Os parâmetros acústicos da voz abordados em diversas pesquisas de análise digital da voz, apresentam-se válidos para o uso em processo diagnóstico e terapêutico. O grupo de parâmetros de perturbação da voz necessita do conhecimento de todos os períodos do trecho de sinal de voz analisado, para ter seu valor calculado. Esta tarefa é desempenhada pelos determinadores de pitch, e a sua precisão determina a confiabilidade que se pode ter nos parâmetros calculados. Este trabalho visa estudar diversos métodos propostos ao longo dos anos e estabelecer qual destes tem a melhor precisão e robustez, quando utilizados com vozes patológicas. Estuda-se também algoritmos estimadores de pitch como uma ferramenta de auxílio para a correção e ajuste dos determinadores. Os resultados obtidos demonstram a necessidade de modificações externas e internas aos algoritmos determinadores e estimadores, para alcançarem a robustez e precisão desejada. Dois algoritmos determinadores, determinador por autocorrelação e por extração de harmônicas, mostraram-se dentro das metas estabelecidas e confirmam-se como os mais promissores em aplicações para obtenção de parâmetros acústicos da voz. / Several researches of digital speech processing validate the use of acoustic parameters of the voice in diagnosis and therapeutic processes. Perturbation parameters need the knowledge of all the periods of the analyzed voice signal, to have their values calculated. This task is carried out by the pitch trackers and their precision determines the reliability off the evaluated parameters. The purpose of this work is to study several methods proposed along the years and to establish which algorithm has the best precision and robustness, when used with pathological voices. The pitch estimation is also studied as an aid tool for the correction and adjustment of the pitch trackers. The results demonstrate the need of external and internal modifications of the trackers and detector algorithms to reach the wanted robustness and precision. The algorithms for autocorrelation and for extraction of harmonics are confirmed as the most promising in applications for obtaining of acoustic parameters of the voice.

Os parâmetros acústicos da voz abordados em diversas pesquisas de análise digital da voz, apresentam-se válidos para o uso em processo diagnóstico e terapêutico. O grupo de parâmetros de perturbação da voz necessita do conhecimento de todos os períodos do trecho de sinal de voz analisado, para ter seu valor calculado. Esta tarefa é desempenhada pelos determinadores de pitch, e a sua precisão determina a confiabilidade que se pode ter nos parâmetros calculados. Este trabalho visa estudar diversos métodos propostos ao longo dos anos e estabelecer qual destes tem a melhor precisão e robustez, quando utilizados com vozes patológicas. Estuda-se também algoritmos estimadores de pitch como uma ferramenta de auxílio para a correção e ajuste dos determinadores. Os resultados obtidos demonstram a necessidade de modificações externas e internas aos algoritmos determinadores e estimadores, para alcançarem a robustez e precisão desejada. Dois algoritmos determinadores, determinador por autocorrelação e por extração de harmônicas, mostraram-se dentro das metas estabelecidas e confirmam-se como os mais promissores em aplicações para obtenção de parâmetros acústicos da voz. / Several researches of digital speech processing validate the use of acoustic parameters of the voice in diagnosis and therapeutic processes. Perturbation parameters need the knowledge of all the periods of the analyzed voice signal, to have their values calculated. This task is carried out by the pitch trackers and their precision determines the reliability off the evaluated parameters. The purpose of this work is to study several methods proposed along the years and to establish which algorithm has the best precision and robustness, when used with pathological voices. The pitch estimation is also studied as an aid tool for the correction and adjustment of the pitch trackers. The results demonstrate the need of external and internal modifications of the trackers and detector algorithms to reach the wanted robustness and precision. The algorithms for autocorrelation and for extraction of harmonics are confirmed as the most promising in applications for obtaining of acoustic parameters of the voice.

Este trabalho descreve um modelo matemático para simulação da laringe humana durante a fonação. O objetivo foi produzir uma técnica computacional de grande escala de processamento para capturar os fenômenos fisiológicos que ocorrem na laringe durante a vocalização e servir de base para estudos mais aprofundados sobre esta importante estrutura do corpo humano. Usando o método dos elementos finitos como base para discretizar as equações dos tecidos musculares da laringe e das equações de Navier-Stokes, e um modelo de descrição da colisão entre as pregas vocais, o sinal glotal foi obtido a partir de diferentes geometrias de laringes com diferentes propriedades viscoelásticas. Os resultados confirmaram a teoria mioelástica-aerodinâmica que descreve a dinâmica da fonação, reproduzindo inclusive fenômenos fisiológicos que os modelos existentes são incapazes de simular. Estudos adicionais foram feitos para verificar a viabilidade do modelo para simular algumas doenças que danificam a laringe. / This work describes a mathematical model to simulate the human larynx during a phonation. The objective was to produce a large-scale computational technique to capture several physiological phenomena that take place on the larynx during the vocalization and to assist further studies about this important structure of the human body. Using the finite element methods as the way to discretize the muscle tissue equations of the larynx and the Navier-Stokes equations and a model to describe the collision between both vocal folds, the glottal signal for different larynx geometries with different viscoelastic properties was obtained. The results confirmed the myoelastic-aerodynamic theory which describes the dynamic of the phonation, also reproducing physiologic phenomena that current models are unable to simulate. Additional studies were conducted to confirm the feasibility of the model to simulate some diseases that affect the larynx.

Este trabalho descreve um modelo matemático para simulação da laringe humana durante a fonação. O objetivo foi produzir uma técnica computacional de grande escala de processamento para capturar os fenômenos fisiológicos que ocorrem na laringe durante a vocalização e servir de base para estudos mais aprofundados sobre esta importante estrutura do corpo humano. Usando o método dos elementos finitos como base para discretizar as equações dos tecidos musculares da laringe e das equações de Navier-Stokes, e um modelo de descrição da colisão entre as pregas vocais, o sinal glotal foi obtido a partir de diferentes geometrias de laringes com diferentes propriedades viscoelásticas. Os resultados confirmaram a teoria mioelástica-aerodinâmica que descreve a dinâmica da fonação, reproduzindo inclusive fenômenos fisiológicos que os modelos existentes são incapazes de simular. Estudos adicionais foram feitos para verificar a viabilidade do modelo para simular algumas doenças que danificam a laringe. / This work describes a mathematical model to simulate the human larynx during a phonation. The objective was to produce a large-scale computational technique to capture several physiological phenomena that take place on the larynx during the vocalization and to assist further studies about this important structure of the human body. Using the finite element methods as the way to discretize the muscle tissue equations of the larynx and the Navier-Stokes equations and a model to describe the collision between both vocal folