应用相关性融合优化的特征参数识别病理嗓音及嗓音识别系统的设计

来源 :陕西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fly_wing
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
语言表达是人类沟通交流的重要方式,清晰洪亮的嗓音是顺畅交流的基础。在日常生活中,多少会产生一些不健康的用嗓行为,如大声吼叫、过度用嗓等,这些行为不同程度地影响着嗓音健康,轻则使嗓音出现不正常的音调和音质,重则使声带发声紊乱并出现器质性病变,患上嗓音疾病。通常,嗓音疾病的早期轻症难以引起患者重视,只有疾病十分严重时患者才会选择就诊,而目前嗓音疾病的诊断方式,主要是将可视化设备深入患者喉部观察具体情况,容易给患者带来身体不适和心理压力。倘若能够在症状较轻时发现嗓音异常,及时纠正不健康的发音行为,进行嗓音保健,就能够轻松快速地恢复嗓音健康;或在声带尚未发生严重病变前,准确判断嗓音异常程度,并按需进行下一步诊断治疗,或许能够避免病情加重。因此,如何在嗓音疾病早期便捷快速地监测嗓音异常情况,如何应用无侵入、数字化的手段诊断嗓音疾病,成为具有强大科学意义和现实意义的研究问题。针对该问题,本文提出一种应用相关性分析的策略,融合优化的非线性特征参数方法识别常见的声带息肉、声带麻痹,并基于实验设计非侵入式喉嗓健康监测及疾病诊断系统。本文主要工作及结果如下:1.通过阅读大量嗓音识别相关文献,发现应用非线性特征参数识别病理嗓音较传统线性特征参数更加科学合理,因为异常声带在发声的瞬态过程中,会产生线性特征参数无法表征的非线性现象;单一特征参数识别病理嗓音的能力有限,研究发现特征融合、特征再次映射等方式可以全面展现病理嗓音信号的特点,识别病理嗓音效果良好。因此,本文选取了 6个常用的非线性特征参数:样本熵(SE)、模糊熵(FE)、排列熵(PE)、Hurst指数、Teager能量算子、L-Z复杂度(LZC),采用小波包分解病理嗓音信号,分层提取6个非线性特征参数进行主成分分析(PCA),得到优化的非线性特征参数,应用相关性分析对其进行融合以识别息肉与麻痹,期望为便捷无创诊断嗓音疾病提供可能方案。2.应用嗓音线性预测残差信号的频谱平坦度(SF)分类健康与病理嗓音,在支持向量机(SVM)上分别取得了 100%、97.22%的分类识别率。应用本文健康、病理嗓音二分类模型识别第三方语音库的嗓音样本,整体识别率超过83%,初步实现了对健康、病理嗓音的识别。3.比较了两类不同病理嗓音识别实验:传统病理嗓音识别提取嗓音信号的6个非线性特征参数分别进行实验,发现不同特征参数对于不同病理的分类识别率差异巨大;应用相关性融合优化的非线性特征参数实验,将优化的非线性特征融合后,病理识别率明显提升,Hurst+LZC组与FE+LZC组的整体识别率均超过97%,说明了融合特征可以全面突出病理嗓音信号的有效细节信息,证明了本文融合策略的有效性。4.应用本文理论研究结果设计非侵入式喉嗓健康监测及疾病诊断系统,其主窗口由信息面板与诊断面板构成,完成用户信息录入、嗓音实时录制、嗓音健康监测/诊断、信息及结果保存等功能;对话窗口展示用户信息集,通过单击主窗口“病历查询”按钮调出,完成查询历史病历、返回病历至主窗口的功能。应用本文健康与病理嗓音识别算法设计系统“健康监测”功能,应用本文优化的FE与LZC融合组合的训练模型设计“病理诊断”功能,形成了从理论研究到实际应用的完整闭环。
其他文献
纳米颗粒具有多种性质,可作为载体实现多种生物功能。线粒体在生物学角度被认为是细胞应激和细胞内凋亡信号的放大器。当细胞受伤时,线粒体自身应激反应会影响膜刚性。纳米颗粒会影响膜的许多特性,而Langmuir-Blodgett薄膜技术(LB膜技术)可以表征一系列膜理化性质的变化。本研究通过不同方法制备、修饰并表征了小粒径分散性和稳定性良好的Fe3O4纳米颗粒,以LB膜技术将Fe3O4纳米颗粒与单组分薄膜
学位
在物理研究的众多领域中,非线性薛定谔方程作为描述波包在弱非线性色散介质中传播的普遍方程,它出现在物理和应用数学的许多分支中,包括非线性量子场理论,凝聚态和等离子体物理,非线性光学,流体物理,微扰和相变理论,生物物理等。而三波共振相互作用方程是描述三波模复振幅随时间,空间演化的二次耦合的非频散偏微分方程组。在非线性光学研究领域里,若已知非线性薛定谔方程的表达形式,那么就可以给出孤子解的数学表达形式。
