Análise do efeito de variações acústicas não estacionárias em sinais de voz afetados por patologias laríngeas

Abstract

A análise acústica é uma abordagem associada ao processamento digital de sinais (PDS) que desempenha um papel auxiliar no contexto da avaliação de distúrbios da voz. Por meio de técnicas de PDS, é possível extrair informações que podem ser características relevantes do sistema de produção vocal. Ao digitalizar e processar o sinal de voz, profissionais de saúde podem detectar alterações sutis na qualidade vocal que podem estar associadas a patologias, permitindo diagnósticos mais precisos e intervenções terapêuticas adequadas. Neste trabalho é realizado um estudo sobre a análise acústica baseada na não estacionariedade dos sinais de voz. Assim, é investigado como variações acústicas não estacionárias podem afetar a classificação de sinais de laringes saudáveis e patológicas. O Índice de Não-Estacionariedade (INS – Index of Non-Stationarity) é empregado como medida do grau de não estacionariedade da voz. De maneira mais detalhada, dois estudos de caso são conduzidos: 1) uso do INS como medida acústica; e 2) uso do INS para estabelecer o tamanho de segmento ideal para extração de outras medidas acústicas. Dois classificadores são utilizados neste trabalho: LDA (Linear Discriminant Analysis) e QDA (Quadratic Discriminant Analysis). Como resultados do estudo de caso 1, é verificado que a combinação de escalas de observação do INS proporciona um desempenho de classificação acima de 90% de acurácia. No contexto do estudo de caso 2, é observado que a utilização de segmentação adaptativa baseada em INS proporciona um desempenho de classificação acima de 92% de acurácia. Então, o desenvolvimento deste trabalho traz como principal contribuição a observação de que o INS é uma característica relevante da voz, tendo potencial para ser aplicado no contexto da classificação de distúrbios vocais.