Tremor e vibrato humanos: mediação de taxa, profundidade e regularidade no movimento demembros,na voz e no contrabaixo acústico

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Tremor e vibrato humanos: mediação de taxa, profundidade e regularidade no movimento demembros,na voz e no contrabaixo acústico

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Title: Tremor e vibrato humanos: mediação de taxa, profundidade e regularidade no movimento demembros,na voz e no contrabaixo acústico
Author: Jose Eduardo de Carvalho Silva
Orientador: Maurilio Nunes Vieira
Co-orientador: Hani Camille Yehia
Banca:
Presidente: Maurilio Nunes Vieira
Membro: Ana Cristina Cortes Gama; Carlos Julio Tierra Criollo; Paulo Fernando Seixas
Subject: Engenharia elétrica Teses.
Palavra-chave: Engenharia Elétrica
Date: 18-08-2010
Publisher: UFMG
Abstract: Este trabalho investigou o tremor e o vibrato humanos. Foram avaliados algoritmos para a medição da taxa, da profundidade e da regularidade em três tipos de sinal: (i) tremor em membros superiores; (ii) voz falada e cantada e (iii) notas prolongadas no contrabaixo acústico. As análises foram feitas medindo-se flutuações de baixa freqüência (4-15 Hz), tanto na serie temporal da freqüência fundamental (F0) dos sinais quanto nas respectivas envoltórias. Foram investigadas três técnicas para analise de modulações em amplitude e em freqüência: sinal analítico, operador de Teager e análise de Fourier. Os dois primeiros apresentaram dificuldades para lidar com sinais multicomponentes, como é o caso da voz e música, enquanto o método de Fourier mostrou-se mais eficiente. Os valores médios obtidos com a análise de Fourier foram: (a) 4,7 Hz (taxa) e 19,83 Hz (profundidade) para tremor em membros; (b) 4,8 Hz (taxa) e 3,98% (profundidade) para tremor em voz falada; (c) 5,7 Hz (taxa) e 3,12% (profundidade) para vibrato em voz cantada; e (d) 5,0 Hz (taxa) e 0,96% (profundidade) para vibrato em contrabaixo. O método de Fourier não se mostrou adequado para rastrear a evolução temporal da taxa e da profundidade das modulações. Para tentar contornar esta limitação, foi proposta uma técnica baseada na função de autocorrelação que mede a similaridade entre ciclos da curva de F0 ao longo do tempo. Os resultados da aplicação deste método em sinais de tremor/vibrato sugerem que ele possa ser usado para medir a regularidade da freqüência fundamental, mas ainda é preciso avaliá-lo melhor em trabalhos futuros.
Resumo em lingue estrangeira: This work invetigated human tremor and vibrato. Algorithms for rate, extent and regularity measurements were evaluated in three signals: (i) tremor in upper limbs; (ii) spoken and sung voice; and (iii) long duration notes in the double bass. The study was carried out by measuring low frequency fluctuations (4-15 Hz) in the fundamental frequency series (F0) and in the signals envelope. Three techniques for amplitude and frequency modulation analysis were studied: analytic signal, Teagers operator, and Fourier analysis. The first two presented difficulties with multicomponent signals such as voice and music, while the Fourier method was more efficient. The mean values measured with Fourier analysis were (a) 4.7 Hz (rate) and 19.83 Hz (extent) for tremor in limbs; (b) 4.8 Hz (rate) and 3.98% (extent) for tremor in spoken voice; (c) 5.7 Hz (rate) and 3.12% (extent) for vibrato in sung voice; and (d) 5.0 Hz(rate) and 0.96% (extent) for vibrato in double bass. The Fourier method was not suitable to track the modulation rate and extent temporal behavior. To overcome this limitation, a technique was proposed based on the autocorrelation function to measure the similarity between F0 cicles over time. Results of application of this method to tremor/vibrato signal suggest that it can be used to measure the fundamental frequency regularity, but it still needs to be better evaluated in future works.
URI: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-8EUR7C

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