Comparison of Cepstral Coefficients to Other Voice Evaluation Parameters in Patients With Occupational Dysphonia

Abstract

StreszczenieWprowadzenie: W ostatnim czasie wśród obiektywnych metod oceny głosu uznaniem cieszy się analiza akustyczna oparta na wyznaczaniu współczynników cepstralnych MFCC (mel-frequency cepstral coefficients). Celem badania była ocena ich zastosowania w diagnozowaniu dysfonii zawodowych w porównaniu z innymi subiektywnymi i obiektywnymi parametrami diagnostycznymi zaburzeń głosu. Materiał i metody: W badaniu wzięły udział 2 grupy kobiet: grupa badana -55 nauczycielek (średni wiek: 45 lat) z dysfoniami o podłożu zawodowym, potwierdzonymi badaniem laryngowideostroboskopowym, oraz grupa porównawcza -40 kobiet z głosem prawidłowym (średni wiek: 43 lata). Próbki dźwiękowe (samogłoska 'a' oraz 4 znormalizowane fonetycznie zdania) poddano analizie MFCC. Wyniki porównano z parametrami akustycznymi (z grupy jittera, z grupy shimmera, parametrem oceny szumów NHR i współczynnikiem chrypki Yanagihary), parametrem aerodynamicznym (maksymalnym czasem fonacji) i parametrami subiektywnymi (skalą percepcyjną GRBAS i wskaźnikiem niepełnosprawności głosowej VHI). Wyniki: Analiza cepstralna wykazała znaczące różnice między grupą badaną a porównawczą, istotne dla współczynników MFCC2, MFCC3, MFCC5, MFCC6, MFCC8, MFCC10, szczególnie dla MFCC6 (p < 0,001) oraz dla MFCC8 (p < 0,009), co może sugerować ich przydatność kliniczną. Z kolei w grupie badanej MFCC4, MFCC8 i MFCC10 istotnie korelowały z większością zastosowanych parametrów obiektywnych oceny głosu. Ponadto współczynnik MFCC8, który u badanych nauczycielek korelował istotnie z wszystkimi ww. 8 parametrami obiektywnymi, wykazał też istotną zależność z cechą dystynktywną A (asthenity) subiektywnej skali GRBAS, cechującej głos słaby, zmęczony. Wnioski: Analiza cepstralna, oparta na wyznaczaniu współczynników MFCC, jest dobrze rokującym narzędziem do obiektywnej diagnostyki dysfonii zawodowych, które bardziej niż inne metody analizy akustycznej odzwierciedla cechy percepcyjne głosu. Med. Pr. 2013;64(6):805-816 Słowa kluczowe: kompleksowa ocena głosu, współczynniki cepstralne MFCC, zawodowe zaburzenia głosu Abstract Background: Special consideration has recently been given to cepstral analysis with mel-frequency cepstral coefficients (MFCCs). The aim of this study was to assess the applicability of MFCCs in acoustic analysis for diagnosing occupational dysphonia in comparison to subjective and objective parameters of voice evaluation. Materials and Methods: The study comprised 2 groups, one of 55 female teachers (mean age: 45 years) with occupational dysphonia confirmed by videostroboscopy and 40 female controls with normal voice (mean age: 43 years). The acoustic samples involving sustained vowels "a" and four standardized sentences were analyzed by computed analysis of MFCCs. The results were compared to acoustic parameters of jitter and shimmer groups, noise to harmonic ratio, Yanagihara index evaluating the grade of hoarseness, the aerodynamic parameter: maximum phonation time and also subjective parameters: GRBAS perceptual scale and Voice Handicap Index (VHI). Results: ...

A Prototype System for Quantitative Assessment of Voice Fatigue

“…One of the scales that might be applied to examine the voice is the GRBAS, where consecutive letters are the abbreviations of key indicator names: Grade of hoarseness, Roughness, Breathiness, Asthenia, and Strain [7,12]. Another indirect method of voice examination is a questionnaire which evaluates the voice disabilities as a Voice Handicap Index (VHI) [6].…”