X-Vectors: New Quantitative Biomarkers for Early Parkinson's Disease Detection From Speech
Notice bibliographique
Résumé
Many articles have used voice analysis to detect Parkinson's disease (PD), but few have focused on the early stages of the disease and the gender effect. In this article, we have adapted the latest speaker recognition system, called x-vectors, in order to detect PD at an early stage using voice analysis. X-vectors are embeddings extracted from Deep Neural Networks (DNNs), which provide robust speaker representations and improve speaker recognition when large amounts of training data are used. Our goal was to assess whether, in the context of early PD detection, this technique would outperform the more standard classifier MFCC-GMM (Mel-Frequency Cepstral Coefficients-Gaussian Mixture Model) and, if so, under which conditions. We recorded 221 French speakers (recently diagnosed PD subjects and healthy controls) with a high-quality microphone and via the telephone network. Men and women were analyzed separately in order to have more precise models and to assess a possible gender effect. Several experimental and methodological aspects were tested in order to analyze their impacts on classification performance. We assessed the impact of the audio segment durations, data augmentation, type of dataset used for the neural network training, kind of speech tasks, and back-end analyses. X-vectors technique provided better classification performances than MFCC-GMM for the text-independent tasks, and seemed to be particularly suited for the early detection of PD in women (7-15% improvement). This result was observed for both recording types (high-quality microphone and telephone).
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».