Menu
EN

Vyhledávání

Lidé

prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.

Garant programu Lékařská elektronika a bioinformatika - bakalářský

Výzkumná témata

Zpracování signálů

Všechny publikace

Effect of Ageing on Acoustic Characteristics of Voice Pitch and Formants in Czech Vowels

  • DOI: 10.1016/j.jvoice.2020.02.022
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2020.02.022
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Background: The relevance of formant-based measures has been noted across a spectrum of medical, technical, and linguistic applications. Therefore, the primary aim of the study was to evaluate the effect of ageing on vowel articulation, as the previous research revealed contradictory findings. The secondary aim was to provide normative acoustic data for all Czech monophthongs. Methods: The database consisted of 100 healthy speakers (50 men and 50 women) aged between 20 and 90. Acoustic characteristics, including vowel duration, vowel space area (VSA), fundamental frequency (fo), and the first to fourth formant frequencies (F1−F4) of 10 Czech vowels were extracted from a reading passage. In addition, the articulation rate was calculated from the entire duration of the reading passage. Results: Age-related changes in pitch were sex-dependent, while age-related alterations in F2/a/, F2/u/, VSA, and vowel duration seemed to be sex-independent. In particular, we observed a clear lowering of fo with age for women, but no change for men. With regard to formants, we found lowering of F2/a/ and F2/u/ with increased age, but no statistically significant changes in F1, F3, or F4 frequencies with advanced age. Although the alterations in F1 and F2 frequencies were rather small, they appeared to be in a direction against vowel centralization, resulting in a significantly greater VSA in the older population. The greater VSA was found to be related partly to longer vowel duration. Conclusions: Alterations in vowel formant frequencies across several decades of adult life appear to be small or in a direction against vowel centralization, thus indicating the good preservation of articulatory precision in older speakers.

Korelace spektrálních momentů diadochokinetických úloh a věku dětí

  • Autoři: Maduda, S., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 100. akustický seminář. Praha: Czech Technical University in Prague, 2021. p. 61-64. ISBN 978-80-01-06888-5.
  • Rok: 2021
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Oral diadochokinetic tasks (DDK) are standard motor speech assessment tool often used in children speech-impairment assessment. While main interest of DDK tasks research is temporal domain, mostly maximal speech rate, spectral domain could also bring new insights in the speech impairment research. In this study spectra of plosive consonants obtained through the DDK tasks were compared between children from 3 to 16 years of age. Spectrum was represented by four spectral moments – single numbers describing the shape of spectrum. Spectral moments were tested for correlation with age of speakers to confirm changes in spectrum over the period of growing up. Study showed significant correlation between spectral moments and age for all plosive consonants (/p/, /t/, /k/). These results suggest differences in pronunciation of syllables /pa/-/ta/-/ka/ over time that manifest in changes of spectrum.

Modeling Dysphonia Severity as a Function of Roughness and Breathiness Ratings in the GRBAS Scale

  • Autoři: Ferrer, C.A., Aragón, E., Hdez-Díaz, M.E., de Bodt, M.S., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Englert, M., Behlau, M., Nöth, E.
  • Publikace: Proceedings of Interspeech 2021. Brno: Brno University of Technology, 2021. p. 4835-4839. ISSN 1990-9772. ISBN 9781713836902.
  • Rok: 2021
  • DOI: 10.21437/Interspeech.2021-1540
  • Odkaz: https://doi.org/10.21437/Interspeech.2021-1540
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Dysphonia comprises many perceptually deviating aspects of voice, and its overall severity perception is made by the listener according to methods of aggregating the single dimensions which are personally conceived and not well studied. Roughness and breathiness are constituent dimensions in most devised rating scales in clinical use. In this paper, we evaluate several ways to model the mapping of the overall severity as a function of the particular ratings of roughness and breathiness. The models include the simple linear averaging as well as several non-linear variants suggested elsewhere, and some minor adjustments. The models are evaluated on four datasets from different countries, allowing a more global evaluation of how the mapping is conceived. Results show the limitations of the most widely assumed linear approach, while also hinting at a need for a more uniform coverage of the sample space in voice pathology datasets. The models explored in this paper can be expanded to higher-dimensional scales.

Odhad tempa řeči u českých dětí pomocí fonémového rozpoznávače

  • Autoři: Vimr, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 100. akustický seminář. Praha: Czech Technical University in Prague, 2021. p. 83-86. ISBN 978-80-01-06888-5.
  • Rok: 2021
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    We analysed speech rate as well as articulation rate in utterances from 243 healthy Czech children between the age of 5 and 16 years by utilizing a phoneme recognizer to detect syllables and speech pauses. We observed that although this approach is believed to be relatively precise in comparison to other freely available methods there is a tendency to underestimate both speech rate and articulation rate in faster speech and overestimate in slower speech.

Acoustic Tracking of Pitch, Modal, and Subharmonic Vibrations of Vocal Folds in Parkinson's Disease and Parkinsonism

  • DOI: 10.1109/ACCESS.2019.2945874
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2019.2945874
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The prominent and early presence of dysphonia is considered a valuable marker for differentiation of idiopathic Parkinsons disease and parkinsonian syndromes. Objective quantification of vibrational regimes represented by modal and subharmonic vibrations may thus be vital for improving accuracy of diagnostic decision. The rationale for analyzing vibrational regimes is that abnormal subharmonic vibrations might be the key factor causing dysphonia in parkinsonian syndromes. This study introduces a new fully automated methodology based on robust pitch tracker for decoupling vibrations controlled by laryngeal muscles from the effect of subharmonics that provides distinguishing features of Parkinsons disease and atypical parkinsonian syndromes. We tested the method on resynthesized signals with known parameters and demonstrated that vibrations controlled by laryngeal muscles as well as subharmonics can be detected reliably with a precision that outperforms available technologies. We analysed 337 sustained vowels of 22 patients with PD, 21 patients with multiple system atrophy, 18 patients with progressive supranuclear palsy and 22 healthy controls. Our results showed that subharmonics are more prominent in atypical parkinsonian syndromes compared to Parkinsons disease. Also, increased modulation by laryngeal muscles appears to be a distinctive symptom of multiple system atrophy. Developed algorithm and proposed resynthesized voice signals provide further critical step to understanding and evaluation of dysphonia in Parkinsonism.

The sub-regional functional organization of neocortical irritative epileptic networks in pediatric epilepsy

  • DOI: 10.3389/fneur.2018.00184
  • Odkaz: https://doi.org/10.3389/fneur.2018.00184
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Between seizures irritative network generates frequent brief synchronous activity, which manifests on the EEG as interictal epileptiform discharges (IEDs). Recent insights into the mechanism of IEDs at the microscopic level have demonstrated a high variance in the recruitment of neuronal populations generating IEDs and a high variability in the trajectories through which IEDs propagate across the brain. These phenomena represent one of the major constraints for precise characterization of network organization and for the utilization of IEDs during presurgical evaluations. We have developed a new approach to dissect human neocortical irritative networks and quantify their properties. We have demonstrated that irritative network has modular nature and it is composed of multiple independent sub-regions, each with specific IED propagation trajectories and differing in the extent of IED activity generated. The global activity of the irritative network is determined by long-term and circadian fluctuations in sub-region spatiotemporal properties. Also, the most active sub-region co-localizes with the seizure onset zone in 12/14 cases. This study demonstrates that principles of recruitment variability and propagation are conserved at the macroscopic level and that they determine irritative network properties in humans. Functional stratification of the irritative network increases the diagnostic yield of intracranial investigations with the potential to improve the outcomes of surgical treatment of neocortical epilepsy.

Automated analysis of connected speech reveals early biomarkers of Parkinson’s disease in patients with rapid eye movement sleep behaviour disorder

  • DOI: 10.1038/s41598-017-00047-5
  • Odkaz: https://doi.org/10.1038/s41598-017-00047-5
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    For generations, the evaluation of speech abnormalities in neurodegenerative disorders such as Parkinson’s disease (PD) has been limited to perceptual tests or user-controlled laboratory analysis based upon rather small samples of human vocalizations. Our study introduces a fully automated method that yields significant features related to respiratory deficits, dysphonia, imprecise articulation and dysrhythmia from acoustic microphone data of natural connected speech for predicting early and distinctive patterns of neurodegeneration. We compared speech recordings of 50 subjects with rapid eye movement sleep behaviour disorder (RBD), 30 newly diagnosed, untreated PD patients and 50 healthy controls, and showed that subliminal parkinsonian speech deficits can be reliably captured even in RBD patients, which are at high risk of developing PD or other synucleinopathies. Thus, automated vocal analysis should soon be able to contribute to screening and diagnostic procedures for prodromal parkinsonian neurodegeneration in natural environments.

Distinct patterns of imprecise consonant articulation among Parkinson's disease, progressive supranuclear palsy and multiple system atrophy

  • DOI: 10.1016/j.bandl.2016.11.005
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.bandl.2016.11.005
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Distinct speech characteristics that may aid in differentiation between Parkinson's disease (PD), progressive supranuclear palsy (PSP) and multiple system atrophy (MSA) remain tremendously under-explored. Here, the patterns and degree of consonant articulation deficits across voiced and voiceless stop plosives in 16 PD, 16 PSP, 16 MSA and 16 healthy control speakers were evaluated using acoustic and perceptual methods. Imprecise consonant articulation was observed across all Parkinsonian groups. Voice onset time of voiceless plosives was more prolonged in both PSP and MSA compared to PD, presumably due to greater severity of dysarthria and slower articulation rate. Voice onset time of voiced plosives was significantly shorter only in MSA, likely as a consequence of damage to cerebellar structures. In agreement with the reduction of pre-voicing, MSA manifested increased number of voiced plosives misclassified as voiceless at perceptual evaluation. Timing of articulatory movements may provide important clues about the pathophysiology of underlying disease. (C) 2016 Elsevier Inc. All rights reserved.

Dysprosody Differentiate Between Parkinson’s Disease, Progressive Supranuclear Palsy, and Multiple System Atrophy

  • DOI: 10.21437/Interspeech.2017-762
  • Odkaz: https://doi.org/10.21437/Interspeech.2017-762
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinson’s disease (PD), progressive supranuclear palsy (PSP), and multiple system atrophy (MSA) are distinctive neurodegenerative disorders, which manifest similar motor features. Their differentiation is crucial but difficult. Dysfunctional speech, especially dysprosody, is a common symptom accompanying PD, PSP, and MSA from early stages. We hypothesized that automated analysis of monologue could provide speech patterns distinguishing PD, PSP, and MSA. We analyzed speech recordings of 16 patients with PSP, 20 patients with MSA, and 23 patients with PD. Our findings revealed that deviant pause production differentiated between PSP, MSA, and PD. In addition, PSP showed greater deficits in speech respiration when compared to MSA and PD. Automated analysis of connected speech is easy to administer and could provide valuable information about underlying pathology for differentiation between PSP, MSA, and PD.

ACTIVITY OF UPPER BODY MUSCLES IN DOUBLE POLING AND SKIERG WORKOUT

  • Autoři: Horyna, R., Bačáková, R., Chrástková, R., Sedlák, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Kračmar, B.
  • Publikace: Baltic Journal of Sport & Health Sciences. 2016, 101(2), 31-37. ISSN 2351-6496.
  • Rok: 2016
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Background. The aim of the study was to compare the involvement of upper body muscles during double poling and SkiErg Concept 2 workout and verify its specificity for cross-country skiing. Methods. Ten elite Czech cross-country skiers performed double poling and SkiErg workout. Electromyography of selected upper body muscles and cycle characteristics were analysed. To monitor the electrical activity of muscles, we used the device ME6000. Data were analysed using Mega Win and MATLAB software version R2012b. Results. Relative poling phase during double poling was 30.30 ± 2.02% and during SkiErg workout 54 ± 3.36%. Pre-activation of trunk flexors was significantly higher during double poling due to high and forward body position before pole plant. Pre-activation of trunk flexors was not significantly different as pre-activation of shoulder and elbow extensors during SkiErg workout. Deactivation of these muscles came significantly later during SkiErg workout. Conclusion. SkiErg cannot be considered a specific training method for cross-country skiing. It can be recommended to obtain specific power, but long-term application may cause disruption of double poling technique, especially timing of trunk flexors, shoulder and elbow extensors.

Circadian Dynamics of High Frequency Oscillations in Patients with Epilepsy

  • DOI: 10.5220/0005827602840289
  • Odkaz: https://doi.org/10.5220/0005827602840289
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    High frequency oscillations (HFOs) are novel biomarker of epileptogenic tissue. HFOs are currently used to localize the seizure generating areas of the brain, delineate the resection and to monitor the disease activity. It is well established that spatiotemporal dynamics of HFOs can be modified by sleep-wake cycle. In this study we aimed to evaluate in detail circadian and ultradian changes in HFO dynamics using techniques of automatic HFO detection. For this purpose we have developed and implemented novel algorithm to automatic detection and analysis of HFOs in long-term intracranial recordings of six patients. In 5/6 patients HFO rates significantly increased during NREM sleep. The largest NREM related increase in HFO rates were observed in brain areas which spatially overlapped with seizure onset zone. Analysis of long-term recording revealed existence of ultradian changes in HFO dynamics. This study demonstrated reliability of automatic HFO detection in the analysis of long-term intracranial recordings in humans. Obtained results can foster practical implementation of automatic HFO detecting algorithms into presurgical examination, dramatically decrease human labour and increase the information yield of HFOs

Dlouhodobá studie věkově závislých akustických charakteristik řeči

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek se zabývá dlouhodobou studií věkově závislých charakteristik akustických řeči v promluvách získaných z filmových databází zaznamenaných v letech 1985 až 2014. Věková závislost fonace je analyzována pomocí parametrů základní frekvence, jitteru a shimmeru. Pro posouzení artikulace je použito poměru formantů u vokálů a délka exploze palatálních souhlásek. Pro prozódii nebyly nalezeny žádné charakteristiky, které by byly použitelné na základě analýzy filmových archivů. Výsledky věkových závislostí jsou v souladu s předpoklady a závěry uvedenými v literatuře. Tento pilotní projekt potvrzuje možnost tvorby hodnotné studie z veřejně dostupných zdrojů.

Effects of dopaminergic replacement therapy on motor speech disorders in Parkinson's disease: longitudinal follow-up study on previously untreated patients

  • DOI: 10.1007/s00702-016-1515-8
  • Odkaz: https://doi.org/10.1007/s00702-016-1515-8
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Although speech disorders represent an early and common manifestation of Parkinson’s disease (PD), little is known about their progression and relationship to dopaminergic replacement therapy. The aim of the current study was to examine longitudinal motor speech changes after the initiation of pharmacotherapy in PD. Fifteen newly-diagnosed, untreated PD patients and ten healthy controls of comparable age were investigated. PD patients were tested before the introduction of antiparkinsonian therapy and then twice within the following 6 years. Quantitative acoustic analyses of seven key speech dimensions of hypokinetic dysarthria were performed. At baseline, PD patients showed significantly altered speech including imprecise consonants, monopitch, inappropriate silences, decreased quality of voice, slow alternating motion rates, imprecise vowels and monoloudness. At follow-up assessment, preservation or slight improvement of speech performance was objectively observed in two-thirds of PD patients within the first 3–6 years of dopaminergic treatment, primarily associated with the improvement of stop consonant articulation. The extent of speech improvement correlated with l-dopa equivalent dose (r = 0.66, p = 0.008) as well as with reduction in principal motor manifestations based on the Unified Parkinson’s Disease Rating Scale (r = −0.61, p = 0.02), particularly reflecting treatment-related changes in bradykinesia but not in rigidity, tremor, or axial motor manifestations. While speech disorders are frequently present in drug-naive PD patients, they tend to improve or remain relatively stable after the initiation of dopaminergic treatment and appear to be related to the dopaminergic responsiveness of bradykinesia.

Hypernasality associated with basal ganglia dysfunction: evidence from Parkinson’s disease and Huntington’s disease

  • DOI: 10.7717/peerj.2530
  • Odkaz: https://doi.org/10.7717/peerj.2530
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Background. Although increased nasality can originate from basal ganglia dysfunction, data regarding hypernasality in Parkinson's disease (PD) and Huntington's disease (HD) are very sparse. The aim of the current study was to analyze acoustic and perceptual correlates of velopharyngeal seal closure in 37 PD and 37 HD participants in comparison to 37 healthy control speakers. Methods. Acoustical analysis was based on sustained phonation of the vowel /i/ and perceptual analysis was based on monologue. Perceptual analysis was performed by 10 raters using The Great Ormond Street Speech Assessment '98. Acoustic parameters related to changes in a 1/3-octave band centered on 1 kHz were proposed to reflect nasality level and behavior through utterance. Results. Perceptual analysis showed the occurrence of mild to moderate hypernasality in 65% of PD, 89% of HD and 22% of control speakers. Based on acoustic analyses, 27% of PD, 54% of HD and 19% of control speakers showed an increased occurrence of hypernasality. In addition, 78% of HD patients demonstrated a high occurrence of intermittent hypernasality. Further results indicated relationships between the acoustic parameter representing fluctuation of nasality and perceptual assessment (r D 0:51, p<0:001) as well as the Unified Huntington Disease Rating Scale chorea composite subscore (r D0:42, pD0:01). Conclusions. In conclusion the acoustic assessment showed that abnormal nasality was not a common feature of PD, whereas patients with HD manifested intermittent hypernasality associated with chorea.

