基于高斯混合模型的咳嗽音检测方法

快速准确地检测出采集录音中的咳嗽部分对许多呼吸道疾病的临床诊断有着重要意义。使用梅尔频率倒谱系数(MFCC)作为特征参数来分析所要处理的声音信号,并用多组训练数据分别为采集录音中的咳嗽音、说话声、笑声、清喉音等数据各建立两个高斯混合模型(GMM),将每类数据得到的两个GMM进行线性组合得到最终的表示每类数据的概率模型,进而实现对咳嗽音部分的检测。在此基础上引入了小波去噪理论,分别对每段数据去噪并进行端点检测。仿真实验结果表明所提方法能够有效提高系统的识别性能。

基于无线传感器网络的咳嗽音检测系统研究

咳嗽音是众多疾病常见的重要症状之一,包含极其重要的临床信息。针对目前多参数无线家庭监护系统忽视此重要生理参数的现状,设计了一种基于无线传感器网络的咳嗽音检测系统,选用SPCE061A单片机和CC2430无线收发模块共同构建了关键节点的硬件平台和软件平台,并运用短时能量和过零率的双门限算法检测信号。测试结果表明:该系统可以实现咳嗽音信号的实时采集和有效传输,并成功定位咳嗽音,准确率达到90%以上。

经验模态分解在咳嗽音检测中的应用

咳嗽是众多呼吸道疾病中常见的重要病症之一,具有极其重要的临床信息。本文提出了一种基于经验模态分解(EMD)和Teager能量算子的咳嗽音识别特征,与传统方法提取的美尔倒谱参数相比,EMD方法的特征参数在个数上有大幅度的下降。试验证明,EMD方法的特征参数在高信噪比环境下的咳嗽音检测中是行之有效的。

基于改进MFCC和短时能量的咳嗽音身份识别

介绍了基于咳嗽音信号的身份识别方法。针对咳嗽音信号的短时突发特点,提出了一种适合咳嗽音的改进MFCC特征参数MFCC_N,然后将MFCC_N与短时能量(E)作为组合特征参数应用于身份识别系统中。在MATLAB 7.0平台上实现基于GMM的咳嗽音身份识别系统,分别提取咳嗽音信号的MFCC、MFCC+△MFCC和MFCC_N+E作为识别参数进行对比实验。实验结果表明,采用提出的组合特征参数MFCC_N+E进行身份识别是可行有效的,与传统参数MFCC、MFCC+△MFCC相比,采用特征参数MFCC_N+E的识别系统具有较高的识别率和较低的计算复杂度。

创伤性颈脊髓损伤患者咳嗽音一般特征及其与呼吸肌力量的相关性

目的分析创伤性颈脊髓损伤(TCSCI)患者咳嗽音的一般特征,并探讨其与呼吸肌力量的相关性。方法选取南部战区总医院收治的29例TCSCI患者作为TCSCI组,并随机选取同时段的26例非TCSCI患者作为对照组。分别收集患者咳嗽音信号、呼吸肌力量指标最大吸气压力(MIP)和最大呼气压力(MEP),同时记录2组患者年龄、身高、体质量以及基础疾病等基线资料,记录TCSCI组ASIA分级、损伤节段以及呼吸衰竭发生情况。分析比较2组咳嗽音差异及其与MIP、MEP的相关性,并探讨咳嗽音指标对呼吸衰竭的预测价值。结果2组患者基线资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。TCSCI组咳嗽音评分高于对照组(P<0.01),MIP、MEP、咳嗽峰值流量(CPF)、最大强度、平均强度、有效声压及声压级均低于对照组(P<0.01)。相关性分析显示,咳嗽音评分与MIP、MEP呈负相关(P<0.01),CPF、最大强度、平均强度、有效声压、声压级与MIP、MEP均呈正相关(P<0.01)。亚组分析显示,咳嗽音评分能很好预测TCSCI患者是否发生呼吸衰竭,曲线下面积(AUC)为0.745。结论TCSCI患者咳嗽音指标会发生显著改变且同呼吸肌力量存在相关性,可用于评估TCSCI患者呼吸功能;咳嗽音评分可作为预测TCSCI患者是否发生呼吸衰竭的指标。

