I nte rna t io na l   J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   8 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 8 ,   p p .   3 7 2 ~3 7 8   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v8 i 1 . p p 3 7 2 - 3 7 8          372       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e . co m/ jo u r n a ls /in d ex . p h p / I JE C E   Dev elo p m e nt  o f   Q ura nic  Reci ter  I dentif i ca tion Sy st e m     using  MFCC  and  G M M  Clas sifier       T eddy   Su ry a   G un a w a n 1 Nur  At ik a h M uh a m a t   Sa leh 2 ,   M ir a   K a rt i w i 3   1 ,2 De p a rtm e n o f   El e c tri c a a n d   Co m p u ter E n g in e e rin g ,   I n tern a ti o n a Isla m ic Un iv e rsit y   M a la y sia ,   M a la y sia   3 De p a rtme n o f   In f o rm a ti o n   S y ste m s,  In tern a ti o n a Isla m ic Un iv e rs it y   M a la y sia ,   M a la y sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Oct  2 ,   2 0 1 7   R ev i s ed   Dec   2 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   Dec   1 6 ,   2 0 1 7     No w a d a y s,  th e re   a re   m a n y   b e a u ti f u re c it a ti o n   o f   A l - Qu ra n   a v a il a b le.  Qu ra n ic  re c it a ti o n   h a it o w n   c h a ra c teristics ,   a n d   th e   p r o b lem   to   i d e n ti f y   th e   re c it e is  si m il a to   th e   sp e a k e re c o g n it io n /i d e n ti f ica ti o n   p r o b lem .   T h e   o b jec ti v e   o f   th is  p a p e is  to   d e v e l o p   Qu ra n   re c it e id e n ti f ica ti o n   sy ste m   u sin g   M e l - f re q u e n c y   Ce p stra Co e ff ici e n (M F CC)  a n d   G a u ss ian   M ix t u re   M o d e l   (G M M ).   In   t h is  p a p e r,   a   d a ta b a se   o f   f iv e   Qu ra n ic  re c it e rs  is  d e v e lo p e d   a n d   u se d   in   train in g   a n d   tes ti n g   p h a se s.  We  c a r e f u ll y   r a n d o m ize d   th e   d a tab a se   f ro m   v a rio u s su ra h   in   th e   Qu ra n   s o   th a th e   p r o p o se d   sy st e m   w il n o p ro n e   to   th e   re c it e d   v e r se b u o n ly   to   th e   re c it e r.   A ro u n d   1 5   Qu ra n ic  a u d i o   sa m p les   f ro m   5   re c it e rs  w e r e   c o ll e c ted   a n d   ra n d o m ize d ,   in   w h ich   1 0   sa m p les   w e r e   u se d   f o train in g   th e   G M M   a n d   5   sa m p les   we re   u se d   f o tes ti n g .   Re su lt sh o w e d   th a o u p ro p o se d   sy ste m   h a 1 0 0 %   re c o g n it io n   ra te  f o th e   f iv e   re c it e rs  tes ted .   Ev e n   w h e n   tes t e d   w it h   u n k n o w n   sa m p les ,   th e   p ro p o se d   s y ste m   is  a b le t o   re jec it .   K ey w o r d :   GM M   MFC C   Qu r an ic  r ec itat io n     Sp ea k er   id en ti f icatio n   Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   T ed d y   S u r y G u n a w an ,     Dep ar t m en t o f   E lectr ical  an d   C o m p u ter   E n g in ee r i n g ,   I n ter n atio n al  I s la m ic  U n iv er s it y   Ma la y s ia,   J alan   Go m b ak ,   5 3 1 0 0   Ku ala  L u m p u r ,   Ma la y s ia .   E m ail:  t s g u n a w an @ i iu m . ed u . m y       1.   I NT RO D UCT I O N   Al - Q u r an   i s   th h o l y   b o o k   o f   Mu s l i m s   w h ich   i s   w r i tten   an d   r ec ited   in   A r ab ic   lan g u a g e.   I n ter esti n g l y ,   A l - Qu r a n   is   th e   m o s t   p o p u lar   an d   m o s t r ec ited   b o o k   o f   all  ti m [1 ] [ 2] .   Mu s li m   s h o u ld   tr y   th eir   b est  to   av o id   m i s tak e s   in   r ec itin g   th Q u r an ,   s u ch   as  r ec itin g   r u les  ( ta jw id ) ,   m i s s i n g   w o r d s ,   v er s es,   m is r ea d i n g   v o w el   p r o n o u n c i atio n s ,   p u n ct u atio n s ,   a n d   ac c en ts   [ 3 ] .   R ec itatio n   s h o u ld   f o llo w   t h r u les   o f   p r o n o u n ciatio n ,   in to n atio n ,   a n d   ca es u r as  e s tab lis h ed   b y   t h th I s la m ic  p r o p h et  Mu h a m m ad   ( P B UH) .   T h r u les  an d   g u id an ce   to   r ea d   Qu r an   is   p r o p ag ated   f r o m   th p r o p h et  Mu h a m m ad   u n til  th Qu r a n ic  r ec iter   th r o u g h   v er if ied   c h ai n   o f   tr an s m i s s io n   ( s a n a d ) .   Ma n y   n o n - A r ab ic  p eo p le  s tu d ied   a n d   l ea r n A l - Q u r an   b y   lis te n in g   to   th w ell  k n o w n   Qu r an ic  r ec iter s   ( q a r i ) .   Alth o u g h   e ac h   r ec iter   r ec ited   th s a m Qu r a n ic  v er s es,   b u it  h a s   d if f er e n ce s   d u to   th eir   u n iq u v o ice  a n d   ch ar ac ter is tics .   