Avaliação da transformada de hilbert-huang na detecção de desvios vocais

Abstract

O distúrbio vocal é identificado por qualquer dificuldade ou alteração na emissão vocal que dificulta a produção natural de voz, não cumprindo a transmissão da mensagem verbal e/ou emocional. Tais distúrbios podem influenciar negativamente na qualidade de vida de um indivíduo, podendo limitar a comunicação no trabalho, como em outros aspectos sociais. O diagnóstico de uma alteração vocal é um processo que precisa combinar diversas técnicas de avaliação e análise. As técnicas de análise de sinais em tempo-frequência são apropriadas para estudar os sinais biomédicos, como a voz, pois são sinais que se caracterizam por apresentar conteúdo relevante tanto no domínio do tempo quanto da frequência. Um método para análise de sinais não lineares e não estacionários é a transformada de Hilbert-Huang. Este estudo objetivou avaliar a aplicabilidade da transformada de Hilbert-Huang na detecção de desvios vocais. Foram considerados dois estudos de caso para a aplicação da transformada de Hilbert-Huang: 1) Análise acústica de sinais de vozes saudáveis e desviadas (rugosidade, soprosidade e tensão); e 2) Análise acústica do grau de distúrbios. A base de dados foi cedida pelo Laboratório Integrado de Estudos da Voz, do Departamento de Fonoaudiologia da Universidade Federal da Paraíba, da qual foram selecionados 116 sinais de voz de pessoas do sexo masculino e feminino com idade superior a 18 anos e inferior a 65 anos. Como etapas do processo, foram realizadas extração de características por meio da transformada de Hilbert-Huang; a avaliação do potencial discriminativo por meio de análises estatísticas através de testes de hipóteses; classificação dos sinais usando um classificador Multilayer Perceptron (MLP) com o algoritmo de aprendizado supervisionado do gradiente conjugado escalonado. Foi avaliado o desempenho do sistema de classificação e verificou-se que a característica individual com maior potencial discriminativo foi a amplitude instantânea ponderada pela frequência instantânea, extraída na quinta função intrínseca de modo, discriminando vozes normais e desviadas, com acurácia de 92,67% 4,52%. Quando as características foram combinadas, atingiu-se uma acurácia de 100%, na discriminação entre os sinais de vozes normais e com desvio soprosidade e entre sinais de vozes normais e com desvio rugosidade. Diante dos resultados obtidos, sugere-se o uso da transformada de Hilbert-Huang por parte dos profissionais e pesquisadores na área de voz, uma vez que por meio desta é possível auxiliar no processo de análise, classificação e tomada de decisão clínica no diagnóstico e no tratamento de pacientes com distúrbios vocais.