Robustní detektor základní frekvence hlasivek pro dysartrickou řeč

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Studie prezentuje robustní metodu pro detekci základní frekvence hlasivek (F0) u dysartrické řeči. Pro účely validace byly vytvořeny repliky fonací na základě parametrů obálka F0, jitter, shimmer a harmonic-to-noise ratio, které byly získány pomocí ročně kontrolovaného měření programem PRAAT z rozsáhlé databáze 345 nahrávek pokrývající všechny základní fonační nedostatky dysartrické řeči. Metoda je založena na výběru maximálně věrohodného kandidáta F0 ze spektrální analýzy vzhledem k pravděpodobnostnímu modelu F0 predikovaného Kalmánovým filtrem. Metoda je schopna detekovat intervaly skoků F0 o oktávu dolů pomocí kepstrální analýzy. Při porovnání s konvenčními metodami (PRAAT, DYPSA, RAPT, PEFAC, SHRP) dosáhla prezentovaná metoda vysoké přesnosti detekce.

Speech changes after coordinative training in patients with cerebellar ataxia: A pilot study

  • DOI: 10.1007/s10072-015-2379-7
  • Odkaz: https://doi.org/10.1007/s10072-015-2379-7
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Objectives: Although rehabilitative training is a necessary adjunct in the management of gait ataxia, it remains unknown whether the possible beneficial effect of intensive coordinative training may translate to activities of daily living, which are closely connected with postural alignment. The aim of the present study was to examine the effectiveness of a 2-week intensive coordinative motor training on speech production. Methods: Speech and motor performances in a cohort of 10 individuals with cerebellar degeneration were examined three times; before the introduction of training; directly and four weeks after the last training session. Each patient was instructed to perform a speaking task of fast syllable repetition and monologue. Objective acoustic analyses were used to investigate six key aspects of speech production disturbed in ataxic dysarthria including accuracy of consonant articulation, accuracy of vowel articulation, irregular alternating motion rates, prolonged phonemes, slow alternating motion rates and inappropriate segmentation. Results: We found that coordinative training had a mild beneficial effect on speech in cerebellar patients. Immediately after the last training session, slight speech improvements were evident in all 10 patient. Furthermore, follow-up assessment performed 4 weeks later revealed that 90% of the patients showed better speech performance than before initiation of the therapy.

ANALYSIS OF HIGH-FREQUENCY ACTIVITY IN ELECTROENCEPHALOGRAM OF ANIMAL EPILEPSY MODEL

  • Autoři: Havel, T., Kudláček, J., Jiruška, P., Ing. Petr Ježdík, Ph.D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: INTERNATIONAL WORKSHOP ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE FOR MULTIMEDIA UNDERSTANDING. Praha: Czech Technical University in Prague, 2015. ISBN 978-1-4673-8457-5.
  • Rok: 2015
  • DOI: 10.1109/IWCIM.2015.7347072
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/IWCIM.2015.7347072
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    High frequency oscillations (HFO) are believed to be a new specific biomarker of epileptogenic tissue. According to the reported findings, we hypothesized that HFOs occur more specific to the epileptogenic tissue. To test this hypothesis, we analyzed intracranial electroencephalograms (iEEG) of three subjects of animal epilepsy model. Overall 180 minutes of iEEG records were processed by the automatic high frequency activity detector and further analyzed. The dominant frequency of each segment was determined and categorized as ripples (80-200 Hz) or fast ripples (200-1000 Hz). Even though overall number of HFO detections predominate in the hemisphere where epileptic focus is located, in comparison of each brain structure separately our hypothesis cannot be fully confirmed.

Automatic detection of voice onset time in dysarthric speech

  • DOI: 10.1109/ICASSP.2015.7178790
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/ICASSP.2015.7178790
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Although a number of speech disorders reflect varying involvement of brain areas, recently published automatic speech analyses have primarily been limited to hypokinetic dysarthria in Parkinson's disease (PD). Therefore, the aim of the present study was to provide an automatic algorithm suitable for the assessment of voice onset time (VOT) in various dysarthria types.

Automatic evaluation of speech rhythm instability and acceleration in dysarthrias associated with basal ganglia dysfunction

  • DOI: 10.3389/fbioe.2015.00104
  • Odkaz: https://doi.org/10.3389/fbioe.2015.00104
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Speech rhythm abnormalities are commonly present in patients with different neurodegenerative disorders. These alterations are hypothesized to be a consequence of disruption to the basal ganglia circuitry involving dysfunction of motor planning, programming and execution, which can be detected by a syllable repetition paradigm. Therefore, the aim of the present study was to design a robust signal processing technique that allows the automatic detection of spectrally-distinctive nuclei of syllable vocalizations and to determine speech features that represent rhythm instability and acceleration. A further aim was to elucidate specific patterns of dysrhythmia across various neurodegenerative disorders that share disruption of basal ganglia function. Speech samples based on repetition of the syllable /pa/ at a self-determined steady pace were acquired from 109 subjects, including 22 with Parkinson's disease (PD), 11 progressive supranuclear palsy (PSP), 9 multiple system atrophy (MSA), 24 ephedrone-induced parkinsonism (EP), 20 Huntington's disease (HD), and 23 healthy controls. Subsequently, an algorithm for the automatic detection of syllables as well as features representing rhythm instability and rhythm acceleration were designed. The proposed detection algorithm was able to correctly identify syllables and remove erroneous detections due to excessive inspiration and nonspeech sounds with a very high accuracy of 99.6%. Instability of vocal pace performance was observed in PSP, MSA, EP and HD groups. Significantly increased pace acceleration was observed only in the PD group. Although not significant, a tendency for pace acceleration was observed also in the PSP and MSA groups. Our findings underline the crucial role of the basal ganglia in the execution and maintenance of automatic speech motor sequences. We envisage the current approach to become the first step towards the development of acoustic technologies allowing automated assessment of rhythm in dysarthrias.

CASE STUDY OF INTRACRANIAL EEG RECORDS OF PATIENTS WITH FOCAL CORTICAL DYSPLASIA TYPE I AND II

  • Autoři: Balach, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Ing. Petr Ježdík, Ph.D., Kršek, P., Jiruška, P.
  • Publikace: INTERNATIONAL WORKSHOP ON COMPUTATIONAL INTELLIGENCE FOR MULTIMEDIA UNDERSTANDING. Praha: Czech Technical University in Prague, 2015. p. 1-4. ISBN 978-1-4673-8457-5.
  • Rok: 2015
  • DOI: 10.1109/IWCIM.2015.7347080
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/IWCIM.2015.7347080
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    In this study we try to find out if it is possible to differentiate type of focal cortical dysplasia by features obtained from intracranial EEG. We compare occurrence and rates of three biomarkers present in epilepsy in patients with focal cortical dysplasia type I and II. Case study is made on long term night records of 6 pediatric patients. Detection of interictal epileptiform discharges and high-frequency oscillations is made by automated algorithms, delta brush are marked visually. Position of lesion and electrodes inside were obtained from MRI. In individual rates were not found difference on significant level. No major significance were found, but as promising seem to be ratio inside to outside rates of high-frequency oscillations and presence of delta brush, which were found

Comparison of developmental and neurogenic stuttering

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Although the full etiological nature of developmental stuttering is still unknown, the key role of disturbed basal ganglia function along with the role of dopamine system have been thoroughly discussed. Therefore, the aim of the current study was to survey the characteristics of neurogenic stuttering based on patients with Parkinson's disease (PD) and compared them to the characteristics of developmental stuttering. The database consists of 14 persons with developmental stuttering (pDS) and 14 patients with idiopathic PD. In addition, 14 sex-matched healthy controls (HC) were recruited. Each participant was instructed to perform two-minutes long monolog on given topic. Analysis of dysfluency was conducted according to the Lidcombe behavioral taxonomy of stuttering. Our results showed that pDS subjects manifested significantly more vocal blocs (p 0.01) and filling words (p 0.05) compared to PD patients. On the other hand, the neurogenic stuttering of PD was mainly characterized by incomplete syllable repetitions (p 0.05) and prolongations (p 0.01) as compared to HC. In conclusion, our study demonstrates that there seems to be more differences rather than similarities between neurogenic and developmental stuttering.

Detection of Interictal Epileptiform Discharges Using Signal Envelope Distribution Modelling: Application to Epileptic and Non-Epileptic Intracranial Recordings

  • DOI: 10.1007/s10548-014-0379-1
  • Odkaz: https://doi.org/10.1007/s10548-014-0379-1
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Interictal epileptiform discharges (spikes, IEDs) are electrographic markers of epileptic tissue and their quantification is utilized in planning of surgical resection. Visual analysis of long-term multi-channel intracranial recordings is extremely laborious and prone to bias. Development of new and reliable techniques of automatic spike detection represents a crucial step towards increasing the information yield of intracranial recordings and to improve surgical outcome. In this study, we designed a novel and robust detection algorithm that adaptively models statistical distributions of signal envelopes and enables discrimination of signals containing IEDs from signals with background activity. This detector demonstrates performance superior both to human readers and to an established detector. It is even capable of identifying low-amplitude IEDs which are often missed by experts and which may represent an important source of clinical information. Application of the detector to non-epileptic intracranial data from patients with intractable facial pain revealed the existence of sharp transients with waveforms reminiscent of interictal discharges that can represent biological sources of false positive detections. Identification of these transients enabled us to develop and propose secondary processing steps, which may exclude these transients, improving the detector’s specificity and having important implications for future development of spike detectors in general.

Effect of dopaminergic medication on speech dysfluency in Parkinson's disease: a longitudinal study

  • DOI: 10.1007/s00702-015-1363-y
  • Odkaz: https://doi.org/10.1007/s00702-015-1363-y
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Although speech dysfluencies have been hypothesized to be associated with abnormal function of dopaminergic system, the effects of dopaminergic medication on speech fluency in Parkinson's disease (PD) have not been systematically studied. The aim of the present study was, therefore, to investigate the long-term effect of dopaminergic medication on speech fluency in PD. Fourteen de novo PD patients with no history of developmental stuttering and 14 age- and sex-matched healthy controls (HC) were recruited. PD subjects were examined three times; before the initiation of dopaminergic treatment and twice in following 6 years. The percentage of dysfluent words was calculated from reading passage and monolog. The amount of medication was expressed by cumulative doses of L-dopa equivalent. After 3-6 years of dopaminergic therapy, PD patients exhibited significantly more dysfluent events compared to healthy subjects as well as to their own speech performance before the introduction of dopaminergic therapy. In addition, we found a strong positive correlation between the increased occurrence of dysfluent words and the total cumulative dose of L-dopa equivalent. Our findings indicate an adverse effect of prolonged dopaminergic therapy contributing to the development of stuttering-like dysfluencies in PD. These findings may have important implication in clinical practice, where speech fluency should be taken into account to optimize dopaminergic therapy.

Grunting in a Genetically Modified Minipig Animal Model for Huntington’s Disease – a Pilot Experiments

  • DOI: 10.14735/amcsnn20152S61
  • Odkaz: https://doi.org/10.14735/amcsnn20152S61
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Huntington’s disease (HD) is an autosomal-dominant neurodegenerative disorder characterized by the impairment of voluntary and involuntary movements, behavioral disorders and cognitive decline. Besides the main motor symptoms, voice and speech disorders have been documented in a large majority of patients with HD. The animal model of pigs is often used in preclinical studies. Although there are obvious differences in the anatomy of the articulation organs between pigs and humans, the same trends in pathophysiological mechanisms can be expected in both grunting and human phonation. The main aim of the study was therefore to design a suitable experiment that would allow for acquisition of a sufficiently long recording of grunting from as many pigs as possible. The second goal was to perform the final version of the experiment in all available pigs and to evaluate the amount and quality of the acquired recordings. The database consists of 17 HD transgenic minipigs and 16 healthy siblings. Tested variants of the experiment, performed on subgroup of four sows, were divided into four subgroups: (a) positive – feeding, (b) positive – sound stimulation, (c) negative – hindering in movement, (d) negative – unpleasant touch. The evaluation of the quality of the elicited recording was performed using audio software where pure pig grunting was selected and all acoustic artefacts deleted. The best results were reached using the experiment in which: (i) a recording device is put on the pig’s body, (ii) the pig is left alone for few minutes in the pen in order to calm down, and (iii) a person enters the room and tries to offer the pig food while walking backwards. As a result, the pig follows the person and grunts. Sufficiently long (20 single grunts or more) and clear recordings were received from 24 out of 33 pigs (73%). The realisation of the experiment is therefore possible.

Hypernazalita v dysartrických promluvách

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Práce se zabývá výskytem hypernazality v dyasrtrických promluvách pacientů trpících Parknsonovou nemocí a Huntingtonovou nemocí.

Language-independent method for analysis of German stuttering recordings

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., Haderlein, T., Nöth, E., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: INTERSPEECH 2015. Bochum: ISCA - International Speech Communication Association, 2015. ISSN 2308-457X.
  • Rok: 2015
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The paper describes experiments where automatic acoustic algorithms initially intended to be used on Czech stuttering speakers were applied on recordings of German stuttering speakers. Four algorithms based on voice activity and abrupt spectral changes detection are introduced. The database consists of 34 speakers. The measure, the number of abrupt spectral changes in speech segments, reached a correlation with fluency rating of 0.85. The other measures have also good agreement with subjective evaluation. Results indicate that it could be basically possible to do language–independent analysis of stuttering, here demonstrated on read recordings of German speakers.

Rychlost a rytmus řeči u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Cílem práce bylo zhodnotit rychlost a rytmus mluveného projevu ovlivněného Parkinsonovou nemocí. Vyhodnocení bylo provedeno na databázi vyvážené podle věku i pohlaví. Databáze sestávala z 35 mluvčích s diagnostikovanou Parkinsonovou nemocí a kontrolní skupiny 35 zdravých mluvčích. Každý účastník studie namluvil 2 nahrávky standardizovaného čteného textu a 1 nahrávku monologu. Všechny druhé nahrávky čteného textu byly ručně segmentovány pro účely hodnocení automatické segmentace. Byl navržen automatický algoritmus segmentace řeči založený modelu gausovské směsi řeči. Princip algoritmu spočíval v postupné separaci základních složek řeči pomocí EM-algoritmu. Algoritmus je schopen rozlišit řeč na znělou řeč / neznělou řeč / respirace / pauzy. Na základě výstupu segmentace byla řeč ohodnocena navrženou bankou 12 příznaků. Algoritmus prokázal úspěšnost 60-90%. Účinnost respirace se pohybovala v mezích 80- 95%. Navržený detektor respirace je dosud jediný svého druhu. Podařilo se nalézt statisticky významná postižení všech čtyř řečových dimenzí – respirace, fonace, artikulace i prosodie. Byla vypozorována nižší rychlost produkce pauz a zrychlování produkce pauz, doprovázené postupným snižováním kvality artikulace v průběhu promluvy a snižováním poměru řeč a pauza i celkově zhoršenou artikulací, fonací i narušenou respirací.

Využití transgenních mini-prasátek jako modelu pro studium Huntingtonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Huntingtonova nemoc (HN) je vzácné dědičné neurodegenerativní onemocnění mozku charakteristické nekoordinovanými trhavými pohyby těla a snížením mentálních schopností. Vedle hlavních motorických příznaků se poruchy hlasu a řeči vyskytují až u 90 % pacientů. Pro studium nemoci, lze též využít transgenních mini-prasátek. Ačkoli hlasové a artikulační ústrojí mezi prasátkem a člověkem se liší, dají se očekávat podobné trendy v patofyziologii mezi lidských hlasem a chrochtáním prasátek. Cílem studie je návrh vhodného experimentu, který by umožnil nahrání dostatečně dlouhého záznamu chrochtání prasátek od co největšího počtu jedinců. Testované varianty experimentu byly rozděleny do tří podskupin: (a) pozitivní - jídlo, (b) pozitivní - zvuková stimulace, (c) negativní - ignorace. Z výsledků experimentu vyplývá, že nejvíce se osvědčil experiment s pozitivní stimulací jídlem ve známé nádobě s pomocnou zvukovou stimulací. Získání nahrávek s dostatečným počtem zachrochtání je tedy realizovatelné.

Acoustic Investigation of Stress Patterns in Parkinson's Disease

  • DOI: 10.1016/j.jvoice.2013.07.001
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2013.07.001
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Objectives. Although reduced stress is thought to be one of the most deviant speech dimensions in hypokinetic dysarthria associated with Parkinson’s disease (PD), the mechanisms of stress production in PD have not been thoroughly explored by objective methods. The aim of the present study was to quantify the effect of PD on prosodic characteristics and to describe contrastive stress patterns in parkinsonian speech. Methods. The ability of 20 male speakers with early PD and 16 age- and gender-matched healthy controls (HCs) to signal contrastive stress was investigated. Each participant was instructed to unnaturally emphasize five key words while reading a short block of text. Acoustic analyses were based on the measurement of pitch, intensity, and duration. In addition, an innovative measurement termed the stress pattern index (SPI) was designed to mirror the effect of all distinct acoustic cues exploited during stress production. Results. Although PD patients demonstrated a reduced ability to convey contrastive stress, they could still notably increase pitch, intensity, and duration to emphasize a word within a sentence. No differences were revealed between PD and HC stress productions using the measurements of pitch, intensity, duration, and intensity range. However, restricted SPI and pitch range were evident in the PD group. Conclusions. A reduced ability to express stress seems to be the distinctive pattern of hypokinetic dysarthria, even in the early stages of PD. Because PD patients were able to consciously improve their speech performance using multiple acoustic cues, the introduction of speech therapy may be rewarding.

Acoustic Parameters for Classification of Breathiness in Continuous Speech According to the GRBAS Scale

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Journal of Voice. 2014, 28(5), 653.e9-653.e17. ISSN 0892-1997.
  • Rok: 2014
  • DOI: 10.1016/j.jvoice.2013.07.016
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.jvoice.2013.07.016
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The purpose of this study was to classify objectively breathiness in continuous speech according to a subjective evaluation of voice based on the GRBAS scale. The level of breathiness in continuous speech can be effectively described by automatic system–based analysis of acoustic measures. The proposed automatic system is able to determine the level of breathiness in continuous speech with sufficient precision.