T o   id en tify   t h Q u r an ic  r ec iter ,   t h p r o b lem   is   s i m ilar   to   th s p ea k er   r ec o g n itio n   [ 4 ] .   T y p ical  s p ea k er   r ec o g n it io n   s y s te m   i n cl u d es  p r e - p r o ce s s i n g ,   f ea tu r e x tr ac tio n ,   a n d   cla s s i f icatio n   [ 5 ] .   Ma n y   f ea tu r e s   an d   c lass if ier s   h a v b ee n   u s ed   in   th e   s p e ak er   r ec o g n itio n   r e s ea r ch .   Au d io   f ea tu r es   s u ch   as   Mel - f r eq u en c y   C ep s tr al  C o e f f icien ts   [ 4 ] ,   [ 6] ,   lin ea r - f r eq u en c y   ce p s tr al   co ef f icie n ts   ( L F C C ) ,   a n d   li n ea r   p r ed ictiv co ef f icien ts   ( L P C ) .   L F C C   is   s i m ilar   to   MF C C   ex c ep t th at  t h eir   f r eq u en c ies i s   n o w ar p ed   b y   n o n - lin ea r   f r eq u e n c y   s ca le  an d   it  h as  b ee n   f o u n d   th at  L FC C   p er f o r m ed   b etter   th an   MF C C   i n   f e m ale  tr ials   [ 7 ] .   As s tated   b y   [ 8 ]   is   th m o s t c o m m o n l y   u s ed   f ea t u r es i n   s p ea k er   r ec o g n itio n .   Giv e n   s e o f   f ea t u r v ec to r s ,   ea ch   s p ea k er   m o d el  w ill  b b u ilt  s o   th a v ec to r   f r o m   th s a m s p ea k er   h a s   h i g h er   p r o b ab ilit y   co m p ar ed   to   an y   o t h er   m o d els.  Se v er al  clas s i f er s   h av e   b ee n   u s ed ,   s u c h   as  k - Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Dev elo p men t o f Q u r a n ic  R ec it er I d en tifi ca tio n   S ystem  u s in g   MFC C   a n d   GMM … .   ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   373   n ea r est  n ei g h b o r s ,   v ec to r   q u an tizatio n   [ 6 ] ,   h id d en   Ma r k o v   m o d el  ( HM M)   [ 9 ] ,   Gau s s i an   m i x tu r e   m o d el   ( GM M)   [ 1 0 ] ,   ar tif icial  n e u r al   n et w o r k   [ 4 ] ,   an d   d ee p   n eu r al   n et w o r k   ( DNN)   [ 1 1 ] .   Of   th e   v ar io u s   cla s s i f ier s   av ailab le,   in   t h i s   r esear ch   w s elec ted   GM as o u r   b aselin f o r   s p ea k er   r ec o g n it io n .   A lt h o u g h   m an y   r esear ch e s   h a v b ee n   co n d u c ted   o n   s p ea k er   r ec o g n itio n ,   b u v er y   li m ited   ar tar g eted   o n   th e   Qu r an ic  r ec iter   r ec o g n itio n .   R ec en r esear ch   co n d u cted   b y   [ 1 2 ]   s tated   th at  th Qu r a n ic  r ec itatio n   h a s   d if f er en t   ch ar ac ter is tic s   co m p ar ed   to   t h E n g lis h   s p o k en   la n g u a g e.   T h Qu r a n ic  r ec itat io n   is   p r ed o m i n a n tl y   v o iced   s p ee ch ,   i n   w h ic h   it  co u ld   p o ten tiall y   b e   ex p lo ited   to   b u il d   m o r e f f ic ien t   s p ea k er   m o d els.  T h er ef o r e,   th e   o b j ec tiv o f   th is   r eseac h   is   t o   d ev elo p   a   Qu r an ic  r ec itatio n   id en ti f icatio n   u s i n g   MFC C   an d   GM M,   an d   to   ev alu a te  its   p er f o r m an ce .   T h r est  o f   th p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo w s Sectio n   2   d e s cr ib es  th t y p ica l   co m p o n e n t s   i n   a   s p ea k er   r ec o g n i tio n   s y s te m .   Sectio n   3   ex p lain s   t h p r o p o s ed   Qu r an ic   r ec iter   id en ti f icatio n   s y s te m .   Sect io n   4   ev alu a tes   its   p er f o r m an ce   i n   ter m s   o f   r ec o g n itio n   r ate,   w h ile  S ec tio n   5   co n clu d es   th is   p ap er .       2.   SPEAK E RE CO G N I T I O N   T h f lo w   c h ar t o f   b asic   m o d el   f o r   r ec o g n itio n   s p ea k er   as   s h o w n   i n   Fig u r 1 .   F ir s t,  t h a u d io   s i g n al   is   g o in g   th r o u g h   th f r o n t - e n d   p r o ce s s in g ,   i n   w h ic h   th f ea t u r es  th at  co u ld   u n iq u el y   r ep r esen th s p ea k er   in f o r m atio n   ar ex tr ac ted .   T h s h o r t - ti m s p ec tr al  is   th m o s t - f r eq u e n tl y   u s ed   t y p e d   o f   f ea tu r es  [ 5 ] .   T h f r o n t - e n d   m a y   al s o   in cl u d p r e - p r o ce s s in g   m o d u les,  s u ch   as  v o ice  ac tiv it y   d etec tio n   to   r em o v s ile n ce   f r o m   t h in p u t,  o r   ch an n el  c o m p e n s at io n   m o d u le  to   n o r m a lize  th e f f ec t o f   th r ec o r d in g   ch an n el  [5 ] [ 1 3 ] .           Fig u r 1 .   T y p ical  Sp ea k er   R ec o g n itio n   S y s te m       C u r r en tl y ,   t h er ar m an y   m e th o d s   t h at  ca n   b u s ed   to   v er i f y   s p ea k er   id e n tit y   a n d   th m o s t w o   k n o w n   m et h o d s   ar lin ea r   p r ed ictiv co d in g   ( L P C )   a n d   Me l   f r eq u e n c y   ce p s tr u m   ( MFC C )   [4 ] [ 6] .   Ho w e v er ,   in   t h is   p ap er   MFC C   m et h o d s   is   ch o o s en   a s   th f ea t u r ex t r ac tio n   s in ce   t h s y s te m   g i v e   h ig h er   ac cu r a n c y .   MFC C   i s   t h e   m o s p o p u lar   m et h o d   d u e   to   it   i s   ea s y   to   m o d er ate  a n d   ca n   h an d le   m u ltip le   s p ea k er s   o r   m u ltip le  la n g u a g es.   A   v ec to r   o f   f ea t u r es  ac q u ir ed   f r o m   t h p r ev io u s   s tep   is   th en   co m p ar ed   ag ai n s   a   s et  o f   s p ea k e r   m o d el s .   T h id en tit y   o f   th test   s p ea k er   is   a s s o ciate d   w it h   th id e n tit y   o f   t h h i g h e s t   s co r in g   m o d el.   s p ea k er   m o d el  i s   s tati s tical  m o d el   th at   r ep r esen t s   s p ea k er - d ep en d en t i n f o r m a tio n ,   a n d   ca n   b u s ed   to   p r ed ict  n e w   d ata.   An y   m o d eli n g   tec h n iq u es  ca n   b u s ed ,   b u t h e   m o s t   p o p u lar   tech n iq u e s   ar e clu s ter in g ,   h id d en   Ma r k o v   m o d el,   ar tific ial  n e u r al  n et w o r k ,   an d   Gau s s ia n   m i x t u r m o d el  [4 ] [ 5 ] [ 14] .   I n   th i s   r esear ch ,   w u s ed   GM as  it  i s   o n o f   t h m o s ef f ec ti v tech n iq u es  i n   s p ea k er   r ec o g n itio n   [ 5 ] .   GM u s ed   est i m a tio n   m ax i m u m   lo g - l ik eli h o o d   alg o r ith m   to   f in d   t h p atter n   m atc h i n g   a n d   is   ab le  to   f o r m   s m o o th   ap p r o x im a tio n   f o r   ar b itra r ily   s h ap ed   d en s it ies.       3.   P RO P O SE Q URAN I RE CIT E I D E N T I F I CA T I O SYST E M   Fig u r 2   illu s tr ates  o u r   p o r p o s ed   s y s te m   f o r   Qu r a n ic  r ec ita tio n   id en ti f icatio n .   W u s ed   MFC C   f o r   f ea t u r ex tr ac tio n   a n d   GM f o r   class if ier   d u to   its   p o p u lar i t y   an d   e f f ec t iv e n es s   f o r   s p ea k er   r ec o g n itio n .     3 . 1 .   M el - F re q uency   Cepstr a l C o ef f icient s   ( M F CCs)   MFC C s   u s n o n - li n ea r   f r eq u en c y   s ca le,   i.e .   m e s ca le,   b ase d   o n   th a u d ito r y   p er ce p tio n .   A   me l   is   a   u n i o f   m ea s u r o f   p er ce i v ed   p i tch   o r   f r eq u e n c y   o f   to n e .   E q u atio n   ( 1 )   ca n   b u s ed   to   co n v er f r eq u en c y   s ca le  to   m el  s ca le.     700 1 ln 117 Hz m e l f f               ( 1 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 2     3 7 8   374   w h er m e l f is   t h f r eq u e n c y   in   m el s   an d   Hz f is   th n o r m al  f r eq u e n c y   i n   Hz.   MFC C s   ar o f te n   ca lc u l ated   u s i n g   f il ter   b an k   o f   M   f il ter s ,   i n   wh ich   ea ch   f ilter   h as  a   tr ian g u la r   s h ap a n d   is   s p ac ed   u n i f o r m l y   o n   t h m el  s ca le   as sh o w n   i n   E q u atio n   ( 2 ) .     1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 m f k m f k m f m f m f k m f m f k m f m f m f m f k m f k k H m         ( 2 )     w h er 1 , , 1 , 0 M m .   T h lo g - en er g y   m el  s p ec tr u m   i s   th e n   ca lc u lated   as  f o llo w s :     1 , , 1 , 0 ln 1 0 2 M m k H k X m S N k m         ( 3 )     w h er k X   is   t h d is cr ete  Fo u r ier   t r an s f o r m   ( DFT )   o f   s p ee ch   in p u n x .   A lt h o u g h   tr ad itio n al  ce p s tr u m   u s es  i n v er s d is cr ete  Fo u r ier   tr an s f o r m   ( I DFT ) ,   m el   f r eq u en c y   ce p s tr u m   is   n o r m all y   i m p le m en ted   u s in g   d is cr ete  co s i n tr an s f o r m   ( D C T )   s in ce   m S   is   ev e n   as  s h o w n   i n   Eq u atio n   ( 4 ) ,   as f o llo w s :     1 , , 1 , 0 2 1 c o s ˆ 1 0 M n M n m m S n x M m         ( 4 )     T y p icall y ,   t h n u m b er   o f   f ilte r s   M   r an g es  f r o m   2 0   to   4 0 ,   an d   th n u m b er   o f   k ep co ef f i ci en ts   i s   1 3 .   So m r esear ch   r ep o r ted   th at  th p er f o r m a n ce   o f   s p ee ch   r ec o g n itio n   an d   s p ea k er   id en ti f icatio n   s y s te m s   r ea ch ed   p ea k   w i th   3 2 - 3 5   f il ter s   [ 8 ] .           Fig u r 2 .   T h p r o p o s ed   Qu r an ic  r ec iter   id en tif icat io n   s y s te m       3 . 2 .   G a us s ia n M ix t ure  M o del ( G M M )   GM p r o v id es  p r o b ab ilis ti m o d el  o f   s p ea k er s   v o ice.   Gau s s ian   m i x t u r d is tr ib u tio n   is   a   w ei g h ted   s u m   o f   M   d en s ities :     M i i i x b p x p 1 |               ( 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Dev elo p men t o f Q u r a n ic  R ec it er I d en tifi ca tio n   S ystem  u s in g   MFC C   a n d   GMM … .   ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   375     w h er x   is   D - d i m en s io n al  v ec to r ,   x b i   is   t h i - th   co m p o n en d en s it y ,   an d   i p   is   th w ei g h o f   th i - th   co m p o n e n t.  T h m ix t u r w ei g h ts   s atis f y   1 1 M i i p .   E ac h   m i x tu r co m p o n en is   a   D - v ar iate   Gau s s ia n   d en s it y   f u n ctio n :     i i T i i i x x x b D 1 2 1 e x p 2 1 2 1 2         ( 6 )     w h er i   is   th e   m ea n   v ec to r ,   an d   i   is   t h co v ar ia n ce   m atr ix .   GM is   c h ar ac ter ized   b y   t h e   m ea n   v ec to r ,   co v ar ian ce   m atr ix ,   a n d   w ei g h t   f r o m   all  co m p o n e n t s .   So ,   w ca n   r ep r esen t it  i n   co m p ac t n o tatio n   as f o llo w s :     M i p i i i , , 2 , 1 , ,             ( 7 )     3 . 3 .   M a x i m u m   L i k el iho o d E s t i ma t io n   Giv e n   s et  o f   tr ai n i n g   s a m p le s   X ,   t h m o s p o p u lar   m et h o d   to   tr ain   a   GM i s   m a x i m u m   l ik eli h o o d   esti m atio n .   T h lik el ih o o d   o f   GM ca n   b d ef in ed   as:     T t t x p X p 1 | |               ( 8 )     Ma x i m u m   li k eli h o o d   p ar am et er s   ar n o r m all y   es ti m ated   u s in g   t h e x p ec tatio n   m a x i m iza tio n   ( E M)   alg o r ith m .   Am o n g   s et  o f   s p ea k er s   ch ar ac ter ized   b y   p ar a m eter s   n , , , 2 1 ,   GM s y s te m   m ak es  it   p r ed ictio n   b y   r etu r n in g   t h s p ea k er   th at  m a x i m izes  t h a   p o s teri o r i   p r o b ab ilit y   g i v e n   an   u tter an ce   X   as   f o llo w s :     X P P X P X P s k k k n k | | ma x a r g ˆ 1           ( 9 )     I f   p r io r   p r o b ab ilit ies  o f   all  s p ea k er s   ar eq u al,   k P n k , 1 ,   s in ce   X P   is   th s a m f o r   all   s p ea k er s ,   w ca n   r e w r ite  E q u a tio n   ( 1 0 )   as f o llo w s :     T t k t n k x p s 1 1 | l o g m a x a r g ˆ             ( 1 0 )       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   I n   th is   s ec tio n ,   w w ill  p r esen th ex p er i m e n tal  s et u p   an d   Qu r an ic   a u d io   d atab ase,   ex p er i m e n w it h   tr ain i n g   s a m p les,  ex p er i m e n w it h   tes tin g   s a m p les,  ex p er i m en w it h   u n k n o w n   s a m p le s ,   an d   r ec o g n itio n   r ate  ev alu a tio n .   W ca r ef u ll y   r a n d o m ized   t h au d io   d atab ase  s o   th at  t h p r o p o s ed   s y s te m   is   n o p r o n to   th e   r ec ited   v er s es  b u t to   th r ec ite r   v o ice  o n l y .     4 . 1 .   E x peri m e nta l Set up   a nd   Q u ra nic A ud io   Da t a ba s e   A   h ig h   p er f o r m an ce   s y s te m   was  u s ed   f o r   p r o ce s s in g ,   i.e .   m u ltico r s y s te m   w it h   I n tel  C o r i7   6 7 0 0   4 . 0 0   GHz   ( 4   co r es  w it h   8   th r ea d s ) ,   3 2   GB y tes  R AM ,   2 5 6   GB y tes  SS a n d   2   T B y tes  h ar d   d is k ,   in s talled   w it h   t h lates t v er s io n   o f   W in d o w s   1 0   6 4 - b its   o p er atin g   s y s t e m   an d   Ma tlab   2 0 1 7 b   w it h   Si g n al  P r o ce s s i n g   a n d   Neu r al   Net w o r k   T o o lb o x es.   T h au d io   d atab ase  i n   t h is   r es ea r ch   w er d o w n lo ad ed   i n   f o r m   o f   MP 3   f r o m   t h i n ter n e o r   o r ig in a l l y   f r o m   C au d io   f o r   f i v r ec iter s ,   i.e .   A b d u B asit   ( R e citer   A ) ,   A b d u r ah m a n   A s - S u d ais  ( R ec iter   B ) ,   Sau d   Ash - S h u r a y m   ( R ec iter   C ) ,   S h eik h   A li  A b d u lr ah m a n   ( R ec iter   D)   a n d   S h ei k h   Said   al - G h a m d i   ( R ec ite r   E ) .   Usi n g   Au d ac it y   s o f t w ar e ,   th au d io   f i les  w er co n v er ted   f r o m   MP 3   to   W A f iles   w it h   8 0 0 0 Hz  s a m p lin g   f r eq u en c y ,   m o n o ,   an d   w er cu in to   d u r atio n   o f   6 0   s ec o n d s   f o r   ea ch   s am p le.   