Automatic Classification of the Spanish Fricatives [] and [s]

A simple threshold-based method is described which permits automatic distinction between the Spanish fricatives [] and [s] in the initial position by means of a measurement of energy and a rough determination of the spectral composition as the zero-crossing rate. All signal analysis (including word endpoint and fricative detection; is carried out automatically. The system was tested using a scries of words containing all the [, s]-vowel combinations possible in normal Spanish, thus allowing for possible effects of fricative-vowel coarticulation. To study sex-related differences. 10 men and 10 women were used as speakers. Both sex and fricative-vowel coarticulation affected correct classification rale. The overall correct classification rate was 93.59%(94% for men and 92% for women). A classification procedure using a discriminant function obtained assuming Gaussian statistics achieved almost identical results.

Zusammenfassung

Es wird eine einfache Schwellenmethode beschrieben, die eine automatische Unterscheidung zwischen den spanischen Frikativen [] und [s] in Anfangsstellung mittels einer Energiemessung und einer groben Bestimmung der spektralen Zusammensetzung wie der Nulldurchgangsrate ermöglicht. Die ganze Signalanalyse (einschließlich der Detektion der Wortenden und der Frikative) wird automatisch ausgeführt. Das System wurde mit einer Reihe von Worten getestet, die alle im Spanischen möglichen [, s]-Vokalkombinationen enthalten, wodurch mögliche Auswirkungen, Koartikulation von Frikativen und Vokalen berücksichtigt werden können. Zur Untersuchung geschlechtsbezogener Unterschiede wurden 10 Männer und 10 Frauen als Sprecher herangezogen. Sowohl das Geschlecht als auch die Koartikulation von Frikativen und Vokalen beeinflußten die korrekte Klassifikationsrate. Diese betrug insgesamt 93,5% (94% für Männer und 92% für Frauen). Ein Klassifikationsverfahren unter Benutzung einer Diskriminanten-Funktion unter Annahme einer Gauss-Statistik lieferte fast die gleichen Ergebnisse.

Sommaire

On decrit une méthode simple de seuil qui permet la distinction automatique des fricatives [] et [s] de l'espagnol, lorsqu'elles sont en position initiale, au moyen d'une mesure de leur énergie et d'une estimation de leur composition spectrale à partir du taux de passage à zéro. Toute l'analyse du signal (y compris la détection de fin de mot et de la fricative) se fait automatiquement. Le systeme a é été testé sur une série de mots contenant toutes les combinaisons [, s]-voyelle possibles de l'espagnol courant, ce qui permet de faire apparaitre d'éventuels effets de coarticulation fricative-voyelle. Pour etudier les differences liees au sexe, nous avons utilisé 10 hommes et 10 femmes comme locuteurs. Le taux de classification correcte est influencé à la fois par les variables sexe et coarticulation fricative-voyelle. Globalement, ce taux était de 93,5% (94% pour les hommes, 92% pour les femmes). On obtient à peu prés les mêmes résultats de classification en utilisant une fonction discriminante basée sur une hypothèse de distribution gaussienne.