Automatic Evaluation of Articulatory Disorders in Parkinson's Disease

  • DOI: 10.1109/TASLP.2014.2329734
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/TASLP.2014.2329734
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Although articulatory deficits represent an important manifestation of dysarthria in Parkinson’s disease (PD), the most widely used methods currently available for the automatic evaluation of speech performance are focused on the assessment of dysphonia. The aim of the present study was to design a reliable automatic approach for the precise estimation of articulatory deficits in PD. Twenty-four individuals diagnosed with de novo PD and twenty-two age-matched healthy controls were recruited. Each participant performed diadochokinetic tasks based upon the fast repetition of /pa/-/ta/-/ka/ syllables. All phonemes were manually labeled and an algorithm for their automatic detection was designed. Subsequently, 13 features describing six different articulatory aspects of speech including vowel quality, coordination of laryngeal and supralaryngeal activity, precision of consonant articulation, tongue movement, occlusion weakening, and speech timing were analyzed. In addition, a classification experiment using a support vector machine based on articulatory features was proposed to differentiate between PD patients and healthy controls. The proposed detection algorithm reached approximately 80% accuracy for a 5 ms threshold of absolute difference between manually labeled references and automatically detected positions. When compared to controls, PD patients showed impaired articulatory performance in all investigated speech dimensions (p < 0.05). Moreover, using the six features representing different aspects of articulation, the best overall classification result attained a success rate of 88% in separating PD from controls. Imprecise consonant articulation was found to be the most powerful indicator of PD-related dysarthria. We envisage our approach as the first step towards development of acoustic methods allowing the automated assessment of articulatory features in dysarthrias.

Automatické hodnocení pauz v řeči u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Studie se zabývá metodou pro hodnocení pauz v řeči zdravé a řeči postižené vlivem Parkinsonovy nemoci. Realizace metody spočívala v návrhu klasifikátoru řeč / pauza a sady příznaků pro popis fyziologické schopnosti produkce pauz. Klasifikátor je založen na postupné separaci složek řeči EM-algoritmem. Klasifikátor je schopen rozlišit hlásky / konsonanty / pauzu / respiraci jako samostatné třídy. Informační zisk klasifikátoru byl zvýšen přizpůsobením hranic okének poloze spektrálních změn. Ze sady 22 příznaku projevilo 15 příznaků statistickou významnost (p<0.05) k odlišení parkinsonického a zdravého mluvčího. Známé příznaky poukazující na pomalost a současné zrychlování řeči u Parkinsonovy nemoci se podařilo vyjádřit automatickou metodou. Nově byly objeveny příznaky vyššího ovlivnění pauz respirací a vyšší zastoupení respirace v pauzách.

Characteristics and occurrence of speech impairment in Huntington's disease: possible influence of antipsychotic medication

  • DOI: 10.1007/s00702-014-1229-8
  • Odkaz: https://doi.org/10.1007/s00702-014-1229-8
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Although motor speech impairment is a common manifestation of Huntington’s disease (HD), its description remains limited. The aim of the current study was therefore to estimate the occurrence and characteristics of speech disorder in HD and to explore the influence of antipsychotic medication on speech performance. Speech samples, including reading passage and monologue, were acquired from 40 individuals diagnosed with HD and 40 age- and sex-matched healthy controls. Objective acoustic analyses were used to evaluate key aspects of speech including vowel articulation, intensity, pitch and timing. A predictive model was constructed to detect the occurrence and most prominent patterns of speech dysfunction in HD. We revealed that 93 % of HD patients manifest some degree of speech impairment. Decreased number of pauses, slower articulation rate, imprecise vowel articulation and excess intensity variations were found to be the most salient patterns of speech dysfunction in HD. We further demonstrated that antipsychotic medication may induce excessive loudness and pitch variations perceptually resembling excess patterns of word stress, and may also accentuate general problems with speech timing. Additionally, antipsychotics induced a slight improvement of vowel articulation. Specific speech alterations observed in HD patients indicate that speech production may reflect the pathophysiology of the disease as well as treatment effects, and may therefore be considered a valuable marker of functional disability in HD.

Comparison of Algorithms for Detection of High Frequency Oscillations in Intracranial EEG

  • Autoři: Balach, J., Ing. Petr Ježdík, Ph.D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Kršek, P., Marusič, P., Jiruška, P.
  • Publikace: 2014 IEEE International Symposium on Medical Measurement and Applications Proceedings. Lisboa: IEEE, 2014. p. 466-469. ISBN 978-1-4799-2920-7.
  • Rok: 2014
  • DOI: 10.1109/MeMeA.2014.6860107
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/MeMeA.2014.6860107
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů, Katedra telekomunikační techniky
  • Anotace:
    The paper is focused on high frequency oscillations and their automated detection. This phenomena occurs in EEG of epileptic patients. Localization of these events lead to epileptogenic tissue. With more information neurologist can make better diagnose. Using detection algorithms can help obtain more information from signals. This should lead to better patient outcome. We discuss the possibility of using automatic detectors of high frequency activity in intracranial EEG as a support for human recording evaluation. Nowadays exist various algorithms for HFO detection with different approach and used methods. We have chosen and implemented several published detectors and developed our own algorithms. We compared their parameters on set of expert labeled records from patients with epilepsy. Results of algorithms are reviewed and discussed their quality output with respect to clinical practice and its utility in the diagnosis of epilepsy.

Detekce opakujících se vzorů v intrakraniálních EEG záznamech

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Vysokofrekvenční oscilace (HFO) jsou jedním z biomarkerů epileptogení tkáně. Vizuální hodnocení dlouhodobých EEG záznamů je velmi náročně nejen časově. Proto se nabízí možnost využití automatických algoritmů pro jejich detekci. V přechozích studiích jsme se zabývali jednotlivými detektory HFO a porovnáváním jejich kvality. V této studii navazujeme na naše zjištění a prezentujeme možný postup následného zpracování výsledků za účelem jejich zpřesnění. Námi navržená metoda třídí jednotlivé detekce podle jejich vzájemného výskytu v rámci elektrod i celého záznamu a také podle jejich četnosti. Předpokládáme, že se falešné detekce budou vyskytovat především ojediněle, zatím co hledané HFO se budou propagovat i do okolních tkání a budou detekovány v rámci jedné elektrody na více kanálech současně. Pomocí této metody jsme přehodnotili výsledky dvou pacientů z dětské neurologie a porovnali původní a nové výsledky s hodnocením neurologa.

Detekce vysokofrekvenčních oscilací v intrakraniálním EEG záznamu na základě spektrálních změn

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Většina metod detekování vysokofrekvenčních událostí v elektroencefalogramu epileptických pacientů používá frekvenčně omezený signál, jehož změny sleduje. Detekční algoritmus popisovaný v této studii využívá odlišného přístupu a reaguje na změny amplitudově-frekvenčního spektra signálu. Proces zahrnuje výpočet normovaného spektra, zvýrazňujícího lokální odchylky, jehož stavy jsou dále klasifikovány. Detektor se zaměřuje především na oscilace v pásmu nad 200 Hz, označované jako Fast Ripple. Při testování bylo používáno především uměle modelovaných signálů EEG pomocí metody randomizace fáze, která je v textu také uvedena. Algoritmus je stále ve fázi vývoje a proto článek popisuje především principy a postupy vedoucí ke klasifikaci a uvádí pouze obecné nastavení. Optimalizace a statistické ověření vlastností algoritmu budou následující kroky dalšího vývoje.

Evaluation of disfluent speech by means of automatic acoustic measurements

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: JOURNAL OF THE ACOUSTICAL SOCIETY OF AMERICA. 2014, 135(3), 1457-1468. ISSN 0001-4966.
  • Rok: 2014
  • DOI: 10.1121/1.4863646
  • Odkaz: https://doi.org/10.1121/1.4863646
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    An experiment was carried out to determine whether the level of the speech fluency disorder can be estimated by means of automatic acoustic measurements. These measures analyze, for example, the amount of silence in a recording or the number of abrupt spectral changes in a speech signal. All the measures were designed to take into account symptoms of stuttering. In the experiment, 118 audio recordings of read speech by Czech native speakers were employed. The results indicate that the human-made rating of the speech fluency disorder in read speech can be predicted on the basis of automatic measurements. The number of abrupt spectral changes in the speech segments turns out to be the most appropriate measure to describe the overall speech performance. The results also imply that there are measures with good results describing partial symptoms (especially fixed postures without audible airflow).

Funkční mapování a testování excitability limbických struktur in vivo

  • Autoři: Kudláček, J., Levčík, D., Vlk, P., Demeterová, L., Otáhal, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Jiruška, P.
  • Publikace: IV. Letní doktorandské dny 2014. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2014, pp. 55-59. ISBN 978-80-01-05506-9.
  • Rok: 2014
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Ventrálni komisura představuje jedno z hlavních spojení mezi strukturami limbického systému obou hemisfér. Anatomické studie prokázaly, že ventrální komisurou probíhají dráhy spojující především hipokampy a entorinální kůru. V této práci jsme se zaměřili na analýzu funkční konektivity a excitability limbických struktur s pomocí stimulace ventrální komisury in vivo. Pilotní výsledky prokazují, že stimulace ventrální komisury aktivuje především dorzální hipokampus a mediální entorinální kůru. Analýzou laminárního profilu jsme určili, že evokované odpovědí mají charakter ortodromicky indukovaných excitačních postsynaptických potenciálů. Simultánně jsou přítomny i odpovědi vyvolané antidromickou stimulací, které mají charakter zpětně dendriticky propagovaných akčních potenciálů. Stimulace ventrální komisury tak kromě analýzy funkční kontektivy umožnňuje i testování excitability různých neuronálních kompartmentů.

GRAFICKÉ ROZHRANÍ URČENÉ K HODNOCENÍ VYSOKOFREKVENČNÍCH OSCILACÍ DETEKOVANÝCH V INTRAKRANIÁLNÍM EEG

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Vizuální označování vysokofrekvenčních oscilací (HFO) v intrakraniálních elektroencefalogramech (iEEG) je časově velmi náročné. Metoda, která tento proces urychluje, se skládá z výběru podezřelých úseků automatickými algoritmy a následné ohodnocení úseků lidským expertem. Celková časová náročnost je při tomto postupu přibližně čtvrtinová oproti standardnímu přístupu. Pro expertní hodnocení byla vyvinuta aplikace, která hodnotiteli poskytuje veškeré informace, potřebné pro kvalitní odborné hodnocení. Aplikace musí splňovat nároky na intuitivní ovládání, rychlost a stabilitu. Jelikož veškeré zpracování EEG signálů probíhá v prostředí MATLAB, tak i grafické rozhraní (GUI) pro tuto úlohu bylo navrženo v tomto prostředí.

Hypernazalita v dysartrických promluvách

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V soucasne dobe, je mereni hypernazality venovana znacna pozornost zejmena pri zkoumani strukturnich vad mekkeho patra (rozstep patra, pripadne poskozeni z duvodu chirurgickeho zakroku). Tento fakt vychazi ze skutecnosti, ze pri strukturnim poskozeni si mohou byt autori jisti, ze hodnoti prave vliv hypernazality. Clem teto prace je aplikovat poznatky ziskane pri hodnocen akustickych vlastnosti promluv pacientu se strukturni vadou patra na dysartricke promluvy, ve kterych muze dochazet k projevum tzv. halo efektu. K tomuto jevu dochazi, kdyz dalsi vlivy maskuji dopady hypernazality. Pro ucely prace vyuzvame tri skupiny sestavajici se z 29 zdravych ucastniku pouzitych jako normy, 38 ucastniku trpicich Parkinsonovou nemoci (PN) jako zastupcu hypokineticke dysartrie a 40 ucastniku trpicich Huntingtonovou nemoc (HN) jako zastupcu hyperkineticke dysartrie. Pro analyzu dat je vyuzita analyza tretino-oktavovych frekvencnich pasem. V pripade obou dysartrickych skupin byly nalezeny statisticky nejvyznamnejsi rozdily v pasmu kolem 1000 Hz (PN: p < 0; 05, HN: p < 0; 001).

Interaktivní graficke uzivatelske rozhraní určené pro analýzu povrchového EMG signálu

  • Autoři: Sedlák, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 22nd Annual Conference Proceedings Technical Computing Bratislava 2014. Praha: Humusoft, 2014, pp. 56-57. ISSN 2336-1662. ISBN 978-80-7080-898-6.
  • Rok: 2014
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Analýza vícekanálového povrchového EMG signálu nachází využití při aplikacích v kinesiologii, protetice a neurologii. Mezi nejčastější úkoly signálového zpracovaní patří detekce počátku EMG aktivity. Tento text popisuje grafické uživatelské prostředí (GUI) navržené pro účely labelování počátků svalové aktivity. Všechny kroky signálového zpracování potřebné k analýze jsou usnadněny automatickými algoritmy, které poskytují odhady výsledků. Uživatel tedy může buď pouze schválit automaticky určené výsledky nebo provést vizuální detekci. Celá aplikace je navržena jako soubor GUI, které intuitivně usnadňují analýzu EMG signálů. Aplikace je zkompilována jako „Windows Standalone Application“ a je tedy použitelná i bez plné instalace vývojového prostředí MATLAB. Získané reference jsou využity při analýze svalové koordinace a testování výkonnosti detekčních algoritmů na reálných datech.

MULTIMODÁLNÍ ZÁPIS KVANTITATIVNÍHO EEG HODNOCENÍ DO MEDICÍNSKÝCH OBRAZŮ

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Cílem chirurgické léčby epilepsie je odstranění mozkové tkáně představující tzv. epileptogenní zónu (EZ), která je primárně zodpovědná za vznik záchvatů. U řady pacientů je k přesnému určení EZ nezbytná dlouhodobá monitorace intrakraniálního EEG pomocí nitrolebních elektrod. Hranice EZ je následně stanovena průnikem výsledků neurozobrazovacích vyšetření a hodnocením intrakraniálního EEG. Výskyt epileptiformních grafoelementů v EEG v období mezi záchvaty je jedním z ukazatelů lokalizace epileptogenní tkáně. Kvantifikace epileptiformní aktivity (qEEG) v jednotlivých kanálech napomáhá lokalizaci a zpřesnění hranice EZ. Přesná prostorová interpretace výsledků automatického qEEG hodnocení vyžaduje koregistraci se zobrazovacími metodami, především s počítačovou tomografií (CT) a magnetickou rezonancí (MRI). V programovém prostředí MATLAB byl navržen postup, jež dovoluje fúzi medicínských obrazů s výsledky qEEG a vytváří tak multimodální zobrazení klinických a analytických dat.

Muscle activity detection in electromyograms recorded during periodic movements

  • Autoři: Špulák, D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Bačáková, R., Kračmar, B., Satrapová, L., Novotný, P.
  • Publikace: Computers in Biology and Medicine. 2014, 47(1), 93-103. ISSN 0010-4825.
  • Rok: 2014
  • DOI: 10.1016/j.compbiomed.2014.01.013
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.compbiomed.2014.01.013
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Muscle coordination during periodic movements is often studied using the average envelope of the electromyographic (EMG) signal. We show that this method causes a loss of important information, and potentially gives rise to errors in analysis of muscle activity coordination. We created four simulated two-channel surface EMG signals, in order to compare the results of muscle onset/cessation detection, performed on the average EMG envelope and the EMG envelopes in every single movement cycle. Our results show that the common method using the average EMG envelope is unable to reveal certain important characteristics of the EMG signals, while the analysis performed on individual cycles accentuates this information. This ability was verified on 16-channel surface EMGs obtained during walking and cycling. By detecting muscle activity in individual movement cycles, we could observe fine changes in muscle coordination. Moreover, muscles with questionable reliability of activity detection were distinguished and highlighted in the presented summary figures. In the second part of the paper, our publicly available set of MATLAB files for surface EMG signal processing is described.

Návrh multikanálové elektrody pro dlouhodobé záznamy korové aktivity in vivo

  • Autoři: Vlk, P., Kudláček, J., Ing. Petr Ježdík, Ph.D., Otáhal, J., Demeterová, L., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Jiruška, P.
  • Publikace: IV. Letní doktorandské dny 2014. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2014. pp. 49-54. ISBN 978-80-01-05506-9.
  • Rok: 2014
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Pochopení mechanizmů odpovědných za vznik epilepsie a epileptických záchvatů vyžaduje získání komplexních informací o časové a prostorové dynamice aktivity epileptických neuronálních populací. Elektrofyziologické techniky multikanálových záznamů představují jedny ze základních metod, které umožňují komplexní studium neuronální dynamiky v epileptickém mozku.

Optimalizace algortimů pro automatickou detekci patologické vysokofrekvenční aktivity v intrakraniálních EEG záznamech

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Hodnocení intrakraniálních EEG záznamů je velice komplexní a složitá záležitost. Při dlouhodobé monitoraci je nahráno velké množství dat a pro lékaře je téměř nemožné detailně prohlédnout a vyhodnotit celý záznam. Nalezení vysokofrekvenční aktivity, která má velmi malý odstup signál/šum je pak téměř nemožné. Proto se nabízí možnost vytvořit metody pro automatickou detekci této aktivity. Za tímto účelem již vzniklo několik algoritmů pro automatickou detekci tohoto fenoménu. V naší skupině jsme se také pokusili o pár vlastních návrhů. V tomto článku se pokusíme optimalizovat jednotlivé algoritmy a porovnat jejich zlepšení či citlivost vzhledem ke změnám jejich parametrů.

