Analiza sygnału mowy w foniatrii

Praca zawiera opis algorytmów analizy sygnału mowy opracowanych do zastosowań medycznych. Mają one znaczenie wspomagające w diagnostyce schorzeń krtani. Objawiających się jako, np. chrypka. dwugłos oraz nieprawidłowa artykulacja tonu krtaniowego (głos drżący). Opisano algorytmy służące do ekstrakcji tonu krtaniowego (parametr F0 i jego przebieg zmienności w czasie) oraz do wygładzania widma (np. do estymacji parametrów formatowych lub do wyodrębnienia składowych harmonicznych tonu krtaniowego). Przykładowe wyniki porównano z wykresami obrazującymi zmienność czasowo-częstotliwościową (spektrogramami). Opisano także algorytmy tworzące histogram dla parametru F0 (intonogram) oraz obliczające wskaźniki jitter i shimmer. Przykładowe wyniki porównano z parametrami otrzymanymi na podstawie funkcji autokorelacji dla głosek dźwięcznych. Algorytmy te zostały zaimplementowane w ramach komputerowego analizatora mowy patologicznej. Na podstawie przedstawionych badań można oczekiwać stworzenia w przyszłości nowych obiektywnych miar obejmujących różnorodne patologie związane z narządami mowy (także w przypadku osób niedosłyszących), oraz w oparciu o te parametry, odpowiedniego systemu eksperckiego służącego do wspomagania diagnostyki mowy.

The paper contains a description of methods of speech signal analysis for medical uses. They may help in larynx patologies diagnosis such as eg. hoarseness, double voice, or tremulous voice. Algorithms for vocal tone extraction (F0 parameter and its time variation) and for spectral smoothing (formant parameters estimation or harmonic components) are presented. Some results are presented and compared with reference spectrograms analyzes. Algorithms for F0 parameter histogram, jitter and shimmer are presented. Results are compared with the autocorrelation parameters for vowels. All algoritms are implemented as a computer patologic speech analyser. Basing on these investigations it is possible to create objective measures for various patologies of speech organs (also in case of associated hearing disorder) designed as an expert system in speech diagnosis.