valley will certainly help voice specialists to evaluate nasality in the voice

Esta pesquisa estuda a evolução temporal dos parâmetros de propagação acústica de uma mistura de líquidos imiscíveis considerada como emulsão instável durante o processo de separação de suas fases. O principal objetivo neste trabalho é estudar o comportamento não linear de materiais que variam sua não homogeneidade quando são submetidos a um campo acústico. O estudo é baseado na teoria de análise espectral de ecos de ultra-som para entender o processo físico de interação da onda - emulsão. A emulsão bifásica que tem sido analisada neste estudo é composta principlamente por um óleo mineral A e um óleo vegetal B. A metodologia é baseada na análise tempo freqüência de ecos e sinais de backscattering de ultra-som com uma freqüência central de 5 MHz e uma largura de banda de 8 MHz @ - 3dB. A velocidade média de propagação acústica para a mistura liquida foi estimada em 1354 m/s. O coeficiente de atenuação foi calculado para cada fase separada e se obtiveram os seguintes resultados: 0.82 dB/cm - MHz para o óleo A e 0.59 dB/cm - MHz para o óleo B. O parâmetro B/A avaliado para cada fase separada foi de: 8.43 para óleo A e 10.74 para o óleo B. A variação dos parâmetros acústicos descreveram a evolução da emulsão no tempo mediante o decremento das curvas de atenuação, B/A e IBC. A velocidade de propagação não forneceu informações relevantes a respeito do processo de separação das fases, devido a sua variação mínima. A percentagem média de variação dos parâmetros acústicos durante o processo dinâmico de separação das fases da emulsão foi de 1.39% para a velocidade de propagação, 46.9 para B e 51% para B/A. Espera-se que o estudo possa ser extrapolado para o melhor entendimento da interação de ondas de ultra-som em meios não homogêneos e variantes no tempo. / This research studies the time evolution of acoustic propagation parameters of a mixture of inmiscible liquids considerated as unstable emulsion during the separation process into its original phases. The main aspect of this work is to deal with the behavior of nonlinear, nonhomogeneous and time-varying media when they are submitted in an acoustic field. The study is based on spectral analysis theory of ultrasound-backscattered echoes for understanding of physical process of the wave-emulsion interaction. The biphasic emulsion, which has been analyzed during this study, is composed by a mineral oil (phase A) and vegetable oil (phase B). The methodology was based on time-frequency analysis of backscattered broadband ultrasound echo at center frequency of 5 MHz and bandwidth of 8 MHz @ -3dB using an ultrasound system in pulse-echo mode. The mean acoustic propagation velocity for the mixture liquid was estimated in 1354 m/s. The attenuation coefficients were calculated for each separated phase resulting in 0.82 dB/cm-MHz to phase A and 0.59 dB/cm-MHz to phase B. The B/A parameter have been evaluated resulting in 8.43 (phase A) and 10.74 (phase B). The acoustic parameters variation allowed identified different emulsification state inside emulsion. The time evolution for the emulsion was described throught the decrease of attenuation, B/A and IBC. The acoustic propagation velocity don\'t provide relevant information about the phases separation process, because it showed a minimal variation. The mean percentage variation for the time evolution of the acoustic parameters was 1.39% to the acoustic propagation velocity, 46.9% to B and 51% to B/A. We hope that observations can be extrapolated aiming a better understanding of ultrasonic waves interaction in non-homogeneous time-varying medium.

No description available.

L’âge moyen de la population française et européenne augmente, cette constatation apporte de nouveaux enjeux techniques et sociétaux, les personnes âgées étant les personnes les plus fragiles et les plus vulnérables, notamment du point de vue des accidents domestiques et en particulier des chutes. C’est pourquoi de nombreux projets d’aide aux personnes âgées : techniques, universitaires et commerciaux ont vu le jour ces dernières années. Ce travail de thèse a été effectué sous convention Cifre, conjointement entre l’entreprise KRG Corporate et le laboratoire BMBI (Biomécanique et Bio-ingénierie) de l’UTC (Université de technologie de Compiègne). Elle a pour objet de proposer un capteur de reconnaissance de sons et des activités de la vie courante, dans le but d’étoffer et d’améliorer le système de télé-assistance déjà commercialisé par la société. Plusieurs méthodes de reconnaissance de parole ou de reconnaissance du locuteur ont déjà été éprouvées dans le domaine de la reconnaissance de sons, entre autres les techniques : GMM (Modèle de mélange gaussien–Gaussian Mixture Model), SVM-GSL (Machine à vecteurs de support, GMM-super-vecteur à noyau linéaire – Support vector machine GMM Supervector Linear kernel) et HMM (Modèle de Markov caché – Hidden Markov Model). De la même manière, nous nous sommes proposés d’utiliser les i-vecteurs pour la reconnaissance de sons. Les i-vecteurs sont utilisés notamment en reconnaissance de locuteur, et ont révolutionné ce domaine récemment. Puis nous avons élargi notre spectre, et utilisé l’apprentissage profond (Deep Learning) qui donne actuellement de très bon résultats en classification tous domaines confondus. Nous les avons tout d’abord utilisés en renfort des i-vecteurs, puis nous les avons utilisés comme système de classification exclusif. Les méthodes précédemment évoquées ont également été testées en conditions bruités puis réelles. Ces différentes expérimentations nous ont permis d’obtenir des taux de reconnaissance très satisfaisants, les réseaux de neurones en renfort des i-vecteurs et les réseaux de neurones seuls étant les systèmes ayant la meilleure précision, avec une amélioration très significative par rapport aux différents systèmes issus de la reconnaissance de parole et de locuteur. / The average age of the French and European population is increasing; this observation brings new technical and societal challenges. Older people are the most fragile and vulnerable, especially in terms of domestic accidents and specifically falls. This is why many elderly people care projects : technical, academic and commercial have seen the light of day in recent years. This thesis work wasc arried out under Cifre agreement, jointly between the company KRG Corporate and the BMBI laboratory (Biomechanics and Bioengineering) of the UTC (Université of Technologie of Compiègne). Its purpose is to offer a sensor for sound recognition and everyday activities, with the aim of expanding and improving the tele-assistance system already marketed by the company. Several speech recognition or speaker recognition methods have already been proven in the field of sound recognition, including GMM (Modèle de mélange gaussien – Gaussian Mixture Model), SVM-GSL (Machine à vecteurs de support, GMM-super-vecteur à noyau linéaire – Support vector machine GMM Supervector Linear kernel) and HMM (Modèle de Markov caché – Hidden Markov Model). In the same way, we proposed to use i-vectors for sound recognition. I-Vectors are used in particular in speaker recognition, and have revolutionized this field recently. Then we broadened our spectrum, and used Deep Learning, which currently gives very good results in classification across all domains. We first used them to reinforce the i-vectors, then we used them as our exclusive classification system. The methods mentioned above were also tested under noisy and then real conditions. These different experiments gaves us very satisfactory recognition rates, with neural networks as reinforcement for i-vectors and neural networks alone being the most accurate systems, with a very significant improvement compared to the various speech and speaker recognition systems.