T h d atab ase  is   d iv id ed   in to   t w o   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 2     3 7 8   376   p ar ts ,   in cl u d in g   te s ti n g   a n d   tr ain i n g   s a m p les.  T h tr ai n i n g   s a m p les   s tar ti n g   f r o m   s a m p le s   0 1   u n til   1 0 ,   w h ile   test i n g   s a m p le s   f r o m   n u m b er   1 1   u n til 1 5 .   T a b le  1   s h o w s   t h e   Qu r an ic  a u d io   d atab ase  f o r   f i v r ec iter s .       T ab le  1 .   Qu r an ic  Au d io   Data b ase  f o r   Fiv R ec iter s   S a mp l e s   R e c i t e r   A   R e c i t e r   B   R e c i t e r   C   R e c i t e r   D   R e c i t e r   E   01   Al - F a t i h a h   Al - M u n a f i q u n   Al - B a q a r a h   An - N a b a   Al - F a t i h a h   02   Al - B a q a r a h   At - T a l a q   Al - F a j r   An - N a z i a t   Al - L a i l   03   An - N i sa’   At - T a h r i m   Al - G h a sy i y a h   A b a sa   At - T a k w i r   04   Al - I mr a n   Al - M u r sal a t   Al - B u r u j   At - T a k w i r   Al - I n f i t a r   05   Al - M a i d a h   Al - I n san   Al - I n s y i q a q   Al - I n f i t a r   Al - M u t a f f i f i n   06   Al - A n a m   Al - M u d d a t h t h i r   Al - I n f i t a r   Al - M u mt a h a n a h   Al - I n s y i q a q   07   Ar - R a d   Al - M u z z a mi l   A b a sa   Al - I n s y i q a q   Al - B u r u j   08   I b r a h i m   Ji n   An - N a z i a t   Al - B u r u j   At - T a r i q   09   Al - H i j r   N u h   N u h   At - T a r i q   N u h   10   M a r y a m   Al - H a q q a h   Al - H a q q a h   Al - A l a   A b a sa   11   Al - G h a sh i y a h   Al - Q a l a m   Al - Q a l a m   Al - G h a sh i y a h   Al - M u z a mm i l   12   Al - K a h f i   At - T a g h a b u n   At - T a h r i m   Al - F a j r   Al - Q i y a mah   13   Y a si n   Al - Ju mu a h   At - T a l a q   Al - B a l a d   Al - I n san   14   Al - M u l k   As - S a f f   At - T a g h a b u n   Ad - D h u h a   An - N a b a   15   Y u n u s   Al - M u l k   Al - M u l k   A sh - S h a ms   An - N a z i a t       4 . 2 .   E x peri m e nt  w it h t he  T ra ini ng   Sa m ples   I n   th is   e x p er i m e n t,  th s a m p l es  0 1   u n til  1 0   f o r   ea ch   r ec iter   w er u s ed   to   tr ain   th GM M.   T h s a m s a m p les  w er th e n   w er u s ed   to   ev alu ate  t h r ec o g n itio n   r ate  o f   th tr ai n ed   GM M.   T h lo g - li k eli h o o d   w as   ca lcu lated   f o r   ea ch   r ec iter   a n d   ea ch   tr ain in g   s a m p le s ,   i n   w h ic h   th e   h i g h est   li k eli h o o d   as  s elec ted   as  th e   r ec o g n ized   r ec iter .   T ab le  2   s h o w s   th e   r ec o g n i tio n   r ate  o f   t h tr ain i n g   s a m p les.  I s h o w s   t h at  ea c h   s a m p les   f o r   ea ch   r ec iter s   w er id en ti f ied   co r r ec tly .   I m ea n s   t h at   t h r ec o g n i tio n   r ate  f o r   t h tr ain i n g   p h ase  w a s   1 0 0 %.       T a b le   2.   R e c o g n it i o n   R at e   o f   T r a i n i n g   S am p l es   R e c i t e r   S a mp l e s   01   02   03   04   05   06   07   08   09   10   A   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   B   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   C   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   D   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   E   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   Y   *Y   m a t c h e d ,   N=   u n m a t c h e d       4 . 3 .   E x peri m e nt  w it h t he  T esting   Sa m ples   I n   th is   e x p er i m e n t,  th p r ev i o u s   tr ain ed   GM in   s ec tio n   4 . 2   w as  u s ed   to   test   d if f er e n s a m p le s .   T h s a m p les   1 1   u n til   1 5   w er u s ed   to   ev a lu ate   t h r ec o g n itio n   r ate  o f   t h tr ain ed   G M w h e n   test ed   w i th   d if f er e n s a m p le s   f r o m   t h s a m r ec iter s .   T h lo g - lik e lih o o d   w a s   ca lc u lated   f o r   ea c h   r ec i ter   an d   ea ch   test i n g   s a m p les,  i n   w h ic h   t h h i g h e s t   lik eli h o o d   as  s elec ted   as  th r ec o g n ized   r ec iter .   T a b le  3   s h o w s   t h r ec o g n itio n   r ate  o f   t h te s ti n g   s a m p les.   I s h o w s   th at   ea ch   s a m p l es  f o r   ea ch   r ec iter s   w er i d en tifie d   co r r ec tl y .   I m ea n s   th at  t h r ec o g n itio n   r ate  f o r   th test in g   p h ase  w a s   1 0 0 % a s   w ell.       T a b le   3.   