基于经验模态分解分析和隐马尔可夫模型识别的咳嗽音检测

咳嗽是众多呼吸道疾病中常见的重要病症之一,其强度和发生频率提供了极其重要的临床信息。为利用这些信息,必须把咳嗽音从其他声音例如语音、清喉音、清鼻音等中分辨出来。我们提出一种基于经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)分析的咳嗽音检测方法。该方法通过应用EMD的自适应滤波器组特性,提取信号的频域能量分布以统计分析咳嗽音及语音等特征,进而找到优化特征提取的方法,并利用隐马尔可夫模型(Hidden Markov model,HMM)进行咳嗽音的检测。临床数据的实验表明,该优化方法能有效提高咳嗽音检测的正确率。

咳嗽音特征在话者识别中参考价值的相关研究

为确定声纹鉴定中咳嗽音声纹特征的应用价值,录制30名条件相近、身体健康发音人的咳嗽声各3组样本。将样本输入OTExpert法庭语音分析工作站,并对各样本的宽带语谱、LPC频谱、MFCC倒谱、信号能量谱图进行分析比较。相同个体样本的咳嗽音与不同个体的咳嗽音相比较,在共振峰频率与过渡形态、基频参数、音强曲线的差异性,前者明显小于后者,但相比普通语音个体稳定性较弱。单一咳嗽音特征在话者识别中具有参考价值,但不能作为同一认定的标准。

语音端点检测算法在猪咳嗽检测中的应用研究

针对大型养猪场疫病防治工作中人工诊断效率低下的问题,对猪患病时发出的咳嗽声音进行研究,提出了猪咳嗽声自动化检测方案。结合猪咳嗽声音信号的特点,借鉴语音识别中广泛应用的端点检测算法,并加以改进,实现对声音信号中猪咳嗽声音的检测。该方案为猪咳嗽类疾病的人工诊断和自动化诊断提供有效信号。经150段猪咳嗽音验证表明,该检测方案检出率达96%以上,检错率低于4%,说明方法具有有效性和实用性。

咳嗽识别中的端点检测方法

端点检测是咳嗽识别过程中的一个重要环节,传统的基于短时能量和平均过零率的端点检测方法对咳嗽音检测效果不明显。针对该问题,在对咳嗽音分析的基础上采用自适应门限对传统方法进行改进。最后用实验验证了该方法对咳嗽音的端点检测的效果。

咳嗽监测评估技术研究进展

咳嗽是呼吸系统疾病常见的症状。患者多发剧烈的咳嗽音,其强度、发生频率(如间歇性持续咳嗽)、持续时间等参数都可以为医生提供重要的诊断信息。咳嗽监测评估技术可以提取上述系列诊断信息,对咳嗽的诊断、治疗、疗效评估等均具有极大价值。本文对咳嗽监测评估技术的发展进行了回顾,简要介绍了其基本原理、监测方法及仪器验证研究的成果,重点介绍了三类有仪器面世的监测评估方法,并讨论了上述评估方法在实现咳嗽诊断中存在的问题。最后对当前咳嗽诊断存在的难点问题进一步地讨论,并指出未来咳嗽监测评估技术的发展方向。

脑卒中患者自主咳嗽声学特征分析:呼吸肌训练的影响

目的:使用咳嗽声学检测技术辅助评估呼吸肌训练前后的咳嗽动作,为卒中后咳嗽能力测评提供除咳嗽峰流速(cough peak flow,CPF)检测以外的新思路。方法:卒中组(20例)进行6周的呼吸肌训练,对照组(25例)不接受训练。训练前后,在端坐位下根据随机视觉指令执行5次自主咳嗽,同时进行声音录制和CPF检测。计算每次咳嗽在时域、频域、时频域和信息域的声学参数。对卒中组训练前、训练后和对照组的声学参数进行比较,并分析其与CPF之间的相关性。结果:训练前咳嗽音峰值幅度和总耗能显著低于对照组(P<0.05)。CPF、峰值幅度、总耗能、声压均方根、峰值功率、峰强度最高频率和聚合熵,训练后都显著高于训练前(P<0.05)。对照组CPF分别与峰值幅度(r=0.67,P<0.01)和总耗能(r=0.70,P<0.01)显著正相关,卒中组训练前后CPF均与峰值幅度和总耗能无明显相关(P>0.05)。结论:呼吸肌训练6周虽可提高患者肺功能和CPF,但其声学参数提示训练未能改善咳嗽模式。咳嗽声学检测可为卒中后呼吸康复提供辅助手段。

