病理语音的特征提取与分类研究

摘要

病理语音是发声系统发生病变时产生的语音。发声系统发生病变会引起语音信号特征的改变。而通过对语音信号分析以完成对病变的诊断具有非入侵性、客观性、便利性，因而基于病理语音的诊断与分析已经成为了当前的研究热点。然而由于发声系统结构的复杂性，致使疾病的来源非常难确定，故病理语音特征与疾病特性间的对应关系分析研究还处在探索阶段。本文针对病理语音的诊断方法进行了研究，主要有以下几个方面的工作：
　　1.对病理语音的传统声学特征进行了分析，提取了病理语音的传统声学特征构造出病理语音基础声学特征包（BAFS），包括430维特征。
　　2.针对传统声学特征建立在语音信号短时平稳的基础上，不能较好的体现非平稳信号的动态变化问题，利用S变换能够较好的反映非平稳信号局部特征的特性，提出了一种新的基于S变换的特征。并将其与MFCC特征进行了对比，显示了其良好的表达病理的能力。
　　3.鉴于传统的声学分析均是从语音信号的线性角度出发，忽略了其非线性特征。本文从非线性角度对病理语音进行分析，提取了病理语音三种非线性特征作为对声学特征的补充，构造出较为完整的病理语音特征集。
　　4.针对上述提取的特征集维数高问题，提出了一种新的基于可视化技术的特征融合与降维方法。该方法利用了可视化特征很好的表示特征间的结构特性，能够很好的对特征进行融合的特点及F-Score能够对特征进行重要性评测的特点，达到了很好的特征融合与降维的目的。并将其与粒子群特征选择算法进行了对比，显示了其高效性。
　　5.本文根据上述研究构建了病理语音诊断系统，包括诊断模块、挂号模块、药剂管理模块、教学模块，帮助。其中诊断模块完成对病理语音的特征提取、特征降维与识别分类。本系统能够为病理语音的临床辅助诊断起到一定的帮助。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪 论

1.1 课题来源

1.2 课题研究背景及意义

1.3 病理语音国内外研究现状

1.4 论文的主要研究内容

第2章 病理语音的声学特征提取研究

2.1引言

2.2传统声学特征提取

2.3基于S变换的特征提取

2.4实验与结果分析

2.5本章小结

第3章 基于非线性的病理语音特征提取

3.1引言

3.2相空间重构

3.3 非线性特征提取

3.4实验与结果分析

3.5本章小结

第4章 特征融合与降维方法研究

4.1引言

4.2降维的数学描述

4.3基于可视化技术的特征融合与降维方法

4.4基于粒子群的特征选择算法

4.5实验与结果分析

4.6本章小结

第5章 病理语音诊断系统的构建

5.1系统设计

5.2功能模块的实现

5.3本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

声明

致谢