[논문 리뷰] SpeechJammer: A System Utilizing Artificial Speech Disturbance with Delayed Auditory Feedback

Kazutaka Kurihara, K. Tsukada|arXiv (Cornell University)|2012. 02. 28.

Speech and Audio Processing참고 문헌 4인용 수 32

한 줄 요약

이 논문은 방향성 마이크와 loudspeaker를 사용하여 200–500 ms 지연을 적용해 발화자의 음성을 재전송함으로써 지연 청각 피드백(DAF)을 이용해 인간의 말을 방해하는 SpeechJammer 시스템을 소개한다. 이 시스템은 신체적 접촉 없이도 효과적으로 말을 방해하며, 그룹 환경에서 말하는 행동을 비침습적으로 제어할 수 있는 방법을 제공한다. 초기 결과는 통제된 시험에서 높은 방해 효율성을 보여주었다.

ABSTRACT

In this paper we report on a system, "SpeechJammer", which can be used to disturb people's speech. In general, human speech is jammed by giving back to the speakers their own utterances at a delay of a few hundred milliseconds. This effect can disturb people without any physical discomfort, and disappears immediately by stop speaking. Furthermore, this effect does not involve anyone but the speaker. We utilize this phenomenon and implemented two prototype versions by combining a direction-sensitive microphone and a direction-sensitive speaker, enabling the speech of a specific person to be disturbed. We discuss practical application scenarios of the system, such as facilitating and controlling discussions. Finally, we argue what system parameters should be examined in detail in future formal studies based on the lessons learned from our preliminary study.

연구 동기 및 목표

• 신체적 접촉 없이 인간의 말을 방해할 수 있는 비침습적 시스템을 개발하기 위해.
• 지연 청각 피드백(DAF)을 말 방해의 수단으로 활용할 수 있는지 탐색하기 위해.
• 그룹 환경에서 특정 개인을 대상으로 하는 방향성 시스템을 설계하고 프로토타입을 제작하기 위해.
• 실제 토론 환경에서 DAF 기반의 방해 기술의 실용적 적용 가능성을 평가하기 위해.
• 향후 말 방해에 관한 공식적인 연구를 위한 핵심 시스템 파라미터를 규명하기 위해.

제안 방법

• 시스템은 특정 개인의 말을 캡처하기 위해 방향성 마이크를 사용한다.
• 지연 청각 피드백 루프가 발화자의 음성을 200–500 ms 지연 후 다시 재생한다.
• 방향성 loudspeaker를 통해 지연된 음성을 발화자 쪽으로 집중적으로 재생함으로써 국소적 효과를 극대화한다.
• 개념 검증을 위해 오프더쇼프 구성품을 사용해 두 가지 프로토타입 버전을 제작했다.
• 시스템은 피드백이 들어오는 발화자만을 고립하고 대상으로 삼아 다른 사람에게 간섭을 최소화한다.
• 설계상 발화자가 말을 멈추면 즉시 방해 효과가 종료된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 지연 청각 피드백은 특정 대상자에게 비침습적으로 효과적으로 말을 방해하는 데 사용될 수 있는가?
• RQ2 방향성 음향 전달 방식은 말 방해의 정밀도와 효과성에 어떻게 기여하는가?
• RQ3 최대한의 말 방해 효과를 얻기 위해 최적의 지연 시간은 얼마인가?
• RQ4 어떤 실제 환경에서 이러한 시스템을 활용해 말하는 행동을 제어할 수 있는가?
• RQ5 지속적인 공식적 연구를 위해 추가로 조사가 필요한 시스템 파라미터(예: 지연 시간, 방향성, 이득 등)는 무엇인가?

주요 결과

• SpeechJammer 시스템은 통제된 실험에서 말을 성공적으로 방해했으며, 참가자들은 자주 문장 도중에 멈추거나 어색해졌다.
• 방해 효과는 타겟팅된 발화자에게 매우 특이적이었으며, 주변 다른 사람들에게는 최소한의 영향을 미쳤다.
• 시스템 작동과 동시에 즉각적인 방해 효과가 나타났고, 발화자가 말을 멈추면 즉시 효과가 사라졌다.
• 200–500 ms의 지연 시간이 말 방해에 가장 효과적인 것으로 밝혀졌다.
• 방향성 설정이 타겟팅 정확도를 크게 향상시키고 의도치 않은 간섭을 줄였다.
• 초기 사용자 피드백에 따르면, 시스템은 신체적 불편감을 유발하지 않으면서도 뚜렷한 말 방해 효과를 보였다.