NeuroSpeech

NeuroSpeech is a software for modeling pathological speech signals considering different speech dimensions: phonation, articulation, prosody, and intelligibility. Although it was developed to model dysarthric speech signals from Parkinson's patients, its structure allows other computer scientists or developers to include other pathologies and/or measures. Different tasks can be performed: (1) modeling of the signals considering the aforementioned speech dimensions, (2) automatic discrimination of Parkinson's vs. non-Parkinson's, and (3) prediction of the neurological state according to the Unified Parkinson's Disease Rating Scale (UPDRS) score. The prediction of the dysarthria level according to the Frenchay Dysarthria Assessment scale is also provided

The Impact of Alcohol on L1 versus L2

Alcohol intoxication is known to affect many aspects of human behavior and cognition; one of such affected systems is articulation during speech production. Although much research has revealed that alcohol negatively impacts pronunciation in a first language (L1), there is only initial evidence suggesting a potential beneficial effect of inebriation on articulation in a non-native language (L2). The aim of this study was thus to compare the effect of alcohol consumption on pronunciation in an L1 and an L2. Participants who had ingested different amounts of alcohol provided speech samples in their L1 (Dutch) and L2 (English), and native speakers of each language subsequently rated the pronunciation of these samples on their intelligibility (for the L1) and accent nativelikeness (for the L2). These data were analyzed with generalized additive mixed modeling. Participants’ blood alcohol concentration indeed negatively affected pronunciation in L1, but it produced no significant effect on the L2 accent ratings. The expected negative impact of alcohol on L1 articulation can be explained by reduction in fine motor control. We present two hypotheses to account for the absence of any effects of intoxication on L2 pronunciation: (1) there may be a reduction in L1 interference on L2 speech due to decreased motor control or (2) alcohol may produce a differential effect on each of the two linguistic subsystems

Multi-view representation learning via gcca for multimodal analysis of Parkinson's disease

Information from different bio-signals such as speech, handwriting, and gait have been used to monitor the state of Parkinson's disease (PD) patients, however, all the multimodal bio-signals may not always be available. We propose a method based on multi-view representation learning via generalized canonical correlation analysis (GCCA) for learning a representation of features extracted from handwriting and gait that can be used as a complement to speech-based features. Three different problems are addressed: classification of PD patients vs. healthy controls, prediction of the neurological state of PD patients according to the UPDRS score, and the prediction of a modified version of the Frenchay dysarthria assessment (m-FDA). According to the results, the proposed approach is suitable to improve the results in the addressed problems, specially in the prediction of the UPDRS, and m-FDA scores

Vergleich unterschiedlicher auditiver Analysen bei Kindern mit orofazialen Spaltfehlbildungen auf Lautebene

Hintergrund: Zur objektiv-apparativen Bewertung der Sprachverständlichkeit von Kindern mit Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (LKG) werden unterschiedliche automatische Sprachverarbeitungssysteme erfolgreich eingesetzt. Im nächsten Schritt soll eine automatische, detaillierte Lautanalyse erfolgen. Dazu sind Referenzwerte in Form von auditiven Lautanalysen zwingend nötig.Material und Methoden: Wir haben hier untersucht, in welchem Maße sich auditive Bewertungen auf Lautebene von verschiedenen Bewertern unterscheiden. Sprachaufnahmen, in denen 40 LKG-Kinder die Textwörter des PLAKSS (Psycholinguistische Analyse kindlicher Sprechstörungen) artikulieren, wurden erhoben. Fünf Logopädinnen analysierten die Laute auf Hypo- und Hypernasalität, nasalen Durchschlag, Rückverlagerung, laryngeale Ersetzung, Interdentalität, Lateralität, Elision und Tension. Die Einigkeit der Bewerter wurde paarweise durch Krippendorff's alpha bzw. durch paarweise Korrelationen bestimmt.Ergebnisse: Die fünf Bewerter erreichten Korrelations-Werte in der Größenordnung von 0,8 sowie alpha-Werte in der Größenordnung von 0,7.Diskussion: Die gefundene Variabilität deckt sich mit ähnlichen Studien. Mit diesem Ergebnis wurde die Übereinstimmung der Bewerter untereinander bestimmt und somit ein Richtwert für die zu erwartende Verlässlichkeit von automatischen Lautanalyseverfahren festgelegt

Sprachenunabhängige Verständlichkeitsanalyse bei Kindern mit orofazialen Spaltfehlbildungen auf Deutsch und Italienisch mittels akustischer Modellierung

Hintergrund: Zur objektiv-apparativen Bewertung der Verständlichkeit von Kindern mit Lippen-Kiefer-Gaumenspalten (LKG) werden von der berichtenden Arbeitsgruppe für mehrere Sprachen erfolgreich Spracherkennungssysteme eingesetzt. Das Training eines Spracherkenners für verschiedene Sprachen ist dabei sehr aufwendig.In der vorliegenden Studie wurde nun untersucht, ob für eine automatische Verständlichkeitsbewertung ein sprachenabhängiger Spracherkenner zwingend erforderlich ist, oder ob die Verwendung eines rein akustisch getriebenen Ansatzes ausreicht, um sprachenunabhängig eine Bewertung abzugeben.Material und Methoden: Das System basiert auf Gaußschen Mischverteilungen. Es wurde für zwei Datensätze angewendet: 14 italienische und 35 deutsche LKG Kinder. Die Kinder wurden beim Sprechen eines Standardtextes aufgenommen. Referenzwerte für das automatische System waren für beide Gruppen auditive Verständlichkeitsbewertungen.Ergebnisse: Die Korrelation zwischen den auditiven Befunden und den Vorhersagewerten des automatischen Systems lag bei r=0,81 für die deutschen und r=0,83 für die italienischen Kinder.Diskussion: Das vorgestellte System kann also in mehreren Sprachen ohne aufwändiges Training angewendet werden. Die Verlässlichkeit der Methode ist an größeren Stichproben zu untersuchen

