Tesis Maestria MIT Análisis de frecuencia y energía en señales pulmonares

Capitulo III: Vectores MFCC y Señales del Pulmón.

3.1. MFCC

Una de la areas mas importantes en el proceso de reconocimiento de señales acusticas es el procesado de señales, la cual convierte la forma de onda en una representación parametrica.

Entre las tecnicas mas utilizadas para el procesamiento de señales se se encuentran los Coeficientes Cepstrales en Frecuencia Mel (MFCC por sus siglas en ingles), Codificacion Lineal Predictiva (LPC) y La Predicion Lineal Perceptual (PLP).

Para la obtención de los parámetros es la codificacion MFCC, estos coeficientes son la representación de las concentraciones de energia y los anchos de frecuencia de la señal. Empleando esta tecnica para la obtención de vectores, se logran 26 coeficientes para cada trama de señal acústica en intervalos de 10mS.

Los MFCC proveen un alto grado de reduccion de datos mediante el uso directo de la densidad del poder espectral a partir de que el poder espectral en cada trama puede representarse

El reconocimiento automático de locutor puede obtenerse mediante varios métodos, los más comunes son:

· Dependencia de locutor.

· Independencia de locutor.

· Reconocimiento de elocuciones aisladas.

3.1.1. Dependencia de Locutor:

3.2. Sistema Respiratorio:

El sistema respiratorio consiste en vías aéreas, pulmones y músculos respiratorios que regulan el movimiento del aire tanto adentro como afuera del cuerpo dando paso al intercambio de gases el cual es el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono [Setter, 1996]. La figura 3.X muestra la composición del sistema respiratorio.

Figura 3.X. Sistema Respiratorio

Dentro del sistema alveolar de los pulmones, las moléculas de oxigeno y dióxido de carbono se intercambian pasivamente, por difusión, entre el entorno gaseoso y la sangre. Así, el sistema respiratorio facilita la oxigenación con la expulsión del dióxido de carbono y otros gases que son desechados por el organismo [Rouvière, Delmas, 1996].

El sistema también ayuda a mantener el balance entre ácidos y bases en el cuerpo a través de la eficiente remoción de dióxido de carbono de la sangre.

La función del aparato respiratorio consiste en desplazar volúmenes de aire desde la atmósfera a los pulmones y viceversa. Lo anterior es posible gracias a la ventilación, la cual es un proceso cíclico que consta de dos etapas: la inspiración, que es la entrada de aire a los pulmones, y la espiración, que es la salida [Gray, 1995].

La definición de los órganos del sistema respiratorio es la siguiente:

· Vía Nasal: Consiste en dos amplias cavidades cuya función es permitir la entrada del aire, el cual se humedece, limpia y calienta a una determinada temperatura a través de unas estructuras llamadas pituitarias.

· Faringe: es un conducto muscular, membranoso que ayuda a que el aire se vierta hacia las vías aéreas inferiores.

· Epiglotis: es una membrana que impide que los alimentos entren en la laringe y en la tráquea al tragar. También marca el límite entre la orofaringe y la laringofaringe.

· Laringe: es un conducto cuya función principal es la filtración del aire inspirado. Además, permite el paso de aire hacia la tráquea y los pulmones y se cierra para no permitir el paso de comida durante la deglución si la propia no la ha deseado y tiene la función de órgano fonador, es decir, produce el sonido.

· Tráquea: Brinda una vía abierta al aire inhalado y exhalado desde los pulmones.

· Bronquio: Conduce el aire que va desde la tráquea hasta los bronquiolos.

· Bronquiolo: Conduce el aire que va desde los bronquios pasando por los bronquiolos y terminando en los alvéolos.

· Alvéolo: Permite el intercambio gaseoso, es decir, en su interior la sangre elimina el dióxido de carbono y recoge oxígeno.

· Pulmones: La función de los pulmones es realizar el intercambio gaseoso con la sangre, por ello los alvéolos están en estrecho contacto con capilares.

· Músculos intercostales: La función principal de los músculos respiratorios es la de movilizar un volumen de aire que sirva para, tras un intercambio gaseoso apropiado, aportar oxígeno a los diferentes tejidos.

· Diafragma: Músculo estriado que separa la cavidad toráxica (pulmones, mediastino, etc.) de la cavidad abdominal (intestinos, estómago, hígado, etc.). Interviene en la respiración, descendiendo la presión dentro de la cavidad toráxica y aumentando el volumen durante la inhalación y aumentando la presión y disminuyendo el volumen durante la exhalación.

Las vías nasales se conforman de:

· Células sensitivas.

· Nervio olfativo.

· Pituitaria.

· Cornetes.

· Fosas nasales.

3.3. Señales Pulmonares Normales

3.4. Señales Pulmonares Anormales

3.4.1. Wheezes

3.4.2. Crepitaciones

3.5. Otras Señales Pulmonares

3.5.2. Grunting

3.5.3. Squeaks y Squawks

3.5.4. Friction Rub