学位
氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)是一种新型的碳纳米材料,在生物医学、环境保护、能源储存等领域都具有很广泛的应用前景。GO作为石墨烯重要的衍生物,其优良的物理化学性质促进了GO成为复合材料的支撑平台,近年来,基于GO的纳米复合材料在生物成像、生物传感以及癌症的检测和治疗中得到了广泛的探索,正逐步被考虑应用于临床诊疗,将纳米颗粒嵌入氧化石墨烯中,形成具有特殊性能的杂化材料,两种材料的特
学位
金属纳米结构由于其具有突破传统光学衍射极限的优良性质而受到广泛的关注,并为集成器件的小型化提供了可能,有望替代半导体而成为新一代新型器件。金属纳米结构器件的一个非常重要的应用就是光波导。常见的光波导主要由一维的金属纳米线和二维的金属纳米面构成。光与金属微纳结构相互作用时,可激发金属纳米结构表面电荷的集体振荡,形成传播型的表面等离极化激元(Surface Plasmonpolaritons,SPPs
学位
经略海洋,挺进深蓝,装备先行。随着我国对海洋探索的不断深入,水声装备的发展也进入了新阶段,而作为水下探测设备的“眼睛”——水声换能器更是海洋环境科学研究、民用航海事业以及军事方面不可或缺的一部分。宽带水声换能器能够在较宽的频率范围内具有更平坦的频率响应,采用脉冲压缩等现代信息处理时保证信号不发生波形畸变、降低误码率、提高可靠性,同时亦有较高的时域分辨率和对外界负载变化较强的适应性,使其得以广泛应用
学位
在信息高速发展的时代,人们对于信息安全性有了更高的要求,通过将个人信息上传至服务器,在无第三方参与下服务器再根据用户需求对信号进行安全处理。保护信息免受恶意攻击以及确保信息的隐秘性均需要借助加密这一强有力工具。随着加密技术的发展,人们对加密下信号处理的关注日益增长。加密域的信号处理从信号的安全性出发,对信号进行一系列的变换运算后,再将信号应用于识别、检测等方面中,例如水印信号的嵌入与提取,图像信号
学位
及时地了解和掌握学习者行为是当前智能教育的研究热点之一。通过计算机视觉技术中的时序动作检测可以自动地判别学生的学习状态,为学习效果评价提供有力支撑。本文以室内教学视频中学生在学习过程中可能出现的动作为研究对象,探讨如何准确地定位动作的起止时间,并识别出相应的动作类别。本文的主要创新性工作包括:(1)在目前THUMOS 2014、ActivityNet等公开视频数据集的基准上,借鉴其构建大规模视频数
学位
目的:对徒手空肠管置管技术进行改良以提高置管成功率,评价其效果。方法:选取2017年7月至2021年12月本院ICU、神经外科重症危重症困难置管的35例患者为研究对象,采用随机数字表法分为对照组17例和改良组18例,对照组采用常规置管技术,改良组采用改良置管技术,均进行徒手盲插空肠管,比较两组患者置管成功率、心率变异率、血压变异率、血清前白蛋白水平。结果:改良组患者置管成功率高于对照组,组间比较,
期刊
中药黄芩(Radix Scutellariae)作为我国常见的传统大宗中药材,以唇形科植物黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)的干燥根入药。现代药理研究表明,黄芩苷等黄酮类成分为黄芩的主要药效成分。最新研究发现黄芩苷能够有效抑制新冠病毒(COVID-19)复制。近年来,关于黄芩的研究逐年增长,但对黄芩苷等黄酮类成分的代谢调控研究鲜有报道。R2R3-MYB转录因子是高
学位
丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)是一种传统的药用草本植物,被广泛用于治疗脑血管疾病、冠心病、炎症和心绞痛等多种疾病。酚酸类化合物和丹参酮类化合物是丹参两类主要代谢物。丹参作为药用模式植物之一,备受研究者的关注。由于丹参体内药用活性成分积累较少,因此利用基因工程技术提高丹参中药用活性成分的含量具有重要意义。LBD(Lateral Organ Boundaries Domai
学位