基于語(yǔ)音數(shù)據(jù)的有效特征分析及其在抑郁水平評(píng)估中的應(yīng)用.pdf

1、抑郁癥作為一種常見的精神障礙，具有發(fā)病率、復(fù)發(fā)率、自殺率高，知曉率、治療率低等特點(diǎn)，嚴(yán)重危害個(gè)人身心健康。近年來，隨著社會(huì)壓力不斷增大，抑郁癥發(fā)病率逐年上升，全球約有3億人正在遭受抑郁癥的折磨。而當(dāng)前診斷嚴(yán)重依賴醫(yī)師臨床經(jīng)驗(yàn)和患者自我描述，受主觀因素影響較大。因此需要一個(gè)客觀、有效、便捷的評(píng)估手段輔助抑郁診斷，語(yǔ)音以其非侵入、低成本的優(yōu)點(diǎn)成為檢測(cè)抑郁癥有力的客觀指標(biāo)。
　　使用語(yǔ)音檢測(cè)抑郁的研究按照研究方法可分為橫斷面研究和追蹤研

2、究。追蹤研究是指抑郁治療過程中定期采集抑郁患者語(yǔ)音數(shù)據(jù)，關(guān)注語(yǔ)音特征隨抑郁水平變化的趨勢(shì)，但該研究只能關(guān)注個(gè)體語(yǔ)音變化情況，所得結(jié)論在人群分類上不一定適用；橫斷面研究在一個(gè)較短時(shí)間區(qū)間內(nèi)采集語(yǔ)音數(shù)據(jù)，關(guān)注正常、抑郁人群在語(yǔ)音特征上的差異，但較少關(guān)注不同抑郁水平人群的分類問題，且由于個(gè)體差異，存在不一致的結(jié)論；不同于單純地區(qū)別正常、抑郁人群，不同抑郁水平人群在心理、生理上存在的差異不明顯，檢測(cè)語(yǔ)音特征差異存在困難。目前尚未有研究明確提出能

3、夠有效區(qū)分不同抑郁水平人群的特征。為解決這一問題，同時(shí)考慮個(gè)體差異的存在，本文進(jìn)行了一系列工作，主要工作及貢獻(xiàn)如下：
　?。?）構(gòu)建語(yǔ)音數(shù)據(jù)集，并引入相關(guān)研究未討論過的新特征。本文選取132名被試（72名女性，60名男性被試），依據(jù)量表分?jǐn)?shù)，將受試人群分為正常、輕度抑郁、重度抑郁三類，對(duì)其年齡、學(xué)歷、職業(yè)等因素進(jìn)行匹配，減少干擾因素的影響，采用該領(lǐng)域常用的范式與情緒刺激激發(fā)語(yǔ)音，構(gòu)建三分類語(yǔ)音數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集共包含14類特征，包括相

4、關(guān)研究列舉的經(jīng)典特征，未被討論過的新特征。
　　（2）應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)降維中的多種方法進(jìn)行有效特征篩選，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)能有效區(qū)分不同抑郁水平人群的特征集，均為韻律與頻譜特征的組合，如聲音強(qiáng)度等韻律特征，以及梅爾頻率與LPC系數(shù)等頻譜特征。男、女性數(shù)據(jù)分別選出了5個(gè)、4個(gè)特征集，在三分類問題上取得了較好的分類結(jié)果。
　?。?）利用上述特征集建立多特征集綜合決策分類系統(tǒng)，應(yīng)用于語(yǔ)音數(shù)據(jù)中，改善了使用語(yǔ)音數(shù)據(jù)評(píng)估抑郁水平的效果。本文

5、使用GMM建立多特征集決策系統(tǒng)，在多個(gè)特征集上分別訓(xùn)練模型，然后對(duì)預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行決策融合，在男、女?dāng)?shù)據(jù)上分別得到了70％、75%的分類準(zhǔn)確率，與相關(guān)研究相比有所上升。
　　本文構(gòu)建了一個(gè)基于抑郁水平的三分類語(yǔ)音數(shù)據(jù)集，并在這一數(shù)據(jù)集上，利用多種統(tǒng)計(jì)分析及數(shù)據(jù)降維方法發(fā)現(xiàn)了多個(gè)有效特征集，對(duì)語(yǔ)音數(shù)據(jù)的多分類效果較好；并利用它們建立了多特征集綜合決策分類系統(tǒng)，與相關(guān)研究相比，提高了抑郁水平評(píng)估的準(zhǔn)確率。這一成果為使用語(yǔ)音數(shù)據(jù)評(píng)估抑郁水平