Análise acústica, baseada no modelo linear de produção da fala, para discriminação de vozes patológicas.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2008
Autor(a) principal: COSTA, Silvana Luciene do Nascimento Cunha. lattes
Orientador(a): AGUIAR NETO, Benedito Guimarães. lattes
Banca de defesa: PEREIRA, José Carlos., ALCAIM, Abrahm., FECHINE, Joseana Macedo., ALENCAR, Marcelo Sampaio de.
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Programa de Pós-Graduação: PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA ELÉTRICA
Departamento: Centro de Engenharia Elétrica e Informática - CEEI
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/3311
Resumo: Discriminação de vozes patológicas tem sido realizada por meio de técnicas de processamento digital de sinais, como uma ferramenta auxiliar a exames videolaringoscópicos. Esse método é não-invasivo e mais confortável quando comparado a exames laringoscópicos. Este trabalho trata da análise acústica de sinais de vozes afetadas por patologias na laringe, especificamente, edema nas dobras vocais. O processo de discriminação da voz patológica e o diagnóstico da patologia considerada utilizam basicamente três etapas principais: caracterização acústica, modelagem das características e classificação. A patologia é caracterizada utilizando análise por predição linear, análise cepstral e melcepstral.Para a estimação dos coeficientes cepstrais é utilizada uma abordagem paramétrica derivada da análise por predição linear e para os mel-cepstrais uma abordagem não paramétrica, baseada na transformada rápida de Fourier. Cada característica acústica obtida é utilizada para o processo de modelagem paramétrica em um classificador individual, de forma a melhor avaliar sua relevância na detecção da presença da patologia. Para reduzir a quantidade de dados relacionada aos vetores de parâmetros utilizados na análise, é utilizada a técnica de Quantização Vetorial e uma medida de distorção associada para um estágio preliminar do processo de classificação. Para a classificação final e como um refinamento do processo, utiliza-se uma modelagem paramétrica, por meio de Modelos de Markov Escondidos (Hidden Markov Models – HMM). Os resultados mostram que os métodos desenvolvidos são eficientes em modelar os efeitos provocados pela patologia em estudo e permitir uma discriminação eficiente da patologia quando comparada a vozes normais.
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A patologia é caracterizada utilizando análise por predição linear, análise cepstral e melcepstral.Para a estimação dos coeficientes cepstrais é utilizada uma abordagem paramétrica derivada da análise por predição linear e para os mel-cepstrais uma abordagem não paramétrica, baseada na transformada rápida de Fourier. Cada característica acústica obtida é utilizada para o processo de modelagem paramétrica em um classificador individual, de forma a melhor avaliar sua relevância na detecção da presença da patologia. Para reduzir a quantidade de dados relacionada aos vetores de parâmetros utilizados na análise, é utilizada a técnica de Quantização Vetorial e uma medida de distorção associada para um estágio preliminar do processo de classificação. Para a classificação final e como um refinamento do processo, utiliza-se uma modelagem paramétrica, por meio de Modelos de Markov Escondidos (Hidden Markov Models – HMM). Os resultados mostram que os métodos desenvolvidos são eficientes em modelar os efeitos provocados pela patologia em estudo e permitir uma discriminação eficiente da patologia quando comparada a vozes normais.Pathological voice discrimination has been done by means of digital signal processing techniques as a complementary tool to videolaryngoscopic exams. This method is non-invasive to patients and more comfortable when compared to laryngoscopy. This work aims at the acoustic analysis of voice signals affected by laryngeal pathologies, particularly, vocal fold edema. The discrimination process of the pathological voice and consequently the pathology detection consists, basically, in three main stages: acoustic characterization, feature modeling and classification. The pathology is characterized by linear prediction, cepstral and mel-cepstral analysis. To estimate cepstral coefficients, a parametric approach derived from linear prediction analysis is used. The mel-cepstral coefficients estimation uses a nonparametric approach based on Fast Fourier Transform. An individual classifier is applied to each acoustic feature obtained to best evaluate its relevance in detecting the pathology presence. In order to reduce the amount of data related to the parameter vectors used in the analysis, a Vector Quantization technique is applied and a distortion measurement is associated to a preliminary stage of the classification process. For the final classification a parameter modeling is carried out using Hidden Markov Models as a refinement stage of the preliminary classification process. Results show that the developed methods are efficient in modeling the effects caused by the pathology in study and provide an efficient discrimination of the pathology when compared to normal voices.Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2019-04-02T11:56:34Z No. of bitstreams: 1 SILVANA LUCIENE DO NASCIMENTO CUNHA COSTA - TESE PPGEE 2008..pdf: 3135480 bytes, checksum: 8ec04e1650df46710e8509e81a025fbc (MD5)Made available in DSpace on 2019-04-02T11:56:34Z (GMT). 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Tese (Doutorado em Engenharia Elétrica), Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica, Centro de Engenharia Elétrica e Informática , Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2008.info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisporinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCGTEXTSILVANA LUCIENE DO NASCIMENTO CUNHA COSTA - TESE PPGEE 2008.pdf.txtSILVANA LUCIENE DO NASCIMENTO CUNHA COSTA - TESE PPGEE 2008.pdf.txttext/plain278357https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/3311/4/SILVANA+LUCIENE+DO+NASCIMENTO+CUNHA+COSTA+-+TESE+PPGEE+2008.pdf.txt48f5000fb820898109b6b2c755d34c44MD54ORIGINALSILVANA LUCIENE DO NASCIMENTO CUNHA COSTA - TESE PPGEE 2008.pdfSILVANA LUCIENE DO NASCIMENTO CUNHA COSTA - TESE PPGEE 2008.pdfapplication/pdf2656644https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/3311/3/SILVANA+LUCIENE+DO+NASCIMENTO+CUNHA+COSTA+-+TESE+PPGEE+2008.pdf1952f31ccbfae0ff458370f025f1a510MD53LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://dspace.sti.ufcg.edu.br/bitstream/riufcg/3311/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52riufcg/33112025-07-24 03:57:01.577oai:dspace.sti.ufcg.edu.br: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Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-07-24T06:57:01Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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