Analisis De Voz

˜ Extracci´ n de Par´ metros de Senales de Voz usando o a T´ cnicas de An´ lisis en Tiempo-Frecuencia e a

F.A. Sep´ lveda u

Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ingenier´a y Arquitectura ı Departamento de Electricidad, Electr´ nica y Computaci´ n o o Manizales, Colombia 2004

˜ Extracci´ n de Par´ metros de Senales de Voz usando o a t´ cnicas de An´ lisis enTiempo-Frecuencia e a

F. A. Sep´ lveda u

Tesis para optar al t´tulo de ı Magister en Automatizaci´ n Industrial o

Director Prof. Germ´ n Castellanos Dom´nguez a ı

Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Facultad de Ingenier´a y Arquitectura ı Departamento de Electricidad, Electr´ nica y Computaci´ n o o Manizales, Colombia 2004

Feature Extraction of Speech Signals usingTime-Frecuency Analysis

by F. A. Sep´ lveda u

A thesis submitted to the Posgraduate Program “Industrial Automation” in partial fulfillment of the requirements for the Master Degree

Thesis Director German Castellanos

Universidad Nacional de Colombia Sede Manizales Manizales, Colombia 2004

A mi hermosa familia, por su amor inagotable.

Este trabajo se realiza en el marco del proyecto An´lisis ac´ stico de voz y de posturas labiales en a u pacientes de 5 a 15 a˜ os con LPH corregido en la zona centro del pa´s, financiado por COLCIENn ı CIAS.

´ Indice general
Contenido ´ Indice de figuras ´ Indice de cuadros Resumen 1. Introduction Abstract ¨ı 2. Fisiolog´a y lingu´stica del habla ı 2.1. Mecanismo de producci´ n de la voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.2. Elsistema auditivo humano . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3. Clasificaci´ n de los sonidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 2.4. Patolog´a de la voz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ı 2.4.1. Disfon´a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ı 2.4.2. Afon´a . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ı 2.4.3. Labio y/o paladar hendido . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.4. Incompetencia velofar´ngea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ı ˜ 3. Representaci´ n no-estacionaria de senales de voz o 3.1. Representaciones en Tiempo-frecuencia . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.1. Transformadaenventanada de Fourier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1.2. Transformada de Wigner-Villle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

III

V

VI

VIII

1 1 3 3 5 7 9 9 10 12 12 15 15 15 17

I

3.1.3. Transformada wavelet continua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2. Transformada wavelet discreta . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1. Marcos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2. An´ lisis de multiresoluci´ n y banco de filtros . . . . . . . . . . . . . . . . a o 3.2.3. Transformada wavelet di´ dica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . a 3.2.4. Caracter´sticas de la wavelet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ı 4. Selecci´ n de bases o 4.1. Wavelet packets . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1. Funciones de costo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.2. Algoritmo de best basis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2. Selecci´ n de la wavelet madre para la estimaci´ n del pitch . . . . . . . . . . . . . o o 4.3. Selecci´ n de bases discriminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . o 4.3.1. Medidas discriminates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.3.2. El algoritmo Local Discriminant Bases . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Estimaci´ n de caracter´sticas de voz usando transformada wavelet o ı 5.1. Segmentaci´ n de los tipos de voz sonoro/sordo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . o 5.2. Frecuencia Fundamental . . . . . . . . . ....