C.S.I.: Investigant la veu d’un assassí

1. C.S.I.: Investigant la veu d’un assassí 3r d’ESO INS Joan Amigó i Callau Curs 2010-2011

2. 1. Introducció • 2. Metodologia • 3. Resultats • 4. Conclusions Índex

3. 1.Introducció

4. 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.

5. 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

6. 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)

7. c) Timbre: ve determinat per la suma d’ones de diferents freqüències. Un so pot tenir la mateixa freqüència, però un timbre diferent. So pur Suma de freqüències

8. 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.

9. Els tipus de freqüències es poden observar en un espectrograma: 1r Formant Freqüència fonamental 2n Formant

10. 2. Metodologia

11. 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. • A – ra pa – ga – ràs pel q’has fet ! • Utilitzant l’Audacity, cada alumne ha seleccionat de la seva gravació la lletra “A” de la paraula “Ara”:

12. De l’espectre de freqüències, ha apuntat tres dades: la freqüència fonamental, el primer formant i el segon formant. 1r Formant 2n Formant Freq. fonam.

13. En alguns casos on l’espectre no era clar s’ha hagut d’utilitzar el programa Praat, que té més precisió: Mitjana 1r Formant

14. 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.

15. 3. Resultats

16. 3.1. Anàlisi de la freqüència fonamental • 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).

17. 3.2. Anàlisi del primer formant • En aquest cas també hem descartat els sospitosos que quedaven més allunyats de l’assassí.

18. 3.3. Anàlisi del segon formant • Finalment, les persones que no han estat descartades són: • Marta Vidal • Júlia Medvedyeva • Aïda Moyà • Oriol Borjabad

19. 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:

21. 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

22. 4. Conclusions

23. 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.

24. 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.