R e c o g n it i o n   R at e   o f   T esti n g   S am p les   R e c i t e r   S a m p e l s   1 1   1 2   1 3   1 4   1 5   A   Y   Y   Y   Y   Y   B   Y   Y   Y   Y   Y   C   Y   Y   Y   Y   Y   D   Y   Y   Y   Y   Y   E   Y   Y   Y   Y   Y   *Y   m a t c h e d ,   N=   u n m a t c h e d       4 . 4 .   E x peri m e nt  w it h Unkn o w n Sa m ples   T h last   ex p er i m en t   is   co n d u cte d   to   e v a l u a t e   th e   p r o p o s e d   s y s te m   w h eth er   it   can   d ete ct   u n k n o w n   s p e ak er   w h ich   is   n o t   in   th e   d ata b as e.   T h e   d atab ase   ar e   co l l ec t ed   f o r   f i v e   r ec it er   o n l y   w h i ch   ar e   A b d u l   B asit ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J   E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Dev elo p men t o f Q u r a n ic  R ec it er I d en tifi ca tio n   S ystem  u s in g   MFC C   a n d   GMM … .   ( Ted d S u r ya   Gu n a w a n )   377   A b d u r ah m an   As - S u d ais,   Sau d   As h - Sh u r ay m ,   Sh eik h   A li   Ab d u lr ah m an   an d   Sh eik h   Said   al - Gh am d i.   F o r   t h i s   p u r p s e ,   o ne   u n k n o w n   r e c i t e r   n a m ed   Fati h   is   test ed   u s i n g   t h e   t r a i n e d   G M M   a n d   t h e   t r a i n i n g   s a m p l e s .   T h e   m a x i m u m   esti m atio n   l o g - lik elih o o d   of   u n k n o w n   s p ea k e r   d o es   n o t   m atch ed   w it h   a n y   p ar am eter   of   th e   r ec ite r   in   th e   d at a b ase .   B ec au s e   of   th at,   t h e   r esu lt   s h o w s   t h at   Fatih   is   r e co g n iz e d   as   an   u n k n o w n   s p e ak er   as   s o w n   in   Fig u r 4 .       T a b l e   4 .   R e s u l t   o f   te s t in g   w i th   u n k n o w n   r ec i t e r   S p e a k e r   S a mp l e s   01   02   03   04   05   06   07   08   09   10   A   N   N   N   N   N   N   N   N   N   N   B   N   N   N   N   N   N   N   N   N   N   C   N   N   N   N   N   N   N   N   N   N   D   N   N   N   N   N   N   N   N   N   N   E   N   N   N   N   N   N   N   N   N   N   *Y   m a t c h e d ,   N=   u n m a t c h e d       4 . 5 .   Rec o g nitio n Ra t E v a lua t io n   It   can   be   co n clu d ed   t h at,   th r e e   of   t h e   ex p e r im en ts   ar e   s u cc ess f u l l y   co n d u cte d .   T h is   r e s u l t s   s h o w ed   th at   th e   p r o p o s e d   s y s te m   w a s   ab l e   to   v er if y   an d   id en tify   t h e   t r a i n e d   r ec iter s .   A lth o u g h   t h e   r ec it er   w a s   r a n d o m l y   r ec itin g   d if f er en t   Su r ah   in   ea ch   s am p les ,   b u t   th e   s y s te m   s t ill   can   r e co g n i ze   th e   p att er n   of   th e   r ec i te r s   r ec i tat io n .   F u r t h e m o r e ,   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   wa s   a l s o   a b l e   t o   r e j e c t   t h e   u n k n o w n   r e c i t e r   t e s t e d .   T a b le   5   s h o w   t h e   r ec o g n iti o n   r a te   f o r   ea ch   ex p er im en ts .   T h is   r esu lt   is   b ett er   th an   th r esu lt  r e p o r te d   in   [ 4 ] in   w h ich   th ey   o b tain e d   a r o u n d   9 1 ac cu r a cy   u s in g   MFC C   an d   A NN.   B e tte r   r esu lts   ac h iev e d   in   th is   p a p e r   co u l d   b d u t o   th u s o f   G MM   in s tea d   o f   A NN,   an d   th r an d o m ize  Qu r an ic  au d i o   d ata b as s o   th at  th e   p r o p o s e d   s y s tem   is   n o t   p r o n t o   th r e cit e d   Qu r an i v e r s es  b u ab le  to   d is tin g u is h   th ch ar ac t er is ti cs  o f   in d iv i d u al   r ec ite r .       T a b l e   5 .   Pe r f o r m an c e   o f   th e   s y s t em   w ith   d if f e r en t   s am p l es   Ex p e r i me n t   R e c o g n i t i o n   R a t e   T e st i n g   w i t h   t r a i n i n g   s a m p l e s   1 0 0 %   m a t c h ,   0 m i s m a t c h   T e st i n g   w i t h   t e s t i n g   s a m p l e s   1 0 0 %   m a t c h ,   0 m i s m a t c h   T e st i n g   w i t h   u n k n o w n   r e c i t e r   0 m a t c h ,   1 0 0 %   m i sm a t c h       5.   CO NCLU SI O NS A ND  F UT URE WO RK S   T h is   p ap er   h as  p r esen ted   th d ev elo p m en o f   Q u r an ic   r ec iter   id en tif icatio n   s y s te m   u s in g   MFC C   an d   GM M.   MFC C   w as  s elec ted   as   th f ea tu r es,  w h ile  GM is   s elec ted   as  th clas s i f er .   First,  w b u ild   Qu r a n ic   au d io   d atab ase  f r o m   f i v r ec it er s ,   in   w h ic h   th e y   r ec ite  d i f f er en t s u r ah   f r o m   Al - Qu r a n .   