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Caractérisation des cris des nourrissons en vue du diagnostic précoce de différentes pathologies

Kheddache, Yasmina (2014). Caractérisation des cris des nourrissons en vue du diagnostic précoce de différentes pathologies. Thèse de doctorat électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

L’utilisation des signaux de cris dans le diagnostic se base sur les théories qui ont été proposées par les différents chercheurs dans le domaine. Le principal objectif de leurs travaux était l’analyse spectrographique ainsi que la modélisation des signaux de cris. Ils ont démontré que les caractéristiques acoustiques des cris des nouveau-nés sont liées à des conditions médicales particulières.

Cette thèse est destinée à contribuer à l’amélioration de la précision de la reconnaissance des cris pathologiques par la combinaison de plusieurs paramètres acoustiques issus de l'analyse spectrographique et des paramètres qui qualifient les cordes et le conduit vocal. Car les caractéristiques acoustiques représentant le conduit vocal ont été largement utilisées pour la classification des cris, alors que les caractéristiques des cordes vocales pour la reconnaissance automatique des cris, ainsi que leurs techniques efficaces d’extraction n’ont pas été exploitées.

Pour répondre à cet objectif, nous avons procédé en premier lieu à une caractérisation qualitative des cris des nouveau-nés sains et malades en utilisant les caractéristiques qui ont été définies dans la littérature et qui qualifient le comportement des cordes et du conduit vocal pendant le cri. Cette étape nous a permis d’identifier les caractéristiques les plus importantes dans la différenciation des cris pathologiques étudiés.

Pour l’extraction des caractéristiques sélectionnées, nous avons implémenté des méthodes de mesures efficaces permettant de dépasser la surestimation et la sous-estimation des caractéristiques. L’approche de quantification proposée et utilisée dans ce travail facilite l’analyse automatique des cris et permet une utilisation efficace de ces caractéristiques dans le système de diagnostic. Nous avons procédé aussi à des tests expérimentaux pour la validation de toutes les approches introduites dans cette thèse. Les résultats sont satisfaisants et montrent une amélioration dans la reconnaissance des cris par pathologie.

Les travaux réalisés sont présentés dans cette thèse sous forme de trois articles publiés dans différents journaux. Deux autres articles publiés dans des comptes rendus de conférences avec comité de lecture sont présentés en annexes.

Titre traduit

Characterization of newborn's cries for the early diagnosis of various diseases

Résumé anglais

The use of newborn cry signals in diagnosis is based on many theories proposed lately. The main objective in these researches is the cry signals modeling and spectrographic analysis. It has been shown that the newborn cry acoustics are linked to particular medical conditions.

This thesis is motivated by improvement of the accuracy of pathological cries recognition. This can be performed by the combination of several acoustic parameters from spectrographic analysis and parameters that describe the configuration of vocal tract and vocal folds. Acoustic characteristics representing the vocal tract were widely applied to the classification of the cries. However the usefulness of vocal folds characteristics in the automatic recognition, as well as their effective techniques extraction have not been exploited deeply.

In this context, we have performed a qualitative characterization of healthy and pathologic newborns cries using characteristics that have been defined in the literature and which describe vocal tract and vocal folds behavior during the cry. This step allowed us to identify the most relevant features in the differentiation of the studied pathological cries.

For the extraction of selected characteristics, we have implemented effective measure methods that avoid the overestimation and underestimation of characteristics. The proposed and used approach for characteristics quantification facilitates the automatic analysis of cries and allows efficient use of these features in the diagnostic system. We also conducted experimental tests for the validation of all proposed approaches in this thesis. The results are suitable and show an improvement of the cry-based pathology recognition.

The work presented in this thesis is a collection of three articles published/submitted in various journals. Two other papers published in conferences are presented in the annexes.

Type de document: Mémoire ou thèse (Thèse de doctorat électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thèse par articles présentée à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention du doctorat en génie" Bibliographie : pages 175-184.
Mots-clés libres: Nouveau-nés Maladies Diagnostic. Analyse spectrographique (Phonétique) Traitement du signal. Cris. Communication non-verbale chez le nourrisson. neurophysiologie des cris, caractérisation acoustique des cris, classification des cris, diagnostic précoce
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Tadj, Chakib
Programme: Doctorat en génie > Génie
Date de dépôt: 09 juin 2014 14:15
Dernière modification: 23 mars 2015 14:08
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1319

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