咳嗽和清嗓的气流与声学特征分析

目的:通过分析特征性的声学参数,区分有效咳嗽与清嗓,并探究其与气流速度(峰流速)之间的相关性,为肺康复的咳嗽训练提供客观便捷的评估工具.方法:收录60例健康青年志愿者仰卧位下的10次咳嗽音和10次清嗓音,对两种动作的6个特征性声学参数进行分析和比较.进一步选取11例受试者在仰卧位下进行5次咳嗽和5次清嗓动作,同步采集声音和气流进行相关性分析.结果:咳嗽音的峰值幅度、峰值功率、峰值频率和聚合熵均显著高于清嗓音(P<0.05),咳嗽音的达峰时长占比显著低于清嗓音(P<0.01).咳嗽峰流速分别与咳嗽音的峰值幅度(r=0.6,P<0.01)和峰值功率(r=0.55,P<0.01)呈显著正相关关系.清嗓峰流速仅与清嗓音峰值幅度呈显著正相关性(r=0.37,P<0.01),与峰值功率无相关性(r=0.0037,P=0.98).结论:声学分析可用于量化区分健康青年人的咳嗽和清嗓;咳嗽音的声学参数与咳嗽峰流速具有良好正相关性.咳嗽音的声学分析可为临床咳嗽训练提供便捷的评估工具.

基于声学分析和机器学习构建咳嗽和清嗓分类模型

目的:建立气道廓清动作的声学分类器,为实施肺康复的咳嗽训练提供监测工具。方法:健康男性11例和女性15例,分别在平卧位、45°靠坐位和90°端坐位,根据随机视觉指令执行咳嗽和清嗓动作各10次,并同时录制声音,分析声音片段的时域、频域和信息域特征,由此构建声音的特征矢量用于机器学习。采用的模型包括:线性判别分析、分类回归决策树、随机森林和线性分类器型支持向量机。结果:模型间比较显示随机森林方法所建分类器具有更高的准确度(0.9162)和一致性(Kappa值为0.8323)。验证结果显示该模型无论在区分体位因素或不区分体位情况下,对咳嗽音有较高的准确度、一致性、敏感度和特异度。结论:咳嗽和清嗓动作具有声学差异,并且这种差异可以由随机森林方法构建机器学习模型加以分类,由此为肺康复治疗中采用声学手段辅助判断气道廓清动作类型提供了依据。

“咳嗽呼吸音听诊”在支气管炎的应用

临床咳嗽、憋气患者常见,常见为呼吸系统疾病,一部分患者查体肺部无啰音,其也可以为心脏疾病的症状,有时造成临床鉴别困难,我们应用'咳嗽呼吸音听诊法'听诊明显提高异常呼吸音的发生率,有助于临床诊断,总结如下。

乙酰半胱氨酸雾化治疗儿童社区获得性肺炎的疗效分析

目的评估乙酰半胱氨酸雾化吸入治疗儿童社区获得性肺炎的疗效。方法采用随机对照研究的方法,将2017年1月至2017年6月我科收治的92例社区获得性肺炎的患儿,随机分为乙酰半胱氨酸雾化试验组(46例)及对照组(46例),在给予相同的常规治疗的基础上,试验组辅以乙酰半胱氨酸雾化吸入治疗,对照组仅以常规治疗,对比两组患儿的疗效、发热时间、咳嗽持续时间、肺部啰音持续时间、住院天数以及不良反应。结果试验组中患儿咳嗽消失的时间、肺部啰音消失的时间相对于对照组患儿明显缩短,差异均有统计学意义(P均<0.05)。但是疗效、发热持续时间、住院天数相比较并无明显差异。结论乙酰半胱氨酸雾化吸入治疗儿童社区获得性肺炎能快速改善临床症状,但无明显提高治愈率,缩短住院天数,具有一定的可行性,值得临床推广。

小儿肺炎支原体感染应用个性化护理联合预见性护理的临床效果观察

探讨个性化护理联合预见性护理对小儿肺炎支原体感染的应用效果。方法:常规组小儿肺炎支原体感染患儿使用个性化护理干预,研究组患儿应用个性化护理联合预见性护理方式,对比两组患儿各项症状改善用时及指标的变化情况,得出结论。结果:研究组患者的咳嗽、发热、肺啰音等症状消退时间较短,血气指标改善程度高,并家属满意度高,与常规组护理数据差异显著(P<0.05)。结论:个性化护理依据患儿的基本病情针对性护理,预见性护理能够及时对患儿病情发展进行识别、预测,帮助病情转归,降低临床并发症,值得推广。