Parameter estimation of vocal fold dynamics by inversion of a biomechanical model: = Bestimmung von Schwingungsparametern der Stimmlippen mittels Inversion eines biomechanischen Modells
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Aachen
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2002
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| adam_text | Contents
1 Introduction 1
2 Fundamentals 5
2.1 Principles of Voice Generation 5
2.2 Examination of the Voice Generating Process 7
2.3 Voice Pathology 8
3 High Speed Glottography and Image Processing 11
3.1 High Speed Glottography 11
3.2 Image Processing 16
4 Simulation of Vocal Fold Vibrations: The Two Mass Model 19
4.1 The Two Mass Model 19
4.1.1 Physiological Qualities of the Two Mass Model 24
4.1.2 Present Applications of the Two Mass Model 25
5 The Inversion Procedure 27
5.1 HGG Settings 28
5.2 Optimization Parameters 2!)
5.3 Objective Function 30
5.3.1 Definition of the Objective Function 1 30
5.3.2 Advantages of F 34
5.4 Minimization Procedure 38
5.4.1 The Nelder Mead Algorithm 38
5.5 Initial Values 40
5.6 Application of the Inversion Procedure 42
5.6.1 Simulated Curves 42
5.6.2 Experimental Curves 46
5.7 Discussion 50
i
ii CONTENTS
6 Perturbation Measures of Normal Voices 53
6.1 HGG Settings 54
6.2 Jitter and Shimmer 55
6.2.1 Definition 55
6.2.2 Application to High Speed Sequences 56
6.3 The Inversion Procedure applied to Normal Voices 58
6.3.1 Modifications of the Standard Parameter Set of the 2MM 58
6.3.2 Analysis 58
6.3.3 Results 59
6.3.4 Discussion 64
6.4 Correlation between Q t, Q*r and JitterHGG,
ShimmerHGG 8
7 Extended Inversion Procedure of the 2MM 71
7.1 Modifications of the Inversion Procedure 71
7.2 Results 73
8 Summary and Outlook 79
References 83
List of Figures 90
List of Tables 92
Lebenslauf 93
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
2 Grundlagen 5
2.1 Physiologie des Stimmgenerators 5
2.2 Untersuchungsmethoden des Stimmgebungsprozesses 7
2.3 Stimmerkrankungen 8
3 Hochgeschwindigkeitsglottograpie und Bildverarbeitung 11
3.1 Hochgeschwindigkeitsglottograpie 11
3.2 Bildverarbeitung 16
4 Simulation der Stimmlippenbewegungen: Das 2 Massen Modell 19
4.1 Das 2 Massen Modell 19
4.1.1 Physiologische Vorzüge des 2 Massen Modells 24
4.1.2 Anwendungen des 2 Massen Modells 25
5 Das Inverse Problem 27
5.1 HGG Einstellungen 28
5.2 Die Optimierungsparameter 29
5.3 Die Zielfunktion 30
5.3.1 Definition der Zielfunktion T 30
5.3.2 Vorteile von T 34
5.4 Der Optimierungsalgorithmus 38
i
INHALTSVERZEICHNIS ü
5.4.1 Der Nelder Mead Algorithmus 38
5.5 Die Startwertsuche 40
5.6 Anwendung der Inversionsprozedur 42
5.6.1 Simulierte Kurven 42
5.6.2 Experimentelle Kurven 46
5.7 Diskussion 50
6 Störungsmaße der Normalstimme 53
6.1 HGG Einstellungen 54
6.2 Jitter und Shimmer 55
6.2.1 Definition 55
6.2.2 Anwendung bei Hochgeschwindigkeitsaufnahmen 56
6.3 Die Inversion von Normalstimmen 58
6.3.1 Änderungen der Standardparameter des 2MM 58
6.3.2 Analyse 58
6.3.3 Ergebnisse 59
6.3.4 Diskussion 64
6.4 Zusammenhang zwischen Q*,, Q*r und JüterHGG, Shimmerhoo 68
7 Erweiterung der Inversion des 2MM 71
7.1 Änderungen des Inversionsalgorithmus 71
7.2 Ergebnisse 73
8 Zusammenfassung und Ausblick 79
Literaturverzeichnis 83
Abbildungsverzeichnis 90
Tabellenverzeichnis 92
Lebenslauf 93
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