Ambulatory Phonation Monitoring With Wireless Microphones Based on the Speech Energy Envelope: Algorithm Development and Validation
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: Voice disorders mainly result from chronic overuse or abuse, particularly in occupational voice users such as teachers. Previous studies proposed a contact microphone attached to the anterior neck for ambulatory voice monitoring; however, the inconvenience associated with taping and wiring, along with the lack of real-time processing, has limited its clinical application. OBJECTIVE: This study aims to (1) propose an automatic speech detection system using wireless microphones for real-time ambulatory voice monitoring, (2) examine the detection accuracy under controlled environment and noisy conditions, and (3) report the results of the phonation ratio in practical scenarios. METHODS: We designed an adaptive threshold function to detect the presence of speech based on the energy envelope. We invited 10 teachers to participate in this study and tested the performance of the proposed automatic speech detection system regarding detection accuracy and phonation ratio. Moreover, we investigated whether the unsupervised noise reduction algorithm (ie, log minimum mean square error) can overcome the influence of environmental noise in the proposed system. RESULTS: The proposed system exhibited an average accuracy of speech detection of 89.9%, ranging from 81.0% (67,357/83,157 frames) to 95.0% (199,201/209,685 frames). Subsequent analyses revealed a phonation ratio between 44.0% (33,019/75,044 frames) and 78.0% (68,785/88,186 frames) during teaching sessions of 40-60 minutes; the durations of most of the phonation segments were less than 10 seconds. The presence of background noise reduced the accuracy of the automatic speech detection system, and an adjuvant noise reduction function could effectively improve the accuracy, especially under stable noise conditions. CONCLUSIONS: This study demonstrated an average detection accuracy of 89.9% in the proposed automatic speech detection system with wireless microphones. The preliminary results for the phonation ratio were comparable to those of previous studies. Although the wireless microphones are susceptible to background noise, an additional noise reduction function can alleviate this limitation. These results indicate that the proposed system can be applied for ambulatory voice monitoring in occupational voice users.
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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 | 0,004 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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 ».