|
|
Analýza poruch řeči u osob s rizikem rozvoje onemocnění s Lewyho tělísky
Novotný, Kryštof ; Kováč, Daniel (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Nemoci spadající do rodiny onemocnění s Lewyho tělísky (jedny z nejčastěji se vyskytujících neurodegenerativních poruch) mají shodný patologický základ, ale jednotliví zástupci se liší ve svých klinických projevech. Různá onemocnění více či méně postihují mentální nebo fyzickou stránku pacienta. Tato práce předpokládá, že díky akustické analýze řeči je možné od sebe jednotlivá onemocnění odlišit, protože v mluvě pacientů se specifickými způsoby odráží poruchy kognitivní i motorické stránky člověka. Práce si klade za cíl popsat klinické rysy hlavních zástupců onemocnění s Lewyho tělísky, prozkoumat jejich dopad na řeč, navrhnout charakterizující akustické parametry a následně porovnat jejich diskriminační sílu. Jako vstupní data pro navržený algoritmus jsou použity řečové nahrávky z databází CoBeNa preLBD. Pro následné vyhodnocení slouží deskriptivní statistiky, Mann-Whitneyho U test, FDR korekce a model strojového učení XGBoost s využitím stratifikované křížové validace a vyvážené přesnosti. Výsledkem jsou skripty pro automatizovaný výpočet řečových parametrů z databáze a jejich vyhodnocení. Výstupy analýzy dokazují, že vybraná onemocnění od sebe a od zdravé kontroly lze skutečně rozeznat na základě projevů v řeči, a to již v prodromálních stádiích.
|
|
|
Subtypy hypokinetické dysartrie u pacientů s pokročilou Parkinsonovou nemocí
Adamják, Adam ; Kováč, Daniel (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá rozborem Parkinsonovo nemoci, hypokinetické dysartrie a akustických a statistických analýz. Hypokinetická dysatrie je porucha řeči, která je typickým projevem Parkinsonovo nemoci, tedy neurodegenerativního onemocnění, které postihuje přibližně 2% populace starších 65 let. Cílem této práce je odhalit subtypy hypokinetické dysartrie, a to na základě klinických parametrů, akustické analýzy a statistické analýzy. V akustické analýze byly implementovány parametry, které zkoumají oblast fonace, prozódie, artikulace a tempa řeči. Následně byla zpracována statistická analýza, díky které bylo možné subtypy hypokinetické dysartrie odhalit.
|
|
|
Assessing Movement of Articulatory Organs in Patients with Parkinson’s Disease
Novotný, K. ; Mekyska, J.
Hypokinetic dysarthria is a motor speech disorder often present during Parkinson’s disease. It affects the speech system, including articulatory abilities. There are several speech parameters describing this domain, so it is suggested to deal with their mutual comparison. This work aims to design and describe an algorithm for calculating the parameters of articulation, adapted for the Czech language, and then compare their discriminative power. The acoustic analysis of speech included in it is done via the Praat program and basic machine learning algorithms such as Expectation-Maximization, K-means and linear regression are used for the subsequent data processing. The Mann-Whitney U test, descriptive statistics and Random Forest machine learning model using cross-validation and balanced accuracy is used for evaluation. The results are scripts for automatic assessment of vowel space area, for calculating articulation parameters and for their evaluation. The outputs of the analysis of speech recording database prove that differences in articulation can indeed be observed between normal and dysarthric speech. Based on the mutual comparison of results, it is therefore proposed in the work which parameters are being appropriate for further dealing with this issue.
|
|
|
Hodnocení hybnosti mluvidel na základě akustické analýzy řeči
Novotný, Kryštof ; Galáž, Zoltán (oponent) ; Mekyska, Jiří (vedoucí práce)
Hypokinetická dysartrie je motorická porucha řeči, často přítomná při průběhu Parkinsonovi nemoci. Postihuje řečové ústrojí včetně artikulačních schopností. Existuje více řečových parametrů popisujících tuto oblast, proto se nabízí zabývat se jejich vzájemným srovnáním. Práce si klade za cíl navrhnout a popsat algoritmus pro výpočet parametrů artikulace, přizpůsobený českému jazyku, a následně porovnat jejich diskriminační sílu. Akustickou analýzu řeči v algoritmu zajišťuje program Praat a pro následné zpracování dat jsou použity základní algoritmy strojového učení jako Expectation-Maximization, Kmeans nebo lineární regrese. Pro vyhodnocení slouží Mann-Whitneyho U test a zástupci lineárních, nelineárních i souhrnných metod strojového učení s využitím křížové validace a vyvážené přesnosti. Výsledkem jsou skripty pro automatické nalezení hran Hellwagova vokalického trojúhelníku, pro výpočet artikulačních parametrů a pro jejich vyhodnocení. Výstupy analýzy dvou různých databází (PARCZ a CoBeN) dokazují, že mezi běžnou a dysartrickou řečí lze skutečně pozorovat rozdíly v artikulaci. Na základě vzájemného srovnávání výsledků je proto v práci navrženo, kterými parametry a modely strojového učení je vhodné se dále v souvislosti s touto problematikou zabývat.
|
|
|
Vývoj moderních akustických parametrů kvantifikujících hypokinetickou dysartrii
Kowolowski, Alexander ; Zvončák, Vojtěch (oponent) ; Galáž, Zoltán (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá návrhem a testováním nových akustických parametrů pro zpracování dysprozodické řeči u pacientů trpících hypokinetickou dysartrií. V práci je uvedeno a otestováno 41 nových parametrů pro kvantifikaci prozodie, tzn. popisujících melodii, hlasitost, rytmus a tempo řeči. Nové parametry by se daly rozdělit do sedmi skupin. V rámci skupin se parametry liší především použitými statistickými veličinami. První čtyři skupiny jsou založeny na absolutních diferencích a kumulativních součtech základního kmitočtu a krátkodobé energie signálu. Pátá skupina obsahuje parametry založené na násobku základního kmitočtu a krátkodobé energie do jednoho globálního intonačního parametru. Šestá skupina obsahuje globální časové parametry, které jsou poměry konvenčních rytmických a konvenčních tempových parametrů. Poslední skupina pak obsahuje globální parametry pro kvantifikaci celé prozodie, což jsou poměry globálních intonačních a globálních časových parametrů. Všechny parametry byly testovány na české databázi řečníků s Parkinsonovou nemocí PARCZ. Pro jednotlivé parametry byly nejdříve vykresleny grafy hustoty pravděpodobnosti. Následně byla provedena korelační analýza s dostupnými medicínskými škálami, nejprve pro všechny, poté jen v rámci globálních parametrů. Dále byla provedena klasifikační a regresní analýza s novými parametry pomocí klasifikačních a regresních stromů. Tato analýza byla provedena nejdříve pro jednotlivé nové parametry, poté pro všechna data všech parametrů najednou, a nakonec byl proveden sekvenční výběr nejlepší kombinace parametrů pro danou problematiku. I když nevyšel jeden určitý parametr jako jasný favorit celé diplomové práce, bylo pár parametrů, které se mezi nejlépe vycházejícími objevovaly opakovaně, a také se u některých testů objevil trend, že mezi nejlepším a druhým nejlepším parametrem byl větší rozdíl než mezi jinými v pořadí, dalo by se tedy hovořit o parametrech, které byly pro danou analýzu mnohem lepší než ostatní testované. Konkrétní výsledky a diskuze jsou obsaženy v závěru.
|
|
|
Výzkum moderních artikulačních parametrů pro analýzu hypokinetické dysartrie
Vrba, Filip ; Zvončák, Vojtěch (oponent) ; Galáž, Zoltán (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá hypokineticou dysartrií, jakožto poruchou motorické realizace řeči, která se vyskytuje u přibližně 70% pacientů s Parkinsonovou nemocí (PN). V práci je navržena a analyzována dvojice nově vytvořených řečových parametrů pro kvantifikaci artikulace při HD. Tyto parametry byly validovány na nahrávkách zdravých řečníků a pacientů s PN. V teoretické části práce jsou popsány konvenční a využité metody zpracování řečových signálů, parametrizace a statistické analýzy. V části realizace systému je popsán praktický návrh nových parametrů a také použité metody jejich statistického zhodnocení pomocí korelační analýzy a strojového učení. Cílem práce je návrh nových řečových parametrů pro diagnostiku HD. Navržený systém byl realizován v programovém prostředí MATLAB.
|
|
|
Návrh a realizace vokálního enkodéru pro audio elektroniku
Milota, Vojtěch ; Šotner, Roman (oponent) ; Kratochvíl, Tomáš (vedoucí práce)
Bakalářská práce se zabývá návrhem vokálního enkodéru, zařízení používaného ke zpětné syntéze hlasového signálu pomocí externího nosného signálu. Součástí práce je vytvoření a určení blokového schématu, jeho rozbor a následný návrh jednotlivých dílčích obvodových řešení, včetně jejich simulace, návrh desky plošného spoje a realizace prototypu vokálního enkodéru následované experimentálním měřením jeho vlastností.
|
|
|
Acoustic Analysis of Sentences Complicated for Articulation in Patients with Parkinson's Disease
Kiska, Tomáš
This paper deals with acoustic analysis of hypokinetic dysarthria. Hypokinetic dysarthria is a speech motor dysfunction that is present in approximately 90% of patients with Parkinson’s disease (PD). The work is mainly focused on parameterization techniques that can be used to diagnose or monitor this disease as well as estimate its progress. Acoustic analysis can be used to estimate a grade of hypokinetic dysarthria in fields of phonation, articulation, prosody and speech fluency. Regarding the parameterization, new features based on RASTA method were proposed. The analysis is based on parametrization of sentences complicated for articulation. Experimental dataset consists of 101 PD patients with different disease progress and 53 healthy controls. For the purpose of feature selection we employed mRMR (minimum Redundancy Maximum Relevance) method.
|
|
|
Stress recognition from speech signal
Staněk, Miroslav ; Přibil, Jiří (oponent) ; Tučková,, Jana (oponent) ; Sigmund, Milan (vedoucí práce)
Presented doctoral thesis is focused on development of algorithms for psychological stress detection in speech signal. The novelty of this thesis aims on two different analysis of the speech signal- the analysis of vowel polygons and the analysis of glottal pulses. By performed experiments, the doctoral thesis uncovers the possible usage of both fundamental analyses for psychological stress detection in speech. The analysis of glottal pulses in amplitude domain according to Top-To-Bottom criterion seems to be as the most effective with the combination of properly chosen classifier, which can be defined as language and phoneme independent way to stress recognition. All experiments were performed on developed Czech real stress database and some observations were also made on English database SUSAS. The variety of possibly effective ways of stress recognition in speech leads to approach very high recognition accuracy of their combination, or of their possible usage for detection of other speaker’s state, which has to be further tested and verified by appropriate databases.
|
|
|
Acoustic analysis of gender-related patterns in Parkinson's disease
Herinek, Denis ; Kiska, Tomáš (oponent) ; Galáž, Zoltán (vedoucí práce)
The bachelor's thesis is about acoustic analysis of gender-related patterns in Parkinson's disease by analysing speech task: reading passage. Parkinson's disease manifests in all subsystems involved in speech production (respiration, phonation, articulation and prosody). The aim of this thesis is familirization with symptoms of this disorder and speech parameters influenced by this disorder. Thesis contains preprocessing, parametrization of speech signal and statistic analysis of parameters. System of speech signal processing is created in MATLAB programming language.
|
host ::
RSS.