Barnriktat tal (BRT) är ett speciellt sätt för vuxna att tala till barn som bland annat kännetecknas av att vissa känslolägen och intentioner ofta uttrycks starkare än i vuxenriktat tal (VRT). Denna studie undersökte subjektivt bedömda känslolägen och intentioner i BRT och hur de korrelerar med fonetiska aspekter. Män och kvinnor bedömde känslolägen i BRT som bestod av 25 sekunder långa yttranden av mammor och pappor som talade till sina barn i åldrarna 3, 6, 9 och 12 månader. Yttrandena av mammorna var både på svenska och australiensisk engelska, medan de av papporna endast var på svenska. De känslolägen och intentioner som bedömdes var positivt/negativt känsloläge, uttrycka kärleksfullhet, trösta/lugna, uppmuntra uppmärksamhet och styra beteende. De fonetiska aspekterna som korrelerades med bedömningarna var medelvärde av grundtonsfrekvensen, grundtonsfrekvensens omfång och medelvärden av den första och andra formanten. Hur yttrandena bedömdes på den positiva/negativa skalan jämfördes även med bedömningar av samma yttranden fast lågpassfiltrerade (till 400 Hz) som användes i en annan studie. Bedömningarna av positivt/negativt känsloläge jämfördes också mellan yttrandena av de två könen och på de två språken. Resultatet visade att bedömningarna inte skiljde sig signifikant. Korrelationen av bedömda känslolägen och intentioner, och fonetiska aspekter indikerar att det främst är grundtonsfrekvensens höjd som har betydelse för hur högt de olika känslolägena och intentionerna bedöms, men även till viss del grundtonsfrekvensens omfång. Den första formanten korrelerade inte med några känslolägen eller intentioner, men den andra formanten korrelerade med uttrycka kärleksfullhet. Bedömningarna av de australiensisk-engelska yttrandena och de svenska skiljer sig inte signifikant trots skillnader gällande de fonetiska aspektera, och detsamma gäller bedömningar av mammornas och pappornas yttranden. Resultaten tillsammans indikerar att främst höjden av f0-medel och omfångets bredd är relevanta för uppfattade känslolägen. / This study examined the subjectively rated affects in infant directed speech and their correlations with acoustic parameters. Men and women rated affects in 25 second utterances of infant directed speech by mothers and fathers speaking to their infants aged 3, 6, 9 and 12 months. The mothers' utterances were in both Swedish and Australian English, while the fathers' utterances were only in Swedish. The affects that were rated were positive/negative affect, express affection, soothe/calm, encourage attention and direct behaviour. The acoustic parameters that were correlated with the ratings were mean fundamental frequency, range of fundamental frequency and means of the first and the second formant. How the utterances were rated on the positive/negative scale were compared with ratings of the same utterances but low-pass filtered (to 400 Hz), which were used in a different study. The ratings of positive/negative affect were also compared between the utterances of the two genders and the two languages. The result was that the ratings did not differ significantly between the filtered and unfiltered utterances. The correlation of rated affects and acoustic parameters indicate that most affects are rated higher when the fundamental frequency is higher, and the range of the fundamental frequency also appears to have some bearing on the ratings. The first formant did not correlate with any affects, but the second formant correlated with express affection. The ratings of the Australian English and the Swedish utterances did not differ significantly, nor did the ratings by mothers and fathers. Together the results indicate that mainly the height of the fundamental frequency and the width of the range are relevant regarding which affects are perceived.