A lto g eth er ,   t h er e   ar 1 5   s a m p les   co llected   f o r   ea ch   r ec iter ,   in   w h ic h   1 0   s a m p le s   w er e   u s ed   to   tr ai n   t h GM a n d   5   s a m p les   w er u s ed   f o r   test i n g .   Fu r t h er m o r e,   w e   u s a n o th er   u n k n o w n   r ec ite r   to   ev alu ate  th p er f o r m an c o f   th p r o p o s ed   s y s te m .   R es u lts   s h o w ed   th a o u r   p r o p o s ed   s y s te m   ac h ie v ed   1 0 0 ac cu r ac y   i n   th tr ai n i n g   an d   test in g   p h ase .   T h u n k n o w n   s a m p le s   w er also   ac h iev ed   1 0 0 r ej ec tio n   r ate.   Fu r th er   r esear ch   i n cl u d es  v ar iatio n   o f   s h o r ter   u tter an ce   o f   th r ec ited   Qu r a n i v er s es,  d if f er en t r ec iter s ,   d if f er en t f ea t u r es,  o r   d if f er e n t c las s if ier .       ACK NO WL E D G E M E NT S   T h au th o r s   w o u ld   li k to   e x p r ess   th eir   g r atit u d to   t h M ala y s ia n   Mi n i s tr y   o f   Hi g h er   E d u ca tio n   ( MO HE ) ,   w h ic h   h a s   p r o v id ed   f u n d in g   f o r   th r e s ea r ch   t h r o u g h   th Fu n d a m en ta R e s e ar ch   Gr an Sch e m e,   FR GS1 5 - 194 - 0435.       RE F E R E NC E S   [1 ]   B.   L a w re n c e ,   T h e   Qu ra n Bi o g ra p h y   ( Bo o k   t h a S h o o k   th e   W o rld ) ,   A tl a n ti c   Bo o k s L td ,   2 0 1 4 .   [2 ]   T .   Eco n o m ist,   " T h e   Bib le  v s   th e   Ko ra n T h e   b a tt le   o f   th e   b o o k s,"   [ h tt p :/ /www . e c o n o m ist. c o m /n o d e /1 0 3 1 1 3 1 7 ],   Re tri e v e d   o n 1 3   N o v   2 0 1 7 .   [3 ]   I.   A ls m a d a n d   M .   Zaro u r ,   " On li n e   in teg rit y   a n d   a u t h e n ti c a ti o n   c h e c k in g   f o Qu ra n   e lec tro n ic  v e rsio n s,"   Ap p li e d   Co mp u t in g   a n d   In f o rm a ti c s ,   v o l .   1 3 ,   p p .   3 8 - 4 6 ,   2 0 1 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I n t J   E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.  8 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 8   :   3 7 2     3 7 8   378   [4 ]   T .   M .   H.  A sd a ,   T .   S .   G u n a w a n ,   M .   Ka rti w i,   a n d   H.   M a n s o r,   " De v e lo p m e n o f   Qu ra n   Re c it e Id e n ti f ica ti o n   S y ste m   Us in g   M F CC  a n d   Ne u ra Ne tw o rk , "   In d o n e sia n   J o u rn a o E lec trica En g in e e rin g   a n d   C o mp u ter   S c ien c e ,   v o l.   1 ,   p p .   1 6 8 - 1 7 5 ,   2 0 1 6 .   [5 ]   H.  Be ig i,   Fu n d a me n ta ls  o s p e a k e r re c o g n it i o n ,   S p rin g e S c ien c e   &   Bu sin e ss   M e d ia,   2 0 1 1 .   [6 ]   P .   Ba n sa l,   S .   A .   I m a m ,   a n d   R.   Bh a rti ,   " S p e a k e re c o g n it i o n   u sin g   M FCC,   sh if ted   M FCC  wit h   v e c to q u a n ti za ti o n   a n d   f u zz y , "   i n   S o f Co m p u ti n g   T e c h n iq u e a n d   Im p le m e n tatio n ( ICS CT I),   2 0 1 5   In tern a ti o n a l   Co n f e r e n c e   o n ,   p p .   41 - 4 4 ,   2 0 1 5 .   [7 ]   X .   Zh o u ,   D.  G a rc i a - Ro m e ro ,   R.   Du ra iswa m i,   C.   Esp y - W il so n ,   a n d   S .   S h a m m a ,   " L in e a v e rs u me fre q u e n c y   c e p stra c o e ff icie n ts  fo sp e a k e r e c o g n it i o n , "   in   A u to m a ti c   S p e e c h   Re c o g n it io n   a n d   Un d e rsta n d i n g   (A S RU),  2 0 1 1   IEE W o rk sh o p   o n ,   p p .   5 5 9 - 5 6 4 ,   2 0 1 1 .   [8 ]   V .   T iw a ri,   " M F CC  a n d   it a p p li c a ti o n in   sp e a k e re c o g n it io n , "   In ter n a t io n a jo u rn a o n   e me rg in g   tec h n o lo g ies v o l.   1 ,   p p .   1 9 - 2 2 ,   2 0 1 0 .   [9 ]   A .   P o rit z ,   " L in e a p re d ictive   h i d d e n   M a rk o v   mo d e ls  a n d   th e   sp e e c h   sig n a l, "   in   A c o u stics ,   S p e e c h ,   a n d   S ig n a l   P r o c e ss in g ,   IEE I n tern a ti o n a l   C o n f e re n c e   o n   ICA S S P ' 8 2 . ,   p p .   1 2 9 1 - 1 2 9 4 ,   1 9 8 2 .   [1 0 ]   L .   L i,   D.  W a n g ,   C.   Zh a n g ,   a n d   T .   F .   Zh e n g ,   " Im p ro v in g   sh o rt  u t tera n c e   sp e a k e re c o g n it io n   b y   m o d e li n g   sp e e c h   u n it   c las se s,"   IEE E/ ACM   T ra n sa c ti o n o n   Au d io ,   S p e e c h   a n d   L a n g u a g e   Pro c e ss in g   ( T AS L P) ,   v o l .   2 4 ,   p p .   1 1 2 9 - 1 1 3 9 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   F .   Rich a rd s o n ,   D.  Re y n o ld s,   a n d   N.   