Problematika snímání sluchových evokovaných potenciálů u pacientů s kochleárním implantátem

  • Autoři: Bauer, L., Štrupl, M., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: IV. Letní doktorandské dny 2014. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2014. pp. 70-72. ISBN 978-80-01-05506-9.
  • Rok: 2014
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Sluchové evokované potenciály slouží k detekci rozvoje sluchových center. U pacientů s kochleárním implantátem znemožňuje sledování tohoto rozvoje artefakt, který vzniká činností kochleárního implantátu zhruba ve 30% implantovaných případů. Naším cílem je tento artefakt detekovat a potlačit tak, abychom neovlivnili původní signál. Měření pozdních evokovaných potenciálů přístrojem HearLab by v budoucnu měla sloužit k zavedení objektivní metody měřící rozvoj sluchových center po kochleární implantaci, což by bylo přínosné převážně u dětí, které nejsou schopné řádně spolupracovat a dávat jasnou odezvu. Námi navržené detektory artefaktů dosahují sensitivity 94% a specificity 94% na 4 databázích dospělých uživatelů.

Souvislosti mezi koktavostí a medikací u pacientů s Parkinsonovou nemocí

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinsonova nemoc (PN) je neurodegenerativní onemocnění, které přímo souvisí s úbytkem nervových buněk v části mozku nazvané substantia nigra. Pro zmírnění příznaků PN, zejména zlepšení hybnosti, se nasazuje lék zvaný levodopa, který se v mozku přeměňuje na dopamin. Získaná (neurogenická) koktavost vzniká až v dospělém věku jako důsledek neurologických událostí, jako například zranění hlavy, výskyt nádoru, mozková mrtvice či jako důsledek roztroušené sklerózy nebo Parkinsonovi nemoci. Přesná příčina koktavosti je dosud neznámá, zdá se však, že zde hrají roli jak genetické, tak neuropsychologické faktory. Velké pozornost vědecké veřejnosti je též věnována souvislosti mezi špatnou funkcí bazálních ganglií a výskytem koktavosti. Jedna z předchozích studií [Wu, J., 1997] se též zabývala teorií, že zvýšené množství dopaminu v mozku může souviset s výskytem koktavosti. Hlavním cílem této práce je proto hledat souvislosti mezi mírou koktavosti a dávkou levodopy u 14 pacientů s Parkinsonovou nemocí, kteří v dětství netrpěli vývojovou koktavostí. Míra koktavosti je vyhodnocena na základě čteného textu a monologu. Množství užívané levodopy je zjištěno z klinických záznamů lékařů. Součástí příspěvku je také prezentace výsledků a interpretace závěrů.

Využití akustických analýz pro hodnocení hlasu a řeči u Huntingtonovy choroby

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Huntingtonova nemoc (HN) je vzácné dědičné neurodegenerativní onemocnění, které je charakteristické nekoordinovanými trhavými pohyby těla. Mezi hlavní motorické příznaky patří chorea, bradykineze a ve vyšších stádiích pak i rigidita, dystonie a ztráta stability. Poruchy hlasu a řeči, označované jako hyperkinetická dysartrie, jsou dalším běžným projevem HN a rozvíjejí se v průběhu nemoci až u 90% pacientů. Mezi charakteristické deficity vyskytující se v hlasu osob s HN patří tzv. voice break (nízkofrekvenční segmenty fonace, ve kterých dochází ke zhruba jedno oktávovému poklesu proti běžnému hlasu) a vocal arrest (segmenty fonace, ve kterých dochází k úplnému zastavení funkce hlasivek). Nepřesná artikulace hlásek u HN je charakterizována zejména poklesem F1a, F2a a F2i a zvýšením F2u frekvence. Tyto změny odrážejí sníženou schopnost pacientů s HN pohyboval mluvidly, zejména jazykem, v rozsahu odpovídajícímu zdravým normám a mohou vést k výraznému snížení srozumitelnosti řeči. Mezi nejčastěji pozorované poruchy v oblasti prosodie patří zpomalená rychlost řeči, větší počet pauz, neschopnost udržet jednoduchý rytmus, neschopnost vyjádřit větný důraz a zvýšená variabilita v hlasitosti a délce slabik . Akustické analýzy jsou neinvazivní, objektivní, citlivá a jednoduchá metoda pro hodnocení hlasu a řeči u neurologických onemocnění. Matlab může být vhodným programem pro návrh algoritmů pro automatickou detekci řečových parametrů.

Acoustic Findings of Voice Disorders in Huntington's Disease Compared to Parkinson's Disease

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    One common finding in Huntington's disease (HD) is related to phonatory disruptions that can be perceptually characterized by harshness, strained strangled voice quality, and pitch fluctuations. These alterations of voice occur mainly as a consequence of underlying involuntary contractions, variable muscle tone, or even tremor of laryngeal musculature. Recently, several new acoustic analysis methods have been introduced to capture different aspects of these phonatory abnormalities. In this report, we summarize objective acoustic metrics suitable for assessment of phonatory dysfunction and provide their classification accuracy in separation between patients with HD and healthy controls. For this purpose, data consists of 272 phonations collected from 34 individuals with HD and 34 healthy controls. As impairment of phonatory function in HD was found across all investigated measurements, voice analysis may potentially serve as a marker of disease progression.

Automatic Detection and Spatial Clustering of Interictal Discharges in Invasive Recordings

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Interictal epileptiform discharges (spikes) represent electrographic marker of epileptogenic brain tissue. Besides ictal onsets, localization of interictal epileptiform discharges provides additional information to plan resective epilepsy surgery. The main goals of this study were: 1) to develop a reliable automatic algorithm to detect high and low amplitude interictal epileptiform discharges in intracranial EEG recordings and 2) to design a clustering method to extract spatial patterns of their propagation. For detection, we used a signal envelope modeling technique which adaptively identifies statistical parameters of signals containing spikes. Application of this technique to human intracranial EEG data demonstrated that it was superior to expert labeling and it was able to detect even small amplitude interictal epileptiform discharges. In the second task, detected spikes were clustered by principal component analysis according to their spatial distribution. Preliminary results showed that this unsupervised approach is able to identify distinct sources of interictal epileptiform discharges and has the potential to increase the yield of presurgical examination by improved delineation of the irritative zone.

Automatic Detection of High-frequency Oscillations In Invasive Recordings

  • DOI: 10.1109/MeMeA.2013.6549741
  • Odkaz: https://doi.org/10.1109/MeMeA.2013.6549741
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    High-frequency oscillations (HFOs) represent relatively new electrographic marker of epileptogenic tissue. It is starting to be used in presurgical examination to better plan surgical resection and to improve outcome of epilepsy surgery. Development of new techniques of unsupervised HFOs detection is required to further investigate the role of HFO in the pathophysiology of epilepsy and to increase the yield of presurgical examination. In this study we applied an envelope distribution modelling technique on experimental and human invasive data to detect HFOs. Application to experimental microelectrode recordings demonstrated satisfactory results with sensitivity 89.9% and false positive rate 2.1 per minute. Application of this algorithm to human invasive recordings achieved sensitivity 80%. High numbers of false positive detections required utilization of post-processing steps to eliminate the majority of them. This study shows that envelope distribution modelling represents a promising approach to detect HFOs in intracranial recordings. Advantages of this approach are quick adjustments to changes in background activity and resistance to signal non-stationarities. However, successful application to clinical practice requires development of secondary processing steps that will decrease the rate of false positive detections.

Bayesian changepoint detection for the automatic assessment of fluency and articulatory disorders

  • DOI: 10.1016/j.specom.2012.08.003
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.specom.2012.08.003
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The accurate changepoint detection of different signal segments is a frequent challenge in various worldwide application domains. With regard to speech utterances, the changepoints are related to significant spectral changes, mostly represented by the borders between two phonemes. The main aim of this study is to design a novel Bayesian autoregressive changepoint detector (BACD) and test its feasibility in the evaluation of fluency and articulatory disorders. The originality of the proposed method consists in its normalising of a posteriori probability using Bayesian evidence and the designing of a recursive algorithm for reliable practice. For further evaluation of the BACD, we used data from (a) 118 people with various severity of stuttering to assess the extent of speech disfluency using a short reading passage, and (b) 24 patients with early Parkinson’s disease and 22 healthy speakers for evaluation of articulation accuracy using fast syllable repetition. Subsequently, we designed two measures for each type of disorder. While speech disfluency has been related to greater distances between spectral changes, dysarthric inaccurate articulation has instead been associated with lower spectral changes. These findings have been confirmed by statistically significant differences which were achieved in separating several degrees of disfluency and distinguishing healthy from parkinsonian speakers. In addition, a significant correlation between the automatic assessment of speech fluency and the judgment of human experts was obtained. In conclusion, our designed method provides a cost-effective, easy applicable and freely available evaluation of the speech disorders as well as other areas requiring reliable techniques for changepoint detection. In a more modest scope, BACD may be used in diagnosis of disease severity, monitoring treatment, and support for therapists’ evaluation.

Charakteristiky promluv pacientů s Parkinsonovou nemocí extrahované z řečové diadochokinetické úlohy

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Přestože je Parkinsonova nemoc v současné době jedním z nejčastějších neurodegenerativních onemocnění, existuje pouze symptomatická léčba a studie ukazují, že k diagnóze může dojít až 10 let po výskytu prvních příznaků.

Evaluation of speech impairment in early stages of Parkinson's disease: a prospective study with the role of pharmacotherapy

  • DOI: 10.1007/s00702-012-0853-4
  • Odkaz: https://doi.org/10.1007/s00702-012-0853-4
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Despite the initial reports showing beneficial effects of dopaminergic treatment on speech in Parkinson's disease (PD), more recent studies based upon valid measurements have not approved any improvement of speech performance under pharmacotherapy. The aim of this study was to analyze the effect of treatment initiation on the progression of speech impairment in PD, using novel evaluation criteria. Nineteen de novo patients with PD were tested and retested within 2 years after the introduction of antiparkinsonian therapy. As controls, 19 age-matched individuals were recorded. Speech examination included sustained phonation, fast syllable repetition, reading text, and monolog. Quantitative acoustic analyses of the key aspects of speech based on Gaussian kernel distribution, statistical decision-making theory, and healthy speech observation were used to assess the improvement or deterioration of speech. A trend for speech performances to improve was demonstrated after treatment mainly in quality of voice, intensity variability, pitch variability, and articulation. The treatment-related improvement differed in various aspects of speech for individual PD patients. Improvements in vowel articulation and pitch variability correlated with treatment-related changes in bradykinesia and rigidity, whereas voice quality and loudness variability improved independently. Using a novel approach of acoustic analysis and advanced statistics, improvements in speech performance can be demonstrated in PD patients after the introduction of antiparkinsonian therapy. Moreover, changes in speech articulation and pitch variability appear to be related with dopaminergic responsiveness of bradykinesia and rigidity. Therefore, speech may be a valuable marker of disease progression and treatment efficacy in PD.

Formantové charakteristiky během vyjádření důrazu u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Přestože hypokinetická dysartrie u Parkinsonovy nemoci (PN) se projevuje v mnoha řečových dimenzích, snížená schopnost vyjádření důrazu je považována za druhý nejvíce postižený řečový aspekt. Této studie se zúčastnilo 20 osob mužského pohlaví s diagnózou PN v brzké fázi a 16 zdravých jedinců srovnatelného věku. Cílem této práce, bylo ověřit vhodnost měření prvních tří formantových frekvencí a délky samohlásky pro hodnocení schopnosti vyjádřit důraz u osob s PN. Během nahrávání byl každý účastník studie požádán o přečtení krátkého úryvku textu s cílem nepřirozeně zdůraznit 5 klíčových slov vyznačených v textu. Pro akustické analýzy bylo využito čtyř řečových parametrů; délka samohlásky, první formantová frekvence, druhá formantová frekvence a třetí formantová frekvence. Pro statistické vyhodnocení bylo využito programu MATLAB. Pro nalezení statisticky významných rozdílů mezi skupinami PN a KS byla použita vícesměrná analýza rozptylu. Výsledky ukázaly, že přestože osoby s PN nepřesně artikulují, jsou-li požádáni o důrazné přečtení textu, dokáží cíleně zlepšit svůj řečový výkon a přiblížit se ke zdravým jedincům. Tento efekt byl zřetelný u všech měření s výjimkou měření délky samohlásky a nejvýrazněji se projevil u měření třetího formantu.

Grafické rozhraní pro přípravu a kontrolu dat

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V současné době dochází k stále užšímu propojování různých vědních obrů. Tento trend přináší vyšší nároky na kompatibilitu využívaných nástrojů. Proto bylo navrženo grafické rozhraní, které usnadňuje a urychluje pořizování a kontrolu dat využívaných v dalších analýzách.

Imprecise vowel articulation as a potential early marker of Parkinson's disease: Effect of speaking task

  • DOI: 10.1121/1.4816541
  • Odkaz: https://doi.org/10.1121/1.4816541
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The purpose of this study was to analyze vowel articulation across various speaking tasks in a group of 20 early Parkinson’s disease (PD) individuals prior to pharmacotherapy. Vowels were extracted from sustained phonation, sentence repetition, reading passage, and monologue. Acoustic analysis was based upon measures of the first (F1) and second (F2) formant of the vowels /a/, /i/, and /u/, vowel space area (VSA), F2i/F2u and vowel articulation index (VAI). Parkinsonian speakers manifested abnormalities in vowel articulation across F2u, VSA, F2i/F2u, and VAI in all speaking tasks except sustained phonation, compared to 15 age-matched healthy control participants. Findings suggest that sustained phonation is an inappropriate task to investigate vowel articulation in early PD. In contrast, monologue was the most sensitive in differentiating between controls and PD patients, with classification accuracy up to 80%. Measurements of vowel articulation were able to capture even minor abnormalities in speech of PD patients with no perceptible dysarthria. In conclusion, impaired vowel articulation may be considered as a possible early marker of PD. A certain type of speaking task can exert significant influence on vowel articulation. Specifically, complex tasks such as monologue are more likely to elicit articulatory deficits in parkinsonian speech, compared to other speaking tasks.

Měření sluchových korových odezev u pacientů se sluchovou náhradou

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Měření ztráty sluchu v raném období vývoje dítěte je důležité pro jeho další rozvoj. Podle výsledků je dítě zvoleno za kandidáta sluchové náhrady, popřípadě adepta kochleárního implantátu. Při včasném odhalení sluchové poruchy a vybrání vhodné sluchové náhrady dochází k řádnému rozvoji sluchových center v mozku, tedy normálnímu začlenění dítěte do společnosti. Většina dětských pacientů však není schopna dát hodnotnou odezvu na sluchový podnět, z toho důvodu jsou k měření sluchu používané sluchové evokované potenciály, které nám informaci o sluchových centrech zprostředkují i bez odpovědí pacienta. Existující metody však využívají měření pouze z generovaných signálů jako je pípnutí nebo kliknutí. Metoda měření sluchových evokovaných potenciálů z kortexu (CAEP) se snaží snímat potenciály z nejvyšších korových center. V tomto případě se může jednat o detekci komplexnějšího signálu jako je například řeč. Jedním z problémů této metody u pacientů s kochleárním implantátem je však artefakt vznikající od implantátu, který zaruší mozkovou odezvu. Odstranění artefaktu je pak zásadním krokem pro vytvoření objektivní automatické metody hodnocení CAEP

MORPHOLOGICAL CLUSTERING OF INTERICTAL EPILEPTIFORM DISCHARGES IN INTRACRANIAL ELECTROENCEPHALOGRAPHY

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Selected patients with refractory epilepsy can benefit from surgical treatment. The main purpose of presurgical examination is to identify and delineate epileptogenic areas of the brain which should be removed. Epileptogenic areas are determined according to the spatial distribution of seizure onsets, interictal epileptiform discharges or high-frequency oscillations. Specificity of interictal epileptiform discharges to mark epileptogenic tissue is decreased by the fact, that they are also observed outside the epileptogenic areas. To improve the localizing yield of interictal discharges, identification of specific features of the discharges generated only within epileptogenic region is required. The main aim of this project was to develop self-clustering algorithm which will discriminate distinct populations of interictal epileptiform discharges according to the morphology of their waveforms. First step of the developed algorithm extracts nine basic morphological features of each interictal epileptiform discharge detected in band-pass filtered (2-60 Hz) intracranial recordings. Principal component analysis is applied on extracted features to reduce their dimension. Only the first principle components with cumulative variance of 80 % or above are used for clustering. Gaussian Mixture Distribution method is utilized to assign each discharge to appropriate morphological cluster. Results of the clustering algorithm are displayed in the form of cortical maps together with medians of the clustered discharge waveform. Developed algorithm was tested in the model of intracranial EEG signal and on data recorded in patients who underwent intracranial monitoring. Results demonstrate the ability of the algorithm to separate interictal epileptiform discharges according to their morphological features.

Objective Acoustic Quantification of Phonatory Dysfunction in Huntington's Disease

  • DOI: 10.1371/journal.pone.0065881
  • Odkaz: https://doi.org/10.1371/journal.pone.0065881
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Purpose: Although speech motor changes are reported as a common sign of Huntington’s disease (HD), the most prominent signs of voice dysfunction remain unknown. The aim of the current study was to explore specific changes in phonatory function in subjects with HD. Method: 34 subjects with HD and 34 age- and sex-matched healthy controls were examined. Participants performed sustained vowel phonation for subsequent analyses of airflow insufficiency, aperiodicity, irregular vibrations of vocal folds, signal perturbations, increased noise, and articulation deficiency. In total, 272 phonations were collected and 12 voice parameters were extracted. Subsequently, a predictive model was built to find the most salient patterns of voice disorders in HD. The results were also correlated with disease severity according to the Unified HD Rating Scale (UHDRS) motor score. Results: Subjects with HD showed deterioration in all investigated phonatory functions. Irregular pitch fluctuations, sudden phonation interruption, increased noise, and misplacement of articulators were found to be most significant patterns of phonatory dysfunction in HD (p < 0.001). The combination of these four dysphonia aspects contributed to the best classification performance of 94.1 % (sensitivity: 95.1 %; specificity: 93.2 %) in the separation of HD patients from healthy participants. Our results further indicated stronger associations between sudden phonation interruption and voluntary components of the UHDRS (r = - 0.48, p < 0.01) and between misplacement of articulators and involuntary components of the UHDRS (r = 0.52, p < 0.01). Conclusions: Our configuration of phonatory features can detect subtle voice abnormalities in subjects with HD. As impairment of phonatory function in HD was found to parallel increasing motor involvement, a qualitative description of voice dysfunction may be helpful to gain better insight into the pathophysiology of the vocal mechanism.

