Cepstral analysis of vowels of esophageal speakers

• Autorzy: Mięsikowska M. , Radziszewski L.

Warianty tytułu

PL

Analiza cepstralna samogłosek mówców mowy przełykowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The aim of this study was to compare normal (NL) and esophageal (ES) speech signals in scope of vowels in order to show differences between signals. A discriminant analysis based on cepstral features extracted from vowels of NL and ES speech was performed. The comparison was made on the basis of the classification function coefficients and the results of the classification for each speech. Vowels recordings were acquired from 10 NL speakers and 10 ES speakers. The discriminant analysis was based on cepstral features extracted from vowel recordings, and was performed separately for NL speech and ES speech. Then a comparison between coefficients of classification functions of NL and ES vowels using the Euclidean distance was made. Based on the resulting classification matrix of NL and ES speech, the results of classification were compared. The discriminant analysis based on cepstral features showed 76% of the mean classification score for ES speech and 90% for NL speech. The Euclidean distance showed low differences between the vowel /a/ of NL speech and the vowel /a/ of ES speech and between the vowel /e/ of NL speech and the vowel /e/ of ES speech.

PL

Celem pracy było porównanie sygnału mowy normalnej (NL) i przełykowej (ES) w zakresie samogłosek w celu wykazania różnic pomiędzy sygnałami. Przeprowadzono analizę dyskryminacyjną współczynników cepstralnych uzyskanych z samogłosek mowy NL i ES. Porównania dokonano na podstawie uzyskanych współczynników funkcji klasyfikacyjnych oraz otrzymanych wyników klasyfikacji dla każdej mowy. Sygnał mowy każdej samogłoski pozyskany został od 10 mówców mowy NL i 10 mówców mowy ES. Analizę dyskryminacyjną przeprowadzono w oparciu o współczynniki cepstralne oddzielnie dla mowy NL i mowy ES. Następnie dokonano porównania uzyskanych współczynników funkcji klasyfikacyjnych samogłosek mowy NL i mowy ES, wykorzystując do tego celu odległość Euklidesa. Na podstawie macierzy klasyfikacji otrzymanej dla mowy NL i ES porównano rezultaty klasyfikacji. Analiza dyskryminacyjna w oparciu o współczynniki cepstralne wykazała 76% jako średni wynik klasyfikacji dla mowy ES, natomiast 90% dla mowy NL. Odległość Euklidesa wskazuje na najmniejsze różnice w zakresie samogłoski /a/ i /e/ mowy NL i ES.

Słowa kluczowe

EN

normal speech; esophageal speech; cepstral features; discriminant analysis; vowels recognition

PL

sygnał mowy normalnej i przełykowej; współczynniki cepstralne; analiza dyskryminacyjna; rozpoznawanie samogłosek

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2012
• Tom: R. 58, nr 11
• Strony: 968--971
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab., wzory

Twórcy

autor

Mięsikowska M.

autor

Radziszewski L.

• Kielce University of Technology, Aleja Tysiąclecia Państwa Polskiego 7, 25-314 Kielce, Poland,

Bibliografia

• [1] Kytta J.: Finnish oesophageal speech after laryngectomy: sound spectrographic and cineradiographic studies. Acta Otolaryngol, 195: 1-94, 1964.
• [2] Sisty N. L., Weinberg B.: Formant frequency characteristics of esophageal speech. Journal of Speech and Hearing Research, 15: 439-448, 1972.
• [3] van As C. J., van Ravesteijn A. M. A., Koopmans-van Beinum F. J., Hilgers F. J. M., Pols L. C. W.: Formant frequencies of Dutch vowels in tracheoesophageal speech. Institute of Phonetic Sciences, University of Amsterdam, Proceedings, 21: 143-153, 1997.
• [4] Cervera T., Miralles J. L., Gonzáles-Alvarez J.: Acoustical analysis of Spanish vowels produced by laryngectomized subjects. Journal of Speech, Language, and Hearing Research, 44: 988-996, 2001.
• [5] Liu H., Manwa L. Ng: Formant characteristics of vowels produced by Mandarin esophageal speakers. Journal of Voice, 23(2):255-260, 2009.
• [6] Manwa L. Ng., Rhoda Chu: An Acoustical and Perceptual Study of Vowels Produced by Alaryngeal Speakers of Cantonese. Folia Phoniatr Logop, 61:97-104, 2009.
• [7] Mięsikowska M., Radziszewski L., Acoustical analysis of Polish vowels of esophageal speakers, Measurements Automation and Monitoring (PAK), Vol. 57, 12 (2011).
• [8] Haderlein T., Steidl S., Noth E., Rosanowski F., Schuster M.: Automatic Recognition and Evaluation of Tracheoesophageal Speech. Proceedings LNAI 3206 (2004), p. 331-338.
• [9] Schuster M., Haderlein T., Noth E., Lohscheller J., Eysholdt U., Rosanowski F.: Intelligibility of laryngectomees’ substitute speech: automatic speech recognition and subjective rating. Eur Arch Othorinoloryngol, 263: 188-193, 2006.
• [10] Mięsikowska M., Radziszewski L.: Automatic Assessment of Vowels Intelligibility in Laryngectomized Speakers. Polish Monograph: Postępy automatyki i robotyki, Part I, pp. 366-375, 2011.
• [11] Pietruch R., Grzanka A. D.: Vowel Recognition of Patients after Total Laryngectomy using Mel Frequency Cepstral Coefficients and Mouth Contour. Journal of Automatic Control, Vol. 20 (1): 33-38, 2010.
• [12] Discriminant analysis - STATSoft Electronic Documentation: http://www.statsoft.com/textbook/discriminant-function-analysis/
• [13] Stanisz A.: Accessible statistic course, StatSoft Poland, Cracow, 2007.