De h a k ,   " De e p   n e u ra n e tw o rk   a p p ro a c h e to   sp e a k e a n d   lan g u a g e   re c o g n it io n , "   IEE S ig n a l   Pro c e ss in g   L e t ter s ,   v o l.   2 2 ,   p p .   1 6 7 1 - 1 6 7 5 ,   2 0 1 5 .   [1 2 ]   T .   S .   G u n a w a n   a n d   M .   Ka rti w i,   " On   th e   Ch a ra c ter isti c o f   Va ri o u s   Qu ra n ic  Rec it a ti o n   fo r   L o ss les s   Au d io   Co d in g   Ap p li c a ti o n , "   i n   Co m p u ter  a n d   C o m m u n ica ti o n   E n g in e e rin g   (ICCCE),   2 0 1 6   In ter n a ti o n a Co n f e re n c e   o n ,   p p .   1 2 1 - 1 2 5 ,   2 0 1 6 .   [1 3 ]   N.  De h a k ,   P .   J.  Ke n n y ,   R.   De h a k ,   P .   Du m o u c h e l,   a n d   P .   Ou e ll e t,   " F ro n t - e n d   f a c to a n a ly sis  f o sp e a k e r   v e ri f ica ti o n , "   IEE T r a n sa c ti o n o n   A u d io ,   S p e e c h ,   a n d   L a n g u a g e   Pro c e ss in g ,   v o l .   1 9 ,   p p .   7 8 8 - 7 9 8 ,   2 0 1 1 .   [1 4 ]   J.  P .   Ca m p b e ll ,   " S p e a k e re c o g n it io n :   A   tu to rial, "   Pro c e e d i n g o t h e   IEE E ,   v o l.   8 5 ,   p p .   1 4 3 7 - 1 4 6 2 ,   1 9 9 7       B I O G RAP H I E S   O F   AUTH O RS       Te d d y   S u r y a   G u n a w a n   re c e i v e d   h is  BEn g   d e g re e   in   El e c tri c a En g in e e rin g   w it h   c u m   lau d e   a wa rd   f ro m   In stit u T e k n o lo g Ba n d u n g   (IT B),   In d o n e sia   in   1 9 9 8 .   He   o b tain e d   h is  M . E n g   d e g re e   in   2 0 0 1   f ro m   th e   S c h o o o f   C o m p u ter  En g in e e rin g   a Na n y a n g   T e c h n o lo g ica Un iv e rsity ,   S in g a p o re ,   a n d   P h d e g re e   i n   2 0 0 7   f ro m   th e   S c h o o o f   El e c tri c a En g in e e rin g   a n d   T e le c o m m u n ica ti o n s,  T h e   Un iv e r sity   o f   N e w   S o u th   W a les ,   A u stra li a .   His  re se a rc h   in tere sts  a re   in   sp e e c h   a n d   a u d i o   p r o c e ss in g ,   b io m e d ica sig n a p ro c e ss in g   a n d   in stru m e n t a ti o n ,   im a g e   a n d   v id e o   p ro c e ss in g ,   a n d   p a ra ll e c o m p u ti n g .   He   is  c u rre n tl y   a n   IEE S e n io M e m b e (sin c e   2 0 1 2 ) ,   w a c h a ir m a n   o f   IEE In stru m e n tatio n   a n d   M e a su re m e n S o c iety     M a lay sia   S e c ti o n   (2 0 1 3   a n d   2 0 1 4 ),   A ss o c iate   P ro f e ss o (sin c e   2 0 1 2 ),   He a d   o f   De p a rt m e n ( 2 0 1 5 - 2 0 1 6 a t   De p a rtm e n o El e c tri c a a n d   Co m p u ter  En g in e e rin g ,   a n d   He a d   o f   P r o g ra m m e   Ac c re d it a ti o n   a n d   Q u a li ty   A s su ra n c e   f o F a c u lt y   o f   En g in e e rin g   (sin c e   2 0 1 7 ),   I n tern a ti o n a Isla m ic  Un iv e rsit y   M a l a y sia .   He   is  Ch a rtere d   En g in e e (IE T ,   UK a n d   In si n y u P r o f e sio n a M a d y a   (P II,   In d o n e sia )   sin c e   2 0 1 6 .         Nu r   ‘Ati k a h   M u h a m a S a le h   re c e iv e d   h e r   BEn g   d e g re e   in   C o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   in   2 0 1 7   f ro m   th e   De p a rtm e n o f   El c tri c a a n d   C o m p u ter  En g i n e e rin g ,   In ter n a ti o n a Isla m ic   Un iv e rsit y   M a la y sia .   He re se a r c h   in tere sts  i n c lu d e   sp e e c h   p ro c e ss in g   a n d   sig n a p ro c e ss in g .   Cu rre n tl y ,   sh e   is  p u rsu in g   M a ste o f   En g in e e rin g   in   Co m m u n ica ti o n   a th e   sa m e   u n iv e rsit y   w o rk in g   o n   sp e e c h   e m o ti o n   re c o g n it io n .         M ira   K a r ti w c o m p lete d   h e stu d ies   a th e   Un iv e rsity   o f   W o ll o n g o n g ,   A u stra li a   re su lt in g   in   t h e   f o ll o w in g   d e g re e b e in g   c o n f e rr e d Ba c h e lo o f   Co m m e rc e   in   B u sin e ss   In f o rm a ti o n   S y ste m s,   M a ste in   In f o r m a ti o n   S y ste m i n   2 0 0 1   a n d   h e Do c to o f   P h il o s o p h y   in   2 0 0 9 .   S h e   is  c u rre n tl y   a n   A s so c iate   P ro f e ss o in   De p a rtm e n o In f o r m a ti o n   S y ste m s,  Ku li y y a h   o f   In f o r m a ti o n   a n d   Co m m u n ica ti o n   T e c h n o lo g y ,   In tern a ti o n a Isla m ic  Un iv e rsit y   M a la y sia .   H e re s e a rc h   in tere sts   in c lu d e   e lec tro n ic co m m e rc e ,   d a ta m in in g ,   e - h e a lt h   a n d   m o b il e   a p p li c a ti o n s d e v e lo p m e n t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.