Segmentation of Surface EMG Signals

  • Autoři: Sedlák, J., Špulák, D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Bačáková, R.B., Chrástková, Martina, Kračmar, B.K.
  • Publikace: Applied Electronics - 2013 International Conference on Applied Electronics. Pilsen: University of West Bohemia, 2013. pp. 257-260. ISSN 1803-7232. ISBN 978-80-261-0166-6.
  • Rok: 2013
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper compares two different approaches to electromyographic (EMG) segmentation for the purpose of muscle activation pattern identification. A widely known linear EMG envelope technique is compared with a newly designed method based on marker detection in a video. The results are evaluated by comparison of the muscle activity intervals. The experiments show that the video-based technique can achieve similar results to the EMG envelope. The EMG segmentation based on the video processing is more robust for segmentation of various types of EMG signal.

Využití Hilbert-Huangovy Transformace při Detekci Patologické Vysokofrekvenční Aktivity v Intrakraniálním EEG Pacientů s Epilepsií

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů, Katedra telekomunikační techniky
  • Anotace:
    Vysokofrekvenční oscilace jsou jedním z příznaků epileptického EEG a lze je využí k přesnější diagnóze a lokalizaci epileptogenní tkáně. Pro zpracování epileptického EEG je v dnešní době již několik metod. Většina z nich je však pracuje na základě Fourierovy transformace. Ta předpokládá, že je signál stacionární a lineární, popřípadě pouze lineární pokud je využito krátkodobé fourierovy transformace. V tomto článku se zaměříme na využití ne tolik známé Hilbert-Huangovy transformace, která je navržena právě pro analýzu nestacionárních a nelineárních signálů. Navrhneme algoritmus pro detekci vysokofekvenční aktivity a ověříme zda je tato metoda pro tyto účely vhodná.

Využití Hilbert-Huangovy Transformace v Analýze Epileptického EEG – Pilotní Studie

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Tento článek pojednává o možnostech využití Hilbert-Huangovy transformace ve smyslu zpracování EEG dat pacientů s epilepsií. Tato metoda byla zvolena, protože přistupuje k signálu jako k nelineárnímu a nestacionárnímu procesu, jímž EEG záznam bezpochyby je. Článek je zaměřen především na empirickou modální dekompozici, která rozkládá signál na několik kopmonent s rozdílným frekvenčním obsahem. Diskutuje, zda se podle předpokladů v obsahu vyskytují hledané grafoelementy a zda je možné pomocí jednotlivých komponent určit jejich šíření do okolních kanálů.

Acoustic Analysis of Stress Pattern in Parkinson's disease

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Dysprosody in Parkinson's disease (PD) is characterized by several symptoms. One of these symptoms is disability to produce precise stress pattern. A group of 20 untreated patients in the early stages of PD was compared to a group of 17 healthy age-matched controls to quantify possible acoustic changes in speech production secondary to PD. All participants produced a standardized speaking task of contrastive stress. The standard used measurements of amplitude, fundamental frequency and duration were performed. Moreover, the novel measurement of Stress Pattern Index (SPI) that combines amplitude, fundamental frequency, and duration characteristics was designed. The measurements of F0 range, Intensity range, Duration, and SPI differentiate between PD and healthy controls (HC) across many conditions in the group of stressed and unstressed tokens. On the other hand, only SPI was sufficiently sensitive to distinguish between PD and HC group for stress tokens that was normalized by normal reading tokens. To summarize, acoustic changes of prosodic stress appear to occur from early stages of PD.

Akustické analýzy důrazu u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Poruchy v prosodii u Parkonsonovy nemoci jsou charakteristické několika symptomy. Jeden z nich je neschopnost vyjádřit důraz.

Akustické analýzy emocí u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Poruchy řeči u Parkinsonovy nemoci (PN), označované jako hypokinetická dysartrie, se projevují zhoršením řeči ve všech řečových subsystémech, tj. fonaci, respiraci, artikulaci a prozodii. Vývoj hypokinetické dysartrie v průběhu nemoci je předpokládán u 70 - 90 % osob trpících PN a její přítomnost byla prokázána již v brzkých stádiích nemoci. U pacientů s PN dochází v jejich promluvách k těmto charakteristickým příznakům: nepřesná artikulace, snížená melodičnost, snížená hlasitost, nepravidelnosti v držení rytmu, chrapot, dyšnost a další projevy, které snižují celkovou srozumitelnost řeči. Přestože poruchy řeči u PN se mohou vyskytovat individuálně, tj. pouze v některých subsystémech, zhoršení v oblasti prozodie bývá považováno za nejvýraznější.

Akustické analýzy nestability rytmu u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Poruchy prosodie u Parkinsonovy nemoci (PN) jsou charakteristické změnami v základní hlasivkové frekvenci, amplitudě a časování řeči. Problémy s časováním řeči se pak projevují mimo jiné zhoršenou schopností přesného vnímání a vyjádření rytmu. Této studie se zúčastnilo 18 osob s diagnózou PN v brzké fázi a 16 zdravých jedinců srovnatelného věku. Cílem studie bylo vyhodnocení deficitů v řeči, které vznikající v důsledku rozvoje PN. Každý účastník studie byl požádán o rytmické přečtení krátkého textu o čtyřech rýmech dle předem stanoveného rytmu referenční nahrávky.

Akustické analýzy poruch hlasu a řeči u onemocnění centrální nervové soustavy

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Řada onemocnění centrální nervové soustavy (CNS) je doprovázena poruchami hlasu a řeči, často již od brzkých stádií nemoci. U pacientů s poruchami komunikačních schopností je tak negativně ovlivněna kvalita jejich života jak v sociální tak i v pracovní oblasti. Pacienti mají problémy s uplatněním na trhu práce a také stoupají náklady na jejich zdravotní péči, což má v důsledku negativní dopad na národní ekonomiku.

Akusticke parametry pro analyzu neplynule reci

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Sborník 85. akustického semináře. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2012. pp. 25-30. ISBN 978-80-01-05133-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper deals with an analysis of disfluent speech by means of automatic algorithms. Algorithms are based on the analysis of read audio recordings of stutterers. These parameters are for example regularity of speech energy, average length of silence or number of spectral changes in speech intervals. The results of comparison among control data and algorithms suggest that the parameters are able to estimate the level of speech fluency disorder

ALGORITMY DETEKCE ŘEČOVÝCH PATOLOGIÍ NA ZÁZNAMECH PRODLOUŽENÝCH FONACÍ

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Základní parametrem hlasu je základní hlasivková frekvence (f0), pomocí které jsme schopni určovat ostatní řečové parametry, používané k detekci řečových patologií. Mezi tyto parametry patří jitter (frekvenční nestabilita), shimmer (amplitudová nestabilita) a odstup harmonické od šumu (HNR). Tyto parametry dále slouží k určení kvality a charakteristiky hlasu mluvčího.

Analýza patologického hlasu a řeči v laboratoři SAMI ČVUT

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Problematika analýzy a zpracování řečového signálu je na katedře teorie obvodů ČVUT FEL systematicky řešena od počátku devadesátých let minulého století.

Artikulace samohlásek u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Dysartrie u Parkinsonovy nemoci (PN) je vícerozměrná porucha řeči postihující různé aspekty jako jsou respirace, fonace, artikulace a prozodie. Nepřesná artikulace samohlásek je jedním z hlavních důvodů snížené srozumitelnosti řeči u pacientů s výskytem PN. Předchozí studie ukázaly významnost kinematických a akustických měření pro hodnocení artikulace samohlásek u parkinsoniků. Nedávný výzkum také potvrdil důležitost měření založených na bázi artikulace samohlásek při monitorování efektů léčby. Cílem této studie je akustická analýza artikulace samohlásek u brzké neléčené PN.

Assessment of Hoarseness by Means of Analysis of Acoustic Signals

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Czech-German Workshop on Speech Pathology and Biological Signals - Proceedings. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2012. pp. 62-63. ISBN 978-80-01-05164-1.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Article deals with parametrisation of acoustic signal by mean of analysis of hoarseness. Several parameters were introduced and correlation analysis with subjective assessment was performed.

AUTOMATIC SEGMENTATION OF PHONEMES DURING THE FAST REPETITION OF (/PA/-/TA/-/KA/) SYLLABLES IN A SPEECH AFFECTED BY HYPOKINETIC DYSARTHRIA

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Hypokinetic dysarthria is a common manifestation of Parkinson's disease (PD). Articulation characteristics can provide useful information to distinguish dysarthric speakers from healthy subjects and monitor the severity of disease and treatment effects. The aim of this study was to design an algorithm for automatic segmentation of consonants and vowels based upon a rapid steady /pa/-/ta/-/ka/ syllable repetition.

Automatické hledání významných pozic v Parkinsonických promluvách založených na rychlém opakováni slabik /pa/ - /ta/ - /ka/

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Práce se zabývá využitím programového prostředí Matlab pro zpracování pa- tologických promluv pacientů trpících Parkinsonovou nemocí (PN).

Automatické hodnocení poruch artikulace založené na rychlém opakování slabik u pacientů trpících Parkinsonovou nemocí

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V současné době je Parkinsonova nemoc druhé nejběžnější neurodegenerativní onemocnění. které začne být klinicky zřejmé až po projevení jednoho ze čtyř základních motorických symptomů.

Charakteristické rysy v řečovém projevu dětí s vývojovou dysfázií

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Sborník 85. akustického semináře. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2012. pp. 31-34. ISBN 978-80-01-05133-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek popisuje část výzkumu zabývající se akustickými parametry projevu pacientů s vývojovou dysfázií

Design and Construction of Pneumograph

  • Autoři: Sedlák, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Czech-German Workshop on Speech Pathology and Biological Signals - Proceedings. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2012. pp. 59-61. ISBN 978-80-01-05164-1.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Automatic calculation a signals parameters are very often used methods in a biomedical engineering research. This paper describes algorithms in Matlab usable to calculate or detect specified parameters of pneumogram signals. The described algorithms are suitable to objective evaluation of pneumogram signals. The pneumogram signals used to testing proposed algorithms were acquired by equipment own production.

DETEKCE VYSOKOFREKVENČNÍCH OSCILACÍ V CHRONICKÉM MODELU TEMPORÁLNÍ EPILEPSIE

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Vysokofrekvenční oscilace (HFO) hrají důležitou roli jak v normální funkci mozku, tak v patofyziologii neurologických onemocnění, především v epilepsii. Experimentálně a klinicky bylo prokázáno, že specifický typ vysokofrekvenčních oscilací je generován v oblastech mozku, ve kterých vznikají epileptické záchvaty. Tato vlastnost vysokofrekvenčních oscilací je v současnosti využívána v předoperační diagnostice za účelem zlepšení výsledků chirurgické léčby epilepsie. Předpokládá se, že vysokofrekvenční oscilace umožní přesnější určení oblasti mozku, kterou je nezbytné chirurgicky odstranit, aby došlo k vymezení záchvatů. Úspěšné použití vysokofrekvenčních oscilací v klinické praxi však vyžaduje vývoj nových algoritmů, které umožní spolehlivě detekovat tyto oscilace. V této práci bylo vyvinuto a testováno využití automatického detekčního algoritmu založeného na odlišnosti statistických parametrů základní aktivity pozadí a vysokofrekvenčních událostí. Tyto parametry byly určeny použitím Hilbertovy transformace, následované nalezením vhodného modelu logaritmicko-normální distribuce transformovaného signálu. Navržený postup umožňuje identifikovat vysokofrekvenční úseky signálů, neboť jejich distribuce jsou statisticky významně odchýlené od distribucí základní aktivity.

Estimation of fundamental frequency in pathological speech

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Automatic detection of speech pathology can help with early detection of speech pathology and with the analysis of the therapy progress. The basic speech parameter is the fundamental frequency (f0), which shows the frequency of vocal cord vibration.

Evaluation of Parkinsonian speech attributes obtained from utterances based upon the fast /pa/ - /ta/ - /ka/ syllables repetition

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinson's disease (PD) is the second most common neurodegenerative disorder after the Alzheimer's disease and with the aging of the worldwide population, the higher incidence is predicted. In 70 % - 90 % of PD cases, the hypokinetic dysarthria is manifested as a prodromal syndrom.

Evaluation of respiratory parameters from pneumogram

  • Autoři: Sedlák, J.S., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 20th Annual Conference Proceeding's Technical Computing Bratislava 2012. Praha: Humusoft, 2012. pp. 1-3. ISBN 978-80-970519-4-5.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Automatic calculation a signals parameters are very often used methods in a biomedical engineering research. This paper describes algorithms in Matlab usable to calculate or detect specified parameters of pneumogram signals. The described algorithms are suitable to objective evaluation of pneumogram signals. The pneumogram signals used to testing proposed algorithms were acquired by equipment own production.

Evaluation of severity of developmental dysphasia

  • Autoři: Nejepsová, M., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Czech-German Workshop on Speech Pathology and Biological Signals - Proceedings. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2012. pp. 54-56. ISBN 978-80-01-05164-1.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Article describes the evaluation of speech disorder - developmental dysphasia.

Hodnocení chraptivosti na základě analýzy akustického signálu řeči

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Sborník 85. akustického semináře. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2012. pp. 51-58. ISBN 978-80-01-05133-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V článku je popsáno několik základních druhů parametrizace akustického signálu, které jsou použitelné pro objektivní hodnocení chraptivosti. V článku je provedena korelační analýza parametrizací a subjektivního hodnocení odborníků.

HODNOCENÍ HYPOKINETICKÝCH PROMLUV U PACIENTŮ S PARKINSONOVOU NEMOCÍ POMOCÍ VOICE ONSET TIME

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinsonovou nemocí (PN) trpí přes osm milionů lidí a v České republice je diagnostikováno mezi deseti a dvanácti tisíci nemocných. Mezi nejznámější projevy Parkinsonovy nemoci patří nekontrolovatelný tremor, akinesie nebo bradykineze, svalová rigidita a charakteristický shrbený postoj. Zároveň studie ukázaly, že se u 70%-90% případů projevují patologie řeči, zejména hypokinetická dysartrie.

Hodnoceni koktavosti

  • Autoři: Lustyk, T., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Bergl, P.
  • Publikace: LETNÍ DOKTORANDSKÉ DNY 2012. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2012. pp. 108-112. ISBN 978-80-01-05050-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek se zabývá hodnocením koktavosti pomocí automatických metod. Experimenty jsou provedeny na čtených promluvách. Parametry zpracovávají vždy celou řečovou promluvu. Výstupy parametrů jsou srovnány s kontrolními daty vytvořenými pomocí hodnotícího systému LBDL (the Lidcomne Behavioral Data Language of Stuttering).

Hodnocení vývojové dysfázie

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Novinky ve foniatrii. Praha: Nakladatelství Galén, 2012. pp. 115-117. ISBN 978-80-7262-940-4.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Shrnutí objektivních hodnocení promluv dětí s vývojovou dysfázií.

Komparativní analýza běhu na lyžích volnou technikou a bruslení na kolečkových lyžích

  • Autoři: Chrástková, M., Bačáková, R., Špulák, D., Kračmar, B., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Scientia Movens - Sborník příspěvků z mezinárodní studentské vědecké konference konané dne 27. března 2012. Praha: Univerzita Karlova, Fakulta tělesné výchovy a sportu, 2012, pp. 28-36. ISBN 978-80-86317-92-2.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Pohyb na lyžích je velmi stará lidská lokomoce po sněhové pokrývce. V posledním století se stal také oblíbeným zimním a olympijským sportem, který v současné době zažívá opětovný boom mezi veřejností. Od 80. let 20. stol. se velmi dynamicky rozvíjí nová lyžařská technika – bruslení. Předkládaná pilotní studie se zabývá komparací bruslení na lyžích a na kolečkových lyžích, a to ve třech základních bruslařských stylech: oboustranné bruslení dvoudobé asymetrické na pravou a na levou stranu a oboustranné bruslení jednodobé. Povrchovou elektromyografií byly sledovány nástupy rozhodující aktivace jednotlivých svalů pravé dolní končetiny a jejich následná deaktivace v průběhu jednoho krokového cyklu. Výsledky potvrzují předpoklad, že kolečkové lyže lze považovat za speciální tréninkový prostředek pro běh na lyžích, a to nejen z hlediska kinetického, ale také z pohledu zapojování svalů.

Lokalizace zdrojů epileptiformních výbojů při peroperační kortikografii

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek se zabývá možnostmi detekce a analýzy epileptiformních výbojů v peroperační ortikografii. Zařazení jednotlivých výbojů do klastrů umožňuje definovat oblasti, ve kterých výboje vznikají, a které jsou zodpovědné za vznik epileptických záchvatů. Lokalizace epileptiformních ložisek během operace může sloužit jako diagnostický nástroj pro určení rozsahu resekční oblasti při epileptochirurgické léčbě.

