Mejoramiento de la clasificación usando un modelo oculto de Markov discriminativo aproximado

Autores/as

  • Johanna Carvajal González Universidad Nacional de Colombia
  • Milton Sarria Paja Universidad Nacional de Colombia
  • Germán Castellanos Domínguez Universidad Nacional de Colombia

DOI:

https://doi.org/10.17533/udea.redin.14726

Palabras clave:

modelos ocultos de Markov, entrenamiento discriminativo, MMI, bioseñales

Resumen

Los modelos ocultos de Markov (HMM) son modelos estadísticos usados de forma efectiva en procesamiento del habla. Aunque, siendo orientado al análisis de procesos estocásticos puede ser aplicado a una alta variedad de tareas relacionadas con el proceso e identificación con señales biomédicas. Tradicionalmente, los parámetros HMM son estimados bajo el criterio de máxima verosimilitud (entrenamiento generativo). Sin embargo, la estimación en este caso tiene como desventaja que la distribución que se quiere ajustar es la distribución de cada clase, y además los modelos y/o datos de otras clases no participan en la re-estimación de los parámetros, como consecuencia, el criterio MLE (Maximum Likelihood Estimation) no esta relacionado directamente con el objetivo de reducción de la tasa de error, lo que ha llevado a muchos investigadores a optar por técnicas de entrenamiento conocidas como entrenamiento discriminativo, en el que se encuentra la estimación de máxima información mutua. Este trabajo se realiza una comparación entre las técnicas de entrenamiento generativo y discriminativo para casos concretos de detección de patologías en señales de voz, fonocardiografía y electroencefalografía. Los resultados obtenidos muestran un mejor desempeño de la técnica discriminativa sobre la generativa en todas las bases de datos usadas.

|Resumen
= 98 veces | PDF
= 48 veces|

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Johanna Carvajal González, Universidad Nacional de Colombia

Grupo de Control y Procesamiento Digital de Señales.

Milton Sarria Paja, Universidad Nacional de Colombia

Grupo de Control y Procesamiento Digital de Señales.

Germán Castellanos Domínguez, Universidad Nacional de Colombia

Grupo de Control y Procesamiento Digital de Señales.

Citas

D. Novak, D. Cuesta-Frau, T. A. Ani, M. Aboy, P. Mico, L. Lhotska. “Speech Recognition Methods Applied to Biomedical Signals Processing.” 26th Annual International Conference of the IEEE. San Francisco (CA). Vol. 1. 2004. pp. 118-121.

R. Solera Ureña, D. M. Iglesias, A. Gallardo, C. Peláez, A. Díaz. “Robust ASR using Support Vector Machines.” Speech Communication. Vol. 49. 2007. pp. 253-267. DOI: https://doi.org/10.1016/j.specom.2007.01.013

L. G. Gamero, R. Watrous. “Detection of the first and second heart sound using probabilistic models.” Proceedings of the 25th Annual International Conference of the IEEE. Cancun (México). Vol. 3. 2003. pp. 2877-2880.

H. Lee, S. Choi. “PCA+HMM+SVM for EEG Pattern Classification.” Seventh International Symposium on Signal Processing and Its Applications. Paris (France). Vol. 1. 2003. pp. 541-544.

C. M. Bishop. Neural Networks for Pattern Recognition. Ed. Oxford University Press. New York. 1995. pp. 1-508. DOI: https://doi.org/10.1093/oso/9780198538493.003.0001

D. Y. Rubinstein, T. Hastie. “Discriminative vs Informative Learning”. 3rd International Conference on Knowledge Discovery and Data Mining. Newport Beach (CA). 1997. pp. 49-53.

L. R. Rabiner. “A tutorial on Hidden Markov models and selected applications in speech recognition.” IEEE. Vol. 77. 1989. pp. 257-285. DOI: https://doi.org/10.1109/5.18626

L. Bahl, P. Brown, P. de Souza, R. Mercer. “Maximum mutual information estimation of hidden Markov model parameters for speech recognition”. Acoustics, Speech, and Signal Processing, IEEE International Conference on ICASSP. Tokyo (Japan). Vol. 11. 1986. pp. 49-52.