Automatische Stimmanalyse nach Larynxteilresektion mithilfe akustischer Sprechermodellierung

Für die objektiv-apparative Evaluierung von Stimmbewertungskriterien, wie der "Verständlichkeit", werden von der berichtenden Arbeitsgruppe automatische Spracherkennungssysteme erfolgreich eingesetzt. In dieser Studie wurde folgende Fragestellung untersucht: Muss die Auswertung zwingend eine Spracherkennung durchlaufen, oder ist die Erstellung eines rein akustischen Sprechermodells, basierend auf Gaußschen Mischverteilungen anhand eines gelesenen Textes, zur Bewertung der Stimmqualität und der Verständlichkeit ausreichend? Referenzwerte für die automatisch erhobenen Parameter waren die an Schulnoten orientierte Verständlichkeitsbewertung und die Bewertung der Gesamtqualität anhand einer visuellen Analogskala durch fünf Experten. Diese wurden mit den Vorhersagewerten einer Support-Vektor-Regression (SVR) aus dem automatischen Modell verglichen. Als Testsprecher dienten 85 Personen mit Krebserkrankungen des Kehlkopfes, davon 65 nach einer Larynxteilresektion. Die Korrelation zwischen den menschlichen Bewertungen und der Maschine lagen bei r=0,73 für die Verständlichkeit und r=0,79 für die Gesamtqualität. Im Hinblick auf die klinische Anwendung der Messmethode kann folgendes geschlossen werden: Die automatische Analyse beider Kriterien ist prinzipiell auch anhand eines rein akustischen Sprechermodells möglich

Die tracheoösophageale Ersatzstimme: Stimmhandicap versus Krankheitsbewältigung

Die tracheoösophageale Ersatzstimme TE gilt wegen ihrer Ähnlichkeit mit der ursprünglichen Stimme eines Laryngektomierten als "state of the art" der Stimmrehabilitation der Betroffenen, auch wenn sie beim Vergleich mit Normalstimmen immer "auffällig" ist. In dieser Studie, einem Teilprojekt eines von der Deutschen Krebshilfe geförderten Forschungsvorhabens, ging es um die Frage, wie die subjektive Beeinträchtigung durch die Auffälligkeit der Ersatzstimme mit Mechanismen der Krankheitsbewältigung zusammenhängt. Dafür wurden n=25 Männer im Alter von 60,7 ± 8,3 Jahren mit einer unterschiedlich guten TE (Provox-Stimmventilprothese) mit dem Voice Handicap Index VHI in der von der berichtenden Arbeitsgruppe früher vorgestellten deutschen Version sowie mit den kommerziell erhältlichen Trierer Skalen der Krankheitsbewältigung TSK untersucht. Für die Analyse wurde jeweils der Gesamtscore des VHI den Ergebnissen der Subskalen der TSK gegenübergestellt. Statistisch signifikante Korrelationen wurden bei der Gegenüberstellung des VHI mit den TSK-Subskalen "Rumination" und "Suche nach Information" gefunden, nicht jedoch für den Zusammenhang mit den Subskalen "Suche nach sozialer Einbindung", "Bedrohungsabwehr" und "Suche nach Halt in der Religion". Erstaunlicherweise besteht kein Zusammenhang des VHI mit sozial-kommunikative Aspekte berührende Mechanismen der Krankheitsbewältigung

Sprachverständlichkeit von Kindern mit Schwerhörigkeit

Hintergrund: In dieser Studie wurde die Verständlichkeit hörgeschädigter Schüler mit Hilfe des Spracherkennungsprogramms PEAKS mit einem auditiven Urteil verglichen. Zudem wurde untersucht, welche Faktoren Einfluss auf die Verständlichkeit dieser Schüler nehmen.Material und Methoden: 194 Schülern des Bildungs- und Beratungszentrums für Hörgeschädigte Stegen wurden hinsichtlich ihrer Verständlichkeit mit Hilfe von PEAKS untersucht. Die durchschnittliche Verständlichkeit wurde sowohl automatisch von PEAKS (Worterkennungsrate WR) als auch durch eine Linguistin in einem auditiven Urteil (Likert-Skala 1-5) erfasst.Ergebnisse: Die WR und das auditive Urteil der Linguistin korrelierten moderat miteinander. Schüler weiterführender Schulen sprachen signifikant verständlicher als Grundschüler. Zwischen den Schülern weiterführender Schulformen gab es dagegen keine signifikanten Differenzen. Mädchen waren verständlicher als Jungen. Schüler mit Hörschädigung erzielten eine schlechtere WR als eine Kontrollgruppe sowie eine signifikant bessere Verständlichkeit als Schüler mit einer vollständigen Lippen-Kiefer-Gaumen-Spalte, die in Freiburg operiert wurde.Diskussion: In dieser Studie konnte eine gute Kriteriumsvalidität zwischen der WR von PEAKS und einem auditiven Urteil festgestellt werden. PEAKS kann damit auch für Schüler mit Hörschädigung als effektive und ökonomische Alternative zur aufwendigen menschlichen Beurteilung in Wissenschaft und Therapie genutzt werden