Muscle Activity Detection Using EMG Envelope Thresholding - Comparison of Various Approaches

  • Autoři: Špulák, D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Mikulíková, P., Bezoušková Paulů, J., Kračmar, B.
  • Publikace: 20th Annual Conference Proceeding's Technical Computing Bratislava 2012. Praha: Humusoft, 2012. pp. 1-5. ISBN 978-80-970519-4-5.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper is focused on various approaches to thresholding of electromyographic (EMG) envelope. We used multichannel surface electromyography to record and evaluate electrical activity of muscles during Nordic walking. Muscle activity detection was performed using thresholding of the EMG envelope. We compared thresholding related to the maximum of the corresponding movement cycle and thresholding related to the average of all maxima of several movement cycles. Our conclusion is that the results of both approaches are generally comparable when using the same threshold level. There are greater differences if the overall amplitude of the EMG envelope tends to change during the whole recording. In these cases, thresholding related to the maximum of the corresponding movement cycle should be preferred.

Objektivizace chraptivosti - porovnání výpočtu HNR ve frekvenční oblasti s Praatem

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: LETNÍ DOKTORANDSKÉ DNY 2012. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2012. pp. 113-119. ISBN 978-80-01-05050-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V příspěvku je ukázána možnost odhadu HNR ve frekvenční oblasti a její vztah k chraptivosti.

Objektivní hodnocení závažnosti vývojové dysfázie dle mluveného projevu dětí

  • Autoři: Nejepsová, M., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Janda, J., Vokřál, J.
  • Publikace: LETNÍ DOKTORANDSKÉ DNY 2012. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2012. pp. 102-107. ISBN 978-80-01-05050-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Cílem výzkumu je nalezení akustických parametrů vhodných ke stanovení závažnosti poruchy u dětských pacientů s vývojovou dysfázií. Na základě subjektivních poslechových testů provedených odborníky i laiky byly pacienti rozděleni do tří skupin dle závažnosti vývojové dysfázie (mírná, střední a závažná forma poruchy). Po provedených analýzách hlasu a řeči totožných promluv zdravých dětí i dětí s vývojovou dysfázií byly vybrány takové parametry vhodné pro kategorizaci mluvčích do jednotlivých skupin.

Parametrizace prodloužené fonace pro hodnocení chraptivosti

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Novinky ve foniatrii. Praha: Nakladatelství Galén, 2012. pp. 126-128. ISBN 978-80-7262-940-4.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V příspěvku jsou popsány parametrizace prodloužené fonace hlásky /a/ vhodné k popisu téže chraptivosti.

Parametrizace průběhu křivky pro hodnocení chraptivosti

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 20th Annual Conference Proceeding's Technical Computing Bratislava 2012. Praha: Humusoft, 2012. ISBN 978-80-970519-4-5.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Chraptivost je obecné označení pro přítomnost patologických příměsí v hlase a je také jedním z prvních příznaku onemocnění hlasového ústrojí. Pro hodnocení chraptivosti se často používají ruzné parametrizace, které kvantifikují např. míru šumové příměsi v hlase. V současné době jsou nejčastěji k popisu použity pouze střední hodnoty nebo směrodatné odchylky takových parametrů, které ovšem nezohledňují rozdílný způsob nakmitávání a dokmitávání hlasivek na začátku a na konci fonace u zdravých a chraptivých hlasu. V příspěvku je ověřena vhodnost použití parametru CL (Curve Length) a LRE (Line Regression Error) pro detailnijší popis časového průběhu parametrů při hodnocení chraptivosti.

Použití systému hodnocení LBDL jako kontrolních dat pro automatické algoritmy

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Novinky ve foniatrii. Praha: Nakladatelství Galén, 2012. pp. 112-114. ISBN 978-80-7262-940-4.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Použití systému hodnocení LBDL jako kontrolních dat pro automatické algoritmy, které hodnotí neplynulost promluvy na základě analýz audio nahrávek koktavých

Processing of Multichannel Surface Electromyographic Signals

  • Autoři: Špulák, D., Sedlák, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Czech-German Workshop on Speech Pathology and Biological Signals - Proceedings. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2012. ISBN 978-80-01-05164-1.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The contribution is focused on analysis of muscle activity pattern by using multichannel EMG signals. The muscle activity detection methods are desribed in detail. The algorithms are adapted to processing of EMG signals which are recorded during periodic movement.

Relation Between Stuttering Severity and Automatic Algorithms

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Czech-German Workshop on Speech Pathology and Biological Signals - Proceedings. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2012. pp. 52-53. ISBN 978-80-01-05164-1.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The paper deals with automatic algorithms which are able to describe the level of speech fluency disorder in read audio recordings of stutterers.

ROBUST EPILEPTIFORM SPIKE DETECTION IN INTRACRANIAL ELECTROENCEPHALOGRAPHY

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The spike-wave complex as marker of epileptical activity is occurred in parts of the brain that may trigger epileptic seizure. Localization of this area is necessary for precisely neuro-surgical treatment. The aim of the project is developing of automatic objective robust spike detector.

Syntéza audio signálů

  • Autoři: prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 20th Annual Conference Proceeding's Technical Computing Bratislava 2012. Praha: Humusoft, 2012. pp. 1-6. ISBN 978-80-970519-4-5.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Příspěvek pojednává o technikách číslicové audio syntézy vyučovaných v předmětu Syntéza multimediálních signálů na Elektrotechnické fakultě ČVUT v Praze. Teoretické koncepty z přednášek jsou ve cvičeních doplněny praktickým programováním úloh v MATLABu.

Techniky číslicové audio syntézy v MATLABu

  • Autoři: prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Sborník 85. akustického semináře. Praha: Nakladatelství ČVUT, 2012. pp. 11-16. ISBN 978-80-01-05133-7.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Příspěvek pojednává o technikách číslicové audio syntézy vyučovaných v předmětu Syntéza multimediálních signálů, který je přednášen v 5. semestru bakalářského studia na Elektrotechnické fakultě ČVUT v Praze. Předmět uvádí do základů algoritmů syntézy zvuků (každodenních, hudebních a řečových), číslicových audio efektů a sonifikace. Teoretické koncepty z přednášek jsou ve cvičeních doplněny praktickým programováním úloh v MATLABu.

THE REAL-TIME VIZUALIZATION OF PNEUMOGRAM SIGNALS

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The real-time visualization of pneumogram signals is described in this contribution. The device created provides simultaneous measurement of pneumogram and voice. The sampled signals are transmitted to PC software in real time via USB bus, which makes it possible to show the curves from the sampled signals in real-time. In addition, data archiving and printing functions are integrated into the software. Since pneumography is one of the oldest methods to provide information about the technique of respiration, it will be possible for doctors in phoniatric practice to use the created device and programmed application for patient diagnosis. Listed in the results is an example of the recordings acquired from the designed device.

THE RELATION BETWEEN SPECTRAL CHANGES DISTANCE AND PROLONGATION IN SPEECH OF STUTTERERS

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 20th Annual Conference Proceeding's Technical Computing Bratislava 2012. Praha: Humusoft, 2012. pp. 1-5. ISBN 978-80-970519-4-5.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The paper deals with an algorithm that could be used to identify prolongations in audio recordings of disfluent speech. The measurement utilizes the detector of abrupt spectral changes and the voice activity detector. The experiment is based on the analysis of read audio recordings of stutterers. The highest correlation coefficient with control data is 0.72. This algorithm could become a base of a parameter in an automatic and objective assessment system.

The severity rating of developmental dysphasia by utterances from 5-7 years old patients

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: 2012 International Conference on Applied Electronics. Pilsen: University of West Bohemia, 2012. pp. 191-194. ISSN 1803-7232. ISBN 978-80-261-0038-6.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The main topic of this article is to compare acoustic parameters of utterances from children with developmental dysphasia and healthy children in age 5-7 years. The goals of this article are establishing the voice and speech characteristics that show differences between children with developmental dysphasia on three levels of this disorder and healthy children. These parameters should be helpful in the future to phoniatrists and clinical specialists to assess the current level of development of speech, the articulation and the severity assessment of speech disorder of these patients.

Using of Bayesian changepoint detectors in analysis of speech pathology

  • Autoři: prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Czech-German Workshop on Speech Pathology and Biological Signals - Proceedings. Praha: ČVUT FEL, Katedra teorie obvodů, 2012. pp. 32-34. ISBN 978-80-01-05164-1.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The aim of this work has been to suggest and verify a novel method for speech pathology analysis based on recursive Bayesian changepoint detector.

Využití pneumografie a záznamu pneumogramu pro foniatrická vyšetření

  • Autoři: Sedlák, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Novinky ve foniatrii. Praha: Nakladatelství Galén, 2012. pp. 124-125. ISBN 978-80-7262-940-4.
  • Rok: 2012
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Pneumografie patří mezi nejstarší metody poskytující informaci o technice dýchání, avšak v dnešní době je tato metoda opomíjena kvůli absenci výrobce na trhu zdravotnické techniky. Článek se zabývá popisem návrhu a konstrukce pneumografu určeného k foniatrickým vyšetření. Článek poskytuje stručný popis hardwarového a softwarového řešení, dále jsou uvedeny také výsledky měření získané pomocí zkounstruovaného zařízení.

Acoustic analysis of voice and speech characteristics in early untreated Parkinson's disease

  • Autoři: doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Růžičková, H., Klempíř, J., Majerová, V., Picmausová, J., Roth, J., Růžička, E.
  • Publikace: Proceedings of the 7th International Workshop on Models and Analysis of Vocal Emissions for Biomedical Applications. Florencie: Universita di Firenze, 2011. p. 181-184. 612.78 (ed. 20). ISBN 978-88-6655-009-9.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinson's disease (pd) is a neurological illness characterized by progressive lost of dopaminergic neurons, primarily in the substantia nigra pars compacta. changes in speech associated with hypokinetic dysarthria are a common manifestation in patients with idiopathic PD. The aim of this study is to investigate the feasibility of automated acoustic measures for the identification of voice and speech disorders in PD.

Acoustic Assessment of Voice and Speech Disorders in Parkinson's Disease Through Quick Vocal Test

  • DOI: 10.1002/mds.23680
  • Odkaz: https://doi.org/10.1002/mds.23680
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The disorders of voice and speech in Parkinson's disease (PD) result from involvements in several subsystems including respiration, phonation, articulation, and prosody. We investigated the feasibility of acoustic measures for the identification of voice and speech disorders in PD, using a quick vocal test consisting of sustained phonation, diadochokinetic task, and running speech. Various traditional and novel acoustic measurements have been designed in order to be gender independent, represent all speech subsystems, reduce the time required for voice investigation, and provide a reliable automated assessment in practice.

Acoustic markers of speech degradation in early untreated Parkinson's disease

  • Autoři: doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Růžičková, H., Klempíř, J., Majerová, V., Picmausová, J., Roth, J., Růžička, E.
  • Publikace: Proceedings of Forum Acusticum 2011. Madrid: European Acoustics Association, 2011. p. 2725-2730. Danish Acoustical Society. ISSN 2221-3767. ISBN 978-84-694-1520-7.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinson's disease (PD) is a neurological illness associated with a variety of motor deficits and non-motor deficits involving areas such as speech, mood, behaviour, thinking, and sensation. The PD-related vocal impairment results from the involvement of various speech subsystems including respiration, phonation, articulation, and prosody. The abnormalities in these speech subsystems are traditionally assessed using several acoustic measurements. Signal processing algorithms, in turn, offer an objective method for precise evaluation of speech performance from recorded signals. In this paper, we study the disordered speech of people with early PD who have not undergone pharmacotherapy treatment.

An Analysis of Iterative Algorithm for Estimation of Harmonics-To-Noise Ratio in Speech

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 19th Annual Conference Proceedings Technical Computing Prague 2011. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2011. pp. 1-7. ISBN 978-80-7080-794-1.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper delas with analysis of iterative algorithm which will be used to determine the HNR in speech. Describes the weknesses and brings a new approach to solve them.

Analysis of intracranial EEG recording

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The aim of the project is to create suitable algorithms for detecting the presence, localization and extent of epileptogenic focus. The methods have been developed for providing an objective view of the diagnostic symptoms, and are based on search and evaluation of relations in the intracranial EEG signals recordings During the course of the project in the past year, we have focused mainly on the methods for detection of interictal spikes, methods using one-channel time-frequency analysis through Bayesian change-point detectors, methods using multi-channel detection based on multidimensional autoregressive models, and methods based on correlation analysis.

Analysis of Signals Induced by Mechanical Activity of Heart

  • Pracoviště: Katedra fyziky, Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Our research is focused on two areas, namely on the heart rate variability (HRV) and on noninvasive continuous blood pressure estimation. In this paper, we describe relationships between HRV and both spontaneous and controlled respiration. In order to improve methods for continuous blood pressure estimation, the influence of averaging on correlation between pulse arrival time (PAT) and blood pressure is also studied.

Assessment of voice and speech impairment

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The main aim of this project is the evaluation of voice and speech disorders in the field of several areas including dysarthria of Parkinson's disease, children dysphasia, stuttering, and speech dysfluency. The project deals with creation of speech databases, labelling several types of utterances, acoustic analysis, design and development of signal processing algorithms for automatic evaluation of speech features, design of appropriate classifiers, but also collaboration with speech-language pathologists in assessment of quality of speech and with neurologist in assessment of patients' global motor impairment. The research in the area of speech pathology has a crucial role to play in both theoretical and practical issues of developing and improving speech treatment across a range of diseases and conditions. The theoretical results yield essential knowledge for multidisciplinary science development in areas of acoustic, neurology, and linguistics.

Automatická segmentace hlásek při rychlém opakování slabik (/pa/ /ta/ /ka/) u hypokinetické dysartrie

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Hypokinetic dysarthria is a common manifestation of Parkinson's disease (PD). Articulation characteristics can provide useful information to distinguish dysarthric speakers from healthy subjects and monitor the severity of disease and treatment effects.

Change evaluation of Bayesian detector for dysfluent speech assessment

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Applied Electronics 2011. Plzeň: University of West Bohemia, 2011, pp. 231-234. ISSN 1803-7232. ISBN 978-80-7043-987-6.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper is focused on a parameter which could be used for automatic and objective assessment of dysfluent speech. The measurement is based on the analysis of read audio recordings of stutterers. The designed parameter analyzes the signal in the spectral domain, which correlates with the subjective assessment of two phoniatrics experts with a coefficient of -0.789. A Bayesian change-point detector (BACD) has been used for spectral analysis. This parameter could become a part of an automatic and objective assessment system.

Hodnocení vokalických parametrů u patologických hlasů

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    In this paper we present usage of the two novel speech fundamental frequency (f0) detection methods for sustained phonations to assess other vocal parameter such as jitter, shimmer, and harmonics-to-noise ratio (HNR). These voice parameters are commonly used to detect the speaker's voice characteristics and his voice quality. The aim of the work is to design the algorithm for detecting these vocal parameters, regarding to the robustness and automatization with minimisation of external parameters set-up. The results of particular parameters are compared with commonly used software Praat. The comparison of results between Praat and our designed vocal parameters were 83% for jitter, 88% for shimmer and 94% for HNR.

Komplexní měření plicních funkcí s využitím spirometrie

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Mezi základní parametry neinvazivních měření plicních funkcí patří plicní ventilace (kapacita a objem plic), maximální výdechový objem (usilovný výdech) a maximální volní ventilace (hluboké dýchání). Motivací této práce je laboratorní úloha určená pro výuku studentů biomedicínského inženýrství ČVUT FEL v předmětu Biologické signály. Pro všechna měření byl využit spirometr z profesionálního měřícího zařízení Biopac Student Lab a následně byly vyvinuty vlastní jednoduché algoritmy pro automatickou extrakci parametrů ze signálů ve vývojovém prostředí Matlab.

Objectification of dysarthria in Parkinson's disease using Bayes theorem

  • Autoři: doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Růžičková, H., Růžička, E.
  • Publikace: Proceedings of the 10th WSEAS International Conference on SIGNAL PROCESSING, ROBOTICS and AUTOMATION. Athens: World Scientific and Engineering Academy and Society, 2011. pp. 165-169. Zoran Bojkovic, Janusz Kacprzyk, nikos Mastorakis, Valeri Mladenov, Roberto Revetria, Lotfi A. Zadeh, Alexandr Zemliak. ISSN 1792-8192. ISBN 978-960-474-276-9.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper presents an assessment of vocal impairment for separating healthy persons from patients with Parkinson's disease (PD). We have recently shown that deterioration of speech performances in PD speakers is notable from an early stage of the disease, even before starting pharmacotherapy. In this study, we present the potential of the simple Bayes rule to reveal changes in degradable speech performance in the course of PD-related dysarthria. The various speech data were recorded from 23 speakers with recently diagnosed PD and 23 healthy speakers. It has been found that 19 various acoustic measurements are able to differentiate PD significantly from healthy speakers. Subsequently, the Bayes theorem was applied to each of these measurements. As a result, the 21 PD patients and 21 healthy people were correctly classified according to their group. The Bayes theorem thus confirms its feasibility for identifying the features of the impaired voice.

Parameters for Mean Blood Pressure Estimation Based on Electrocardiography and Photoplethysmography

  • Pracoviště: Katedra fyziky, Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The focus of this paper is continuous non-invasive blood pressure monitoring. We used electrocardiography (ECG) and photoplethysmography (PPG) to compute pulse arrival time (PAT) between heart and finger. PAT was measured as the time difference between the R-peak of ECG and a characteristic point of PPG. We defined different characteristic points on PPG and compared their suitability for blood pressure estimation. Measurements were made on a group of 10 volunteers using an invasive blood pressure meter as reference. Generally, the best results were achieved when using time intervals from R-peak of ECG to the relative minimum preceding the rising edge of PPG. However, for some participants, differing parameters gave better results.