B. H. Juang, S. Katagiri. “Discriminative Learning for Minimum Error Classification”. IEEE Transaction on Signal Processing. Vol. 40. 1992. pp. 3043-3054. DOI: https://doi.org/10.1109/78.175747

A. Nádas. “A decision theoretic formulation of a training problem in speech recognition and a comparison of training by unconditional versus conditional maximum likelihood.” IEEE Trans. Acoust. Speech, Signal Processing. Vol. 31. 1983. pp. 814-817. DOI: https://doi.org/10.1109/TASSP.1983.1164173

A. Cohen. “Hidden Markov models in biomedical signal processing”. 20th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. Hong Kong. Vol. 20. 1998. pp. 1145- 1150.

Y. Normandin, S. D. Morgera. “An improved MMIE training algorithm for speaker-independent, small vocabulary, continuous speech recognition”. Proceedings of the Acoustics, Speech, and Signal Processing. Vol. 1. 1991. pp. 537-540. DOI: https://doi.org/10.1109/ICASSP.1991.150395

D. Burshtein, A. Ben-Yishai. “A Discriminative Training Algorithm for Hidden Markov Models”. IEEE Transactions on Speech and Audio Processing. Vol. 12. 2004. pp. 204-217. DOI: https://doi.org/10.1109/TSA.2003.822639

L. D. Avendaño, J. M. Ferrero, G. Castellanos- Dominguez. “Improved Parametric Estimation of Time Frequency Representations for Cardiac Murmur Discrimination”. Computers in Cardiology. Vol. 35. 2008. pp. 157-160.

H. Shino, H. Yoshida, H. Mizuta, K. Yana. “Phonocardiogram classification using time-frequency representation.” 19th International Conference. IEEE/ EMBS. Chicago (IL). 1997. pp. 1636-1673.

W. Haibin, W. Jianqi, L. Guohua, Z. Guohui, N. Ansheng. “Application of adaptive time-frequency analysis in cardiac murmurs signal processing.” Proceedings of the 23rd Annual International Conference of the IEEE. Istanbul (Turkey). Vol. 4. 2001. pp. 1896-1898.

G. Daza-Santacoloma, J. D. Arias-Londoño, J. I. Godino, G. Castellanos-Dominguez, V. Osma, N. Saenz. “Dynamic feature extraction: an application to voice pathology detection.” Intelligent Automation and Soft Computing. Vol. 15. 2009. pp. 665-680.

L. Rankinea, M. Mesbaha, B. Boashash. “IF estimation for multicomponent signals using image processing techniques in the time frequency domain.” Signal Processing. Vol. 87. 2007. pp. 1234-1250. DOI: https://doi.org/10.1016/j.sigpro.2006.10.013

A. Acero, X. Huang. Spoken Language Processing. Ed. Prentice Hall. New Jersey. 2001. pp. 1-1008.

G. de Krom. “A cepstrum-based technique for determining a harmonics-to-noise ratio in speech signals”. Journal of Speech and Hearing Research. Vol. 36. 1993. pp. 254-266. DOI: https://doi.org/10.1044/jshr.3602.254

D. Michaelis, T. Gramms, H. W. Strube. “Glottal to Noise Excitation ratio - a new measure for describing pathological voices.” Acta Acustica united with Acustica. Vol. 83. 1997. pp. 700-706.

H. Kasuya, S. Ogawa, K. Mashima, S. Ebihara. “Normalized noise energy as an acoustic measure to evaluate pathologic voice”. Acoustical Society of America. Vol. 80. 1986. pp. 1329-1334. DOI: https://doi.org/10.1121/1.394384

Descargas

Publicado

2013-03-01

Cómo citar

Carvajal González, J., Sarria Paja, M., & Castellanos Domínguez, G. (2013). Mejoramiento de la clasificación usando un modelo oculto de Markov discriminativo aproximado. Revista Facultad De Ingeniería Universidad De Antioquia, (55), 174–183. https://doi.org/10.17533/udea.redin.14726

Artículos más leídos del mismo autor/a