論文の概要: Classification of ALS patients based on acoustic analysis of sustained
vowel phonations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.07347v2
- Date: Mon, 11 Jan 2021 08:41:07 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-05-09 05:13:17.816555
- Title: Classification of ALS patients based on acoustic analysis of sustained
vowel phonations
- Title(参考訳): 持続母音発声の音響解析に基づくALS患者の分類
- Authors: Maxim Vashkevich and Yulia Rushkevich
- Abstract要約: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS)は急速に進行する経過を用いる不治の神経学的障害です。
ALSの初期の症状は、摂食と発話が困難である。
本研究では,健常者とALS患者を分離する自動システムに対する音声評価手法を提案する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.7106986689736825
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Amyotrophic lateral sclerosis (ALS) is incurable neurological disorder with
rapidly progressive course. Common early symptoms of ALS are difficulty in
swallowing and speech. However, early acoustic manifestation of speech and
voice symptoms is very variable, that making their detection very challenging,
both by human specialists and automatic systems. This study presents an
approach to voice assessment for automatic system that separates healthy people
from patients with ALS. In particular, this work focus on analysing of sustain
phonation of vowels /a/ and /i/ to perform automatic classification of ALS
patients. A wide range of acoustic features such as MFCC, formants, jitter,
shimmer, vibrato, PPE, GNE, HNR, etc. were analysed. We also proposed a new set
of acoustic features for characterizing harmonic structure of the vowels.
Calculation of these features is based on pitch synchronized voice analysis. A
linear discriminant analysis (LDA) was used to classify the phonation produced
by patients with ALS and those by healthy individuals. Several algorithms of
feature selection were tested to find optimal feature subset for LDA model. The
study's experiments show that the most successful LDA model based on 32
features picked out by LASSO feature selection algorithm attains 99.7% accuracy
with 99.3% sensitivity and 99.9% specificity. Among the classifiers with a
small number of features, we can highlight LDA model with 5 features, which has
89.0% accuracy (87.5% sensitivity and 90.4% specificity).
- Abstract(参考訳): 筋萎縮性側索硬化症(ALS)は,急速に進行する神経疾患である。
ALSの初期の症状は、摂食と発話が困難である。
しかし、音声症状や音声症状の早期の音響症状は非常に変化しており、人間の専門医や自動システムによる検出は非常に困難である。
本研究では,健常者とALS患者を分離する自動システムのための音声評価手法を提案する。
特に,als患者の自動分類を行うために,母音/a/,/i/の持続音韻分析に焦点をあてた。
mfcc、formants、jitter、shimmer、vibrato、ppe、gne、hnrなど、幅広い音響特徴がある。
分析されました
また,母音の高調波構造を特徴付ける新しい音響特徴のセットを提案する。
これらの特徴の計算はピッチ同期音声解析に基づく。
線形判別分析(LDA)を用いて,ALS患者と健常者による発声の分類を行った。
LDAモデルに最適な特徴サブセットを見つけるために,いくつかの特徴選択アルゴリズムが試験された。
実験の結果、LASSO特徴選択アルゴリズムによって選択された32の特徴に基づく最も成功したLDAモデルは、99.3%の感度と99.9%の特異性で99.7%の精度で達成された。
少数の特徴を持つ分類器の中で、89.0%の精度(感度87.5%、特異度90.4%)を持つ5つの特徴を持つLDAモデルを強調することができる。
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