Parametrization of the Intracranial Electroencephalography via Wavelet Transformation

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper describes a methodology for finding appropriate wavelets to parameterizing of intracranial electroencephalography (iEEG) records. Suitable wavelets were calculated according to mutual energy in defined frequency ranges that correspond with standard distributions of EEG bands. The appropriate wavelets were selecting from 84 types of wavelets. The wavelets will be used to parameterizing iEEG records for classifier that will be localizing the seizure onset zone (SOZ) in the epileptology.

Quantitative acoustic measurements for characterization of speech and voice disorders in early untreated Parkinson's disease

  • DOI: 10.1121/1.3514381
  • Odkaz: https://doi.org/10.1121/1.3514381
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    An assessment of vocal impairment is presented for separating healthy people from persons with early untreated Parkinson's disease (PD). This study's main purpose was to (a) determine whether voice and speech disorder are present from early stages of PD before starting dopaminergic pharmacotherapy, (b) ascertain the specific characteristics of the PD-related vocal impairment, (c) identify PD-related acoustic signatures for the major part of traditional clinically used measurement methods with respect to their automatic assessment, and (d) design new automatic measurement methods of articulation.On the basis of objective acoustic measures, statistical decision-making theory, and validation from practicing speech therapists, it has been demonstrated that 78% of early untreated PD subjects indicate some form of vocal impairment. The speech defects thus uncovered differ individually in various characteristics including phonation, articulation, and prosody.

Robust pitch detection algorithms for estimation of fundamental frequency of prolonged vowels phonations at pathological voices

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper presents a design for two novel methods of speech fundamental frequency (f0) detection in pathological voices. The methods are tested on the database of vowelsustained phonation. One method is based on the detection of maxima and the other on signal filtration with band pass. Compared to other well known f0 detection methods, our algorithms are designed with respect to speech pathology detection. Moreover, the designed methods support detection of the other voice parameters, such as jitter, shimmer and harmonic-to-noise ratio (HNR). The comparison of our results with results generated by the help of the Praat algorithm reaches a high value of correspondence: for the maximum method, the accuracy is 88,4 % and for the pass band method it is 83,9 %.

Robustní algoritmy detekce špiček pro odhad základní hlasivkové frekvence prodloužených fonací samohlásek u patologických hlasů

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper presents design of two new methods of speech fundamental frequency (f0) detection for vowel sustained phonations and the detection method, which use cross-corelation to detect f0, is tested. The algorithm consists of certain preprocessing and processing methods. The first method is based on the detection of maxima and the second method is based on band pass filtration. In comparison with the other commonly used f0 detection methods, our algorithms are designed with respect to speech pathology detection. These methods lead to detection of the other voice parameters such as jitter, shimmer and harmonic-to-noise ratio (HNR). The results of this study are compared with database, which is labeled by the help of Praat algorithm. The results for maximum method succeed at 88.4% and for pass band method at 83.9%. The detection leads to create self-automated method, which detect robustly f0.

Rules for Spike Detection in Multichanel Intracranial Electroencephalography

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper presents a possibility for quantitative evaluation of the electroencephalography (EEG) through searching for discharge artifacts in the intracranial electrocorticography signals of epileptic patients. Occurrence of the discharges as a spike-wave complex directly relates to affected parts of the brain. The described method uses the spike detector based on comparison of the energy envelope of the filtered signals and the individual settings of thresholds. The settings of the thresholds follow the rule which is dependent on statistical distribution and its MLE approximation of the envelope. Two patient results are introduced as a preview. The proposed algorithm is designed for automatic evaluation of intracranial EEG signals to increase objectivity and save time for neurologist examinations.

Seizure Onset Zone Detection and Localization in iEEG Using DTF

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper presents the possibility of early detection and localization of epileptogenic focus in the iEEG (intracranial Electroencephalography) signal using a method based on multidimensional autoregressive models. The work provides the first results of the method in the iEEG signal, and discusses technical aspects in terms of the suitability of the sampling frequency, AR model order and segmentation step.

Spectral Approximations for Sibilant Classification

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 2011 International Conference on Applied Electronics. Plzeň: Západočeská univerzita v Plzni, 2011. pp. 385-388. ISSN 1803-7232. ISBN 978-80-7043-987-6.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The paper deals with analysis of spectrum of czech sibilants /s/, /sh/, /z/ and /zh/ and tries to find optimal approximation of power spectrum which can be used for sibilant classification. Several polynomial approximations and a Bézier`s approximation in several frequency bands were used. The best classification results are given by the Bézier`s approximation in frequency band 0.3-10 kHz (97,4 %).

Sturge-Weber syndrome: a favourable surgical outcome in a case with contralateral seizure onset and myoclonic-astatic seizures

  • Autoři: Jiruska, P., Marusic, P., Jefferys, JGR, Krsek, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Sebronova, V., Komarek, V.
  • Publikace: Epileptic Disorders. 2011, 13(1), 76-81. ISSN 1294-9361.
  • Rok: 2011
  • DOI: 10.1684/epd.2011.0407
  • Odkaz: https://doi.org/10.1684/epd.2011.0407
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Sturge-Weber syndrome is a neurocutaneous disorder classically characterized by the presence of facial port-wine stain and ipsilateral leptomeningeal angiomatosis. It is often associated with refractory epilepsy which requires surgical treatment. We present a case of a patient who initially presented with partial seizures of temporo-occipital origin, ipsilateral to the pial angiomatosis. During the course of the disease, the patient developed medically refractory epilepsy with partial seizures originating predominantly from the contralateral temporo-occipital area as well as myoclonic and myoclonicastatic seizures. Resection of the occipital and temporal lobe affected by the pial angioma resulted in favourable outcome.

The Number of Spectral Changes in Speech Segments for Evaluation of Dysfluent Speech

  • Autoři: Lustyk, T., Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: 19th Annual Conference Proceedings Technical Computing Prague 2011. Praha: Vydavatelství VŠCHT Praha, 2011. pp. 1-6. ISBN 978-80-7080-794-1.
  • Rok: 2011
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper is focused on a measurement that could be useful for an automatic and objective evaluation of dysfluent speech. The parameter combines the time and frequency domain analysis. The experiment is based on the analysis of read audio recordings of stutterers. The highest correlation coefficient with control data is -0.821. This parameter could become a part of an automatic and objective assessment system.

Acoustic Analysis of Utterances: Children With Developmental Dysphasia

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Škodová, E.Š.
  • Publikace: Technical Computing Bratislava 2010. Bratislava: RT systems, s.r.o, 2010. pp. 1-3. 18th Annual Conference Proceedings. ISBN 978-80-970519-0-7.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper describes recording utterances of children with developmental dysphasia and subsequent analysis of captured records. Suitable parameters from this acoustic analysis should be used for automatic classification of utterances. These parameters include for examples DTW isolated words, the spectral moments of isolated utterances sibilants and rate of specific utterances.

Akustická analýza promluv dětí s vývojovou dysfázií

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Akustické listy. 2010, 16(4), 4-8. ISSN 1212-4702.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The main goal of this article is to find parameters for the severity assessment of children with developmental dysphasia. This parameters will be used for an automatic classifier. Developed algorithm in the form of software applications should be helpful in the future to phoniatrist and clinical specialists to assess the current level of development of speech and articulation. Spectral moments of isolated sibilants and their length, rate and rhytm of speech in specific utterances are only some of suitable parameters for diagnosis of developmental dysphasia.

Analysis of Fricative Consonant /s/ in Dysarthria Test

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 20th Czech - German Workshop on Speech Processing. Prague: Institute of Photonics and Electronics AS CR, 2010. pp. 58-69. ISBN 978-80-86269-21-4.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    During dysarthria test an assessment of fricative consonant /s/ is commonly performed. This paper introduces the possibilities of automated evaluation of two of the most common tasks: "Ability to sustain /s/ on exhalation" and "Ability to repeat series of /s/". Pitfalls of recording /s/ on commonly used PCs, design of algorithm for classifying /s/ and parameters which can be used to classify speakers with Parkinson disease and healthy speakers based on assessment of /s/ are also discussed. In the end the design of an application useful for real-time assessment of both of the above-mentioned tasks is mentioned.

Analysis of Heart Rate Variability During Respiration

  • Autoři: Demchenko, V., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Technical Computing Bratislava 2010. Bratislava: RT systems, s.r.o, 2010. 18th Annual Conference Proceedings. ISBN 978-80-970519-0-7.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper deals with a problem of signal processing of heart rate variability (HRV) with emphasis on a detection of similarity between the HRV and respiration signal. Different heart rate variability tests were used to reach this goal. We also have performed tests with spontaneous respiration signals in order to compare our results. Linear (mean, standard deviation etc.) and nonlinear methods (Poincaré plot), that work in both time and frequency domain, were used. A segmentation of the breathing signal took place within the time domain method. It gives a basic notion of normal and controlled breathing pattern and the information about a time delay of the HRV. Influence of naturalness of breathing pattern was also detected. The known fact that the HRV stay similar to previous pattern during first 20seconds of apnea phase (special respiration pattern with no breathing) was confirmed. A result of this research is a confirmation of the previous results and a basic detection of the time...

Analýza hlasu v laboratorních úlohách při výuce studentů biomedicínského inženýrství

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Studenti biomedicínského inženýrství ČVUT FEL se v předmětu Biologické signály setkávají s laboratorní úlohou "Analýza hlasu", kde mají možnost se prakticky seznámit se základním hlasivkovým tónem, jeho parametry a detekcí. S použitím jednoduchých robustních algoritmů v prostředí MATLAB provádí analýzu hlasivkového tónu, zobrazují a hodnotí fonetogram a prostřednictvím Klattova kaskádního syntezátoru studují vliv formantů při produkci a percepci samohlásek.

Analýza promluv dětí s vývojovu dysfázií

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Škodová, Š.
  • Publikace: 8. ČESKO-SLOVENSKÝ FONIATRICKÝ KONGRES. Bratislava: Samedi s.r.o., 2010. pp. 25. ISSN 1337-2181.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Tento článek se zabývá akustickou analýzou promluv dětí. Popisuje metodiku hledání odlišností a porovnávání pořízených promluv zdravých dětí a dětí s vývojovou dysfázií. Analýzou těchto zvukových záznamů jsou získávány vhodné parametry pro budoucí automatické hodnocení řečových vad u dětí.

Assessment of Dysfluency in Stuttered Speech

  • Autoři: Bergl, P., Lustyk, T., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Černý, L., Hrbková, M.
  • Publikace: Technical Computing Bratislava 2010. Bratislava: RT systems, s.r.o, 2010. pp. 1-3. 18th Annual Conference Proceedings. ISBN 978-80-970519-0-7.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The project aims to find methods that would be based on the analysis of audio recordings stutterers and were able to objectively and automatically determine the degree of speech fluency disorders.

Change detection in intracranial EEG signals

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The aim of our research is to create algorithms suitable for detecting the presence, localization and determine the extent of epileptogenic focus. We developed experimentally methods for providing view of the diagnostic symptoms. The methods are based on search and evaluation of relations between the monitoring intracranial EEG signals. This paper shows our first approach to the problematic and also our preliminary results.

Distributed computing system for EEG signal processing using MATLAB as activex object in DCOM model

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Automated signal processing of electroencephalographic (EEG) data is mostly very sophisticated and time consuming. Also the data amounts of the patients necessary to process are mostly high. Using a parallel signal processing techniques is suitable for saving the time. When the workgroup computing force consist only standard personal computers with standard equipment, a technique easy to implement is necessary. The one suitable technique is the Distributed Component Object Model (DCOM) mechanism that basically allows ActiveX clients to use remote ActiveX objects over a network. This paper describes one possibility of using a number of Matlab instances as ActiveX objects in school network working in synergy when the consequent is decreasing the computing time of EEG signal processing.

Epileptic high-frequency network activity in a model of non-lesional temporal lobe epilepsy

  • Autoři: Jiruska, P., Finnerty, G. T., Powell, A. D., Lofti, N., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Jefferys, G. R.
  • Publikace: Brain. 2010, 133(5), 1380-1390. ISSN 0006-8950.
  • Rok: 2010
  • DOI: 10.1093/brain/awq070
  • Odkaz: https://doi.org/10.1093/brain/awq070
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    High-frequency cortical activity, particularly in the 250-600 Hz (fast ripple) band, has been implicated in playing a crucial role in epileptogenesis and seizure generation. Fast ripples are highly specific for the seizure initiation zone. However, evidence for the association of fast ripples with epileptic foci depends on animal models and human cases with substantial lesions in the form of hippocampal sclerosis, which suggests that neuronal loss may be required for fast ripples. In the present work, we tested whether cell loss is a necessary prerequisite for the generation of fast ripples, using a non-lesional model of temporal lobe epilepsy that lacks hippocampal sclerosis.

Experiments with Blood Pressure Monitoring Using ECG and PPG

  • Pracoviště: Katedra fyziky, Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    We observed dependencies among blood pressure, pulse arrival time and pulse wave amplitude of photoplethysmogram in our studies. Measurements were made at the intensive care unit in Motol University Hospital in Prague and were compared with invasive blood pressure meter. The correlation coefficients between systolic or diastolic pressure and pulse arrival time achieved up to - 0.97, when averaging over 16 RR intervals. However, the range of the measured systolic and diastolic pressure is very low in some cases, and therefore we cannot do reliable conclusions. Correlations between pressure and amplitude of photoplethysmogram were still somewhat higher, however, a poor repeatability of such a measurement can be expected.

Hodnocení důrazu, emocí, rytmu, artikulační rychlosti a pravidelnosti u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Cílem této práce je vyhodnocení tradičních měření artikulační rychlosti a pravidelnosti provedených s využitím rychlého opakování kombinace slabik známé jako diadochokinetická (DDK) úloha, a dále prezentace nových měření prosodie provedených s využitím nestandardních vokalických úloh zahrnujících důraz, emoce a rytmus. Řečová data byla pořízena od 46 českých rodilých mluvčích, 23 z nich bylo diagnostikováno s výskytem Parkinsonovy nemoci (PN). Pro všechna zde prezentovaná měření byly navrženy automatické skripty v prostředí MATLAB. Hlas pacientů s výskytem PN ve srovnání se skupinou zdravých lidí ukázal statisticky významné rozdíly pro měření DDK rychlosti, variace základní hlasivkové frekvence a intenzity u důrazu, variace základní hlasivkové frekvence a druhého formantu u emocí, a rytmu.

Hodnocení neplynulosti promluv

  • Autoři: Bergl, P., Lustyk, T., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Černý, L., Hrbková, M.
  • Publikace: 8. ČESKO-SLOVENSKÝ FONIATRICKÝ KONGRES. Bratislava: Samedi s.r.o., 2010. pp. 25. ISSN 1337-2181.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Cílem projektu je nalezení metody, která by na základě analýz audio nahrávek balbutiků byla schopna objektivního a automatického určení stupně poruchy plynulosti řeči.

Information system for management and analysis of medical data

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper presents the current state of information system for management and analysis of medical data. The main aim of this project was to develop a web based system that could be used to store and easily manage large amount of data and that could provide access to this data for multiple users at the same time. The final system consists of ASP.NET application that forms the user interface and provides connection to SQL and file server. The system provides extensive user management and user access control, to suite variable needs of both small and large projects. It also contains a sophisticated search engine that makes management of large quantities of information easier. Finally, there is a basic analytical tool with potential for further improvement.

Kvantitativní akustické analýzy u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinsonova nemoc (PN) je chronické neurodegenerativní onemocnění charakterizováno progresivní ztrátou dopaminergních neuronů v substantia nigra. V důsledku řady motorických symptomů se u PN rozvíjí non-motorické deficity v řeči charakterizované jako hypokinetická dysartrie. Cílem práce jsou kvantitativní akustické analýzy specifických řečových subsystémů u pacientů s výskytem PN ve srovnání se zdravými účastníky kontrolní skupiny (KS).

Laboratory tasks from voice analysis in the study of biomedical engineering using matlab

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Students of Biomedical Engineering of the Czech Technical University in Prague meet with the laboratory task "Voice Analysis" in the subject Biological Signals. They have the opportunity here to practically learn basics about fundamental glottal tone, formant frequencies, their parameters and detection, frequently used in voice pathology analysis.

Možnosti automatického hodnocení při syčení

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 8. ČESKO-SLOVENSKÝ FONIATRICKÝ KONGRES. Bratislava: Samedi s.r.o., 2010. pp. 25-26. ISSN 1337-2181.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Při určování tíže dysartrické poruchy je často hodnocena schopnost ovládat dýchání. K tomu často slouží úkoly spojené s prodlouženou exspirací při syčení nebo s přerušovaným syčením. V současné době jsou tyto úkoly hodnoceny pouze subjektivně. Je představena automatická metoda hodnocení dvou výše zmíněných úkolů, která pracuje v reálném čase. Jako součást prezentace je uvedena aplikace, která může být použita i k terapeutickým účelům.

Popis spektrálních vlastností sibilantů /s/, /š/, /z/ a /ž/ na základě LSP parametrizace

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This paper deals with quantitative description of a power spectrum of Czech sibilants /s/, /š/, /z/, /ž/ using Line Spectral Pairs (LSP) parametrisation. A brief introduction to LSP and several experiments with signal description by LSP and signal periodicity was performed. According to the parametrisation, two classifiers were developed - the first classifier that does not use signal periodicity description is able to classify 95.2% of microsegments from the input database correctly, the second classifier using signal periodicity description increases the amount of correctly classified microsegments up to 96.8%.

Possibilities of Automated Assessment of /s/

  • Autoři: Stráník, A., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Technical Computing Bratislava 2010. Bratislava: RT systems, s.r.o, 2010. pp. 1-5. 18th Annual Conference Proceedings. ISBN 978-80-970519-0-7.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    In dysarthria testing, there are several phonorespiration tasks that evaluate the ability to control exhalation stream. Some of these tasks are related to fricative consonant /s/. The aim of this paper is to introduce the possibilities of automated assessment of two of these tasks: "Ability to sustains /s/ on exhalation" and "Ability to repeat series of /s/".

Speech characteristics for developmental dysphasia assessment

  • Autoři: Nejepsová, M., Janda, J., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Vokřál, J.
  • Publikace: Digital Technologies 2010. Žilina: TU v Žilině, 2010. ISBN 978-80-554-0304-5.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The purpose of this paper is to compare the appropriate parameters to assess the severity of defects in utterances from children with developmental dysphasia. There are the parameters for age-dependent classification and parameters to distinguish utterances from healthy children and children with developmental dysphasia.

Systém pro automatické hodnocení

  • Autoři: Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Hrbková, M., Černý, L.
  • Publikace: Automatizace. 2010, 53(1-2), 49-52. ISSN 0005-125X.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Tento příspěvek popisuje metodu, která na základě analýzy audio nahrávek balbutiků odhaduje tíži poruchy plynulosti řeči.

Usability of ECG and PPG for Continuous Blood Pressure Monitoring

  • Autoři: Špulák, D., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Digital Technologies 2010. Žilina: TU v Žilině, 2010. ISBN 978-80-554-0304-5.
  • Rok: 2010
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    We used electrocardiography (ECG) and photoplethysmography (PPG) to compute pulse arrival time (PAT) between heart and finger. PAT was measured as time difference between the R-peak of ECG and a characteristic point of PPG. We defined different characteristic points of PPG and compared their suitability for blood pressure (BP) estimation. Measurements were made on a group of 13 young males using sphygmomanometric BP measurement as reference. Generally, best results were achieved when using time intervals from R-peak of ECG to the local minimum preceding the rising edge of PPG. However, for some participants, another parameters gave better results.

Akusticko-fonetické míry pro hodnocení neplynulosti čtených promluv

  • Autoři: Bergl, P., Černý, L., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Hrbková, M.
  • Publikace: Akustické listy. 2009, 15(2), 9-15. ISSN 1212-4702.
  • Rok: 2009
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Poruchy plynulosti reci mohou mít mnoho prícin. Muže se jednat o menší dispozice k rozmanitému mluvenému projevu, charakterové vlastnosti ci výsledek emocionální rozladenosti jedince. Krome toho mužou být jejich duvodem ruzná onemocnení, napr. koktavost. Koktavost (balbuties) se projevuje opakováním urcitých hlásek ci slabik (repetice), prodlužováním hlásek (prolongace), cetnými pauzami apod.

Analýza základní frekvence, amplitudového a frekvenčního kolísání hlasivek u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Frekvence hlasivek F0, amplitudová a frekvenční nestabilita jsou základními zkoumanými parametry nejen u Parkinsonovy nemoci (PN). Parametry byly zkoumány u 14 pacientů v rané fázi výskytu PN ve srovnání se 14 zdravými účastníky kontrolní skupiny (KS). Pro měření melodie F0 byly použity dva čtené texty o délce 80 a 136 slov a monolog o délce 90 sekund, pro měření rozsahu F0 byla požita věta o délce 28 slov a zpívaná stupnice. Rozdíly rozsahu F0 mezi oběma skupinami byly také měřeny u oznamovací, tázací a rozkazovací věty. Frekvenční a amplitudová nestabilita byla měřena u hlásky /i/ a nazálu /m/ vyslovované po minimální dobu pěti sekund.

Formantová analýza a nové metody pro hodnocení míry artikulace u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Tato studie popisuje měření formantů F1 a F2, které jsou často užívanými parametry při akustických analýzách hlasu a dále popisuje nové metody pro hodnocení míry artikulace. První metoda je založena na změně spektrální vzdálenosti s využitím Baysessovského detektoru a druhá metoda měří periodicitu F2 při artikulaci. Všechny měření byly pořízeny u 16 mužských pacientů v ranném neléčeném stádiu Parkinsonovy nemoci (PN) v porovnání s 16 zdravými muži kontrolní skupiny (KS) ve srovnatelném věku...

Oslabení okluzí v promluvách pacientů s Parkinsonovou chorobou

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek se zabývá hodnocením oslabených okluzí u opakovaných promluv /pa-ta-ka/, které vznikají v důsledku nepřesné artikulace u pacientů s Parkinsonovou nemocí (PN) a porovnává je s projevy účastníků kontrolní skupiny (KS). Z akustického pohledu je během oslabené okluze přítomen šum, který lze pozorovat v histogramech signálů, v průběhu energie, v diferenci energie a v průměrovaných dlouhodobých periodogramech. Práce uvádí jednoduché robustní statistické parametry, které byly vybrány s ohledem na zvýrazění rozdílnosti promluv PN a KS a lze je získat bez labelování promluv. U všech jedenácti získaných parametrů byla statistická významnost p < 0,001. Studie tak doplňuje již dříve publikované akustické analýzy promluv pacientů s Parkinsonovou nemocí.

Parametry zkoumající pravidelnost energie a znělosti řečového signálu neplynulých promluv

  • Autoři: Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Analýza a zpracování řečových a biologických signálů - sborník prací 2009. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2009. pp. 16-21. ISBN 978-80-01-04474-2.
  • Rok: 2009
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    V príspevku jsou uvedeny dva parametry pro zkoumání neplynulých promluv. První se zabývá pravidelností výdeje energie řečového signálu, druhý parametr zkoumá pravidelnost znělosti promluv.

Rerence noise method of removing powerline noise from recorded signals

  • Autoři: Jiruska, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Powell, A.D., Chang, W.Ch., Vreugdenhil, M., Jefferys, J.G.R.
  • Publikace: Journal of Neuroscience Methods. 2009, 184(1), 110-114. ISSN 0165-0270.
  • Rok: 2009
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2009.07.003
  • Odkaz: https://doi.org/10.1016/j.jneumeth.2009.07.003
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Powerline contamination of recorded signals represents a major source of noise in electrophysiology and impairs the use of recordings for research. In this article we present simple and effective method for cancelling 50 Hz (or 60 Hz) noise using a reference noise signal and average noise cycle subtraction. This method is capable of reliably removing not only the fundamental powerline frequency but also its harmonic frequencies. The efficiency of this method appears to be superior to other commonly used methods such as notch filtering or adaptive filtering. Our experience and results show that this method can be efficiently used with very low signal-to-noise ratios, while preserving original signal waveform.

Rhythm evaluation in early untreated Parkinson's disease

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Parkinson's disease (PD) is a neurological illness which impairs motor skills, speech, and other functions such as mood, behavior, thinking, and sensation. It causes vocal impairment for approximately 70-90% of the patients. The lower ability of rhythm perception may be one of the deficits in PD speech. Thus, we performed the vocal task of one rhythmically read text according performance of examinator for measuring of the ability to maintain appropriate rhythm. It is based on the modification of the dynamic time warping algorithm called derivative dynamic time warping. The automatical scripts for this measure were performed using Matlab environment. We collected speech data from 46 Czech native speakers, 23 with Parkinson's disease. As an algorithm validation, speech performance of the each participant was evaluated by speech therapist. The voice of PD group demonstrated significant differences in maintaining the appropriate rhythm.

Akustická analýza intenzity a rychlosti řeči u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    K příznakům Parkinsonovy nemoci patří snížená intenzita fonace a změna tempa a plynulosti v řeči. Tato práce se zabývá analýzou výše uvedených jevů v řeči pacientů na počátku onemocnění a přináší použití nových původních charakteristik pro jejich hodnocení. Analýzy byly provedeny v programovém prostředí MATLAB na skupině 16 pacientů s Parkinsonovou nemocí (PN) a na kontrolní skupině 14 zdravých mluvčích podobného věkového složení (KS).

Akustická analýza základního hlasivkového tónu a rychlosti

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Snížená intenzita, změna v tempu řeči, změna v rozsahu frekvence kmitání hlasivek a amplitudová nestabilita náleží k příznakům Parkinsonovy nemoci. Tato práce se zabývá analýzou výše uvedených jevů v řeči pacientů na počátku onemocnění.

Analýza rychlosti řeči a intenzity u Parkinsonovy nemoci

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Artikulační rychlost, počet pauz a intenzita promluvy jsou klasickými zkoumanými parametry u Parkinsonovy nemoci (PN). Parametry byly zkoumány u 14 pacientů s výskytem PN ve srovnání se 14 zdravými účastníky kontrolní skupiny (KS).

Biological Signals

  • Autoři: prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Bergl, P.
  • Publikace: Digital Technologies 2008. Žilina: Žilinská universita, Elektrotechnická fakulta, 2008. ISBN 978-80-8070-953-2.
  • Rok: 2008
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The paper deals about new updated course "Biological Signals", which is reading at the Faculty of Electrical Engineering of the Czech Technical Unversity in Prague.

Change Detection with Applications to Speech

  • Autoři: Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Digital Technologies 2008. Žilina: Žilinská universita, Elektrotechnická fakulta, 2008. ISBN 978-80-8070-953-2.
  • Rok: 2008
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    The study describes qualities of Bayesian change point detector and its applications to speech analysis.

Objective and Subjective Evaulation of Dysfluent Speech

  • Autoři: Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Černý, L., Hrbková, M.
  • Publikace: Digital Technologies 2008. Žilina: Žilinská universita, Elektrotechnická fakulta, 2008. ISBN 978-80-8070-953-2.
  • Rok: 2008
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Three methods for objective evaluation of dysfluent speech are introduced: 1) Silence to Speech ratio which shows that dysfluent speech contains much more silence. 2) Number of Segments per minute demonstrating stutterers are prone to utter a high number of short segments during repetitions. 3) Frequency of Edges of Power Envelope that decreases according to dysfluency severity.

Poruchy řeči u Parkinsonovy nemoci - analýza výskytu a charakteru příznaků

  • Autoři: Růžičková, H., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., doc. Ing. Jan Rusz, Ph.D., Klempíř, J., Majerová, V., Roth, J., Růžička, E.
  • Publikace: Česká a slovenská neurologie a neurochirurgie, 22. český a slovenský neurologický sjezd, sborník abstrakt. Praha: Česká lékařská společnost J. E. Purkyně, 2008, pp. 36. ISSN 1210-7859.
  • Rok: 2008
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Cílem práce bylo zjistit výskyt a analyzovat charakter příznaků Parkinsonovy nemoci - poruchy komunikace a to jak ve složce nonverbální (hypomimie, snížená gestikulace), tak ve složce verbální (setřelá artikulace, změny tempa a plynulosti řeči, monotónní projev, snížení intenzity a zhoršení kvality fonace).

Speech fundamental frequency and velocity analysis in Parkinsons disease

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Lower intensity, tempo changes, speech disfluences, changes in both frequency range and amplitude stability belong to early stage of Parkinson's disease (PD) symptoms. This paper deals with the analysis of these PD features in the beginning of their disease. The analyses were performed with the MATLAB computing software in 14 healthy participants (Healthy Control HC) and 16 patient volunteers (Parkinson's Disease PD).

Disordered Speech Assesment Using Different Speech Parameterizations

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 19th International Congress on Acoustics. Madrid: Sociedad Espaňola de Acústica, 2007. pp. 1-4. ISBN 84-87985-12-2.
  • Rok: 2007
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    This article deals with evaluation speech of disordered children with the Landau-Kleffner syndrome (LKS) which rarely occurs in pre-school age children. LKS, also called acquired epileptiform aphasia, is a children's neurological disorder characterized by the sudden or gradual development of aphasia (loss of language) and an abnormal electro-encephalogram.

Improved Detection of Boundaries of Phonemes in Speech Databases

  • Autoři: Bergl, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Proceedings of the Fifth IASTED International Conference on Biomedical Engineering. Calgary: IASTED, 2007. p. 171-174. ISBN 978-0-88986-649-2.
  • Rok: 2007

Technologie hlasových komunikací

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Monografie přináší ucelenou informaci o metodách číslicového zpracování signálů lidské řeči, a to v oblastech přenosu, syntézy a rozpoznávání. Poslouží jako studijní literatura k předmětu Digitální zpracování signálu řeči, který je zahrnut do magisterského programu strukturovaného studia i předmětu Fonetické signály a jejich kódování, který je ve studijním plánu doktorského programu. Jejím posláním je nejen seznámit širší veřejnost s touto vědní disciplínou všeobecně, ale publikovat i některé vědecké výsledky získané při výzkumu v laboratoři katedry teorie obvodů na Fakultě elektrotechnické ČVUT.

Vyhodnocování poruch řečí dětí s využitím více řečových charakteristik

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Žáčková, J., Komárek, V.
  • Publikace: Akustické listy. 2007, 13(3-4), 5-9. ISSN 1212-4702.
  • Rok: 2007
  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Vyhodnocování poruch řečí dětí s využitím více řečových charakteristik

Detekce elektrokortikálních rytmů vnucených míšním neurostimulátorem u pacientů trpících chronickou bolestí

  • Autoři: Svoboda, L., Stančák, A., Kozák, J., Vrba, I., prof. Ing. Pavel Sovka, CSc., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc., Poláček, H., Vrána, J., Tintěra, J., Bukovský, S.
  • Publikace: 53. společný sjezd české a slovenské společnosti klinické neurofyziologie. Praha: MH Consulting, 2006. pp. 32. ISBN 80-7254-916-2.
  • Rok: 2006

Disordered Speech Evaluation Using the DTW Algorithm

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Analysis of Biomedical Signals and Images - Proceedings of Biosignal 2006. Brno: VUTIUM Press, 2006. pp. 70-72. ISSN 1211-412X. ISBN 80-214-3152-0.
  • Rok: 2006

Hodnocení míry vady u dětí s poruchami řeči

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Nové smery v spracovaní signálov VIII. Medzinárodná vedecká konferencia. Tatranské Zruby: Akadémia ozbrojených síl gen. M. R. Štefánika, 2006. pp. 332-336. ISBN 80-8040-294-9.
  • Rok: 2006

Vyhodnocování promluv dětí s poruchami řeči

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Technical Computing Prague 2006 - Sborník příspěvků 14. ročníku konference. Praha: Humusoft, 2006. pp. 108. ISBN 80-7080-616-8.
  • Rok: 2006

Vyhodnocování vad řeči dětí s využitím algoritmu DTW

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Analýza a zpracování řečových a biologických signálů - Sborník prací 2006. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2006. pp. 84-89. ISBN 80-01-03621-9.
  • Rok: 2006

Application of the DTW Algorithm for Disordered Speech Evaluation

  • Autoři: Zlatník, P., prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Digital Technologies 2005. Žilina: Slovenská elektrotechnická společnost, 2005. pp. 112-116. ISBN 80-8070-486-4.
  • Rok: 2005

Číslicové filtry

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek je věnován úvodu do číslicové filtrace a vizualizaci frkevnčních charakteristik filtrů.

Číslicové filtry II

Číslicové filtry III

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Článek popisuje často používané typy filtrů a ilustruje jejich chování.

Audio Signal Segmentation Using Recursive Bayesian Change-point Detectors

Audio Signal Segmentation Using Recursive Bayesian Change-point Detectors

Bayesian and Monte Carlo Change-Point Detection

Bayesian and Monte Carlo Change-Point Detection

Bayesian Detection and Localization of Signal Changes

Family of Recursive Bayesian Detectors and Applications for Signal Segmentation

Family of Recursive Bayesian Detectors and Applications for Signal Segmentation

Model Order Selection Using Penalty Criteria and Bayesian Evidence

Recursive Bayesian Autoregressive Changepoint Detector for Sequential Signal Segmentation

Study of Detection of Changes in EEG Signal

Using of Bayesian Detectors for EEG Signal Changes

Úvod do bayesovské klasifikace dat

Blind Location of Phonetic Boundaries

Estimation of Boundaries between Speech Units Using Bayesian Changepoint Detectors

Head Reconstruction and Localization of Brain Activity Using Bayesian Evidence

Analysis of the Electrical Engineering Problem Using Computer Tools

Kritéria pro určení AR modelu při zpracování řečových signálů

  • Pracoviště: Katedra teorie obvodů
  • Anotace:
    Kritéria pro určení AR modelu při zpracování řečových signálů

Speech Technology Education at the Czech Technical University in Prague

Application of Bayesian Detector in Speech Processing

Modified Spectral Subtraction Based Speech Enhancement

Notes on Bayesian Detector Use

The MATLAB Environment for Circuit Theory Teaching

The Using of Bayesian Autoregressive Detector for Speech Segmentation

Adaptive Filtering for Vowel Description

Adaptive Formant Tracking and Classification of Czech Vowels

Speech Segmentation Using Bayesian Autoregressive Changepoint Detector

Integrated Information System of the Czech Technical University in Prague

Výuka elektrotechnických předmětů na FEL ČVUT v angličtině

An Algorithm of Formant Extraction in Speech Signal

  • Autoři: prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: 31st Conference on Acoustics. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 1994, pp. 161-163. ISBN 80-01-01146-1.
  • Rok: 1994

PCS - VOICE: program pro syntézu řeči v českém jazyce

Rule Based Speech Recognition

  • Autoři: prof. Ing. Roman Čmejla, CSc.,
  • Publikace: Proceedings of the Czech, Hungariean, and Polish Workshop on Circuit Theory and Applications. Budapest: Technical University, 1994. pp. 30-34.
  • Rok: 1994

Turbotutor-Program System for Circuit Theory Education

Za stránku zodpovídá: Ing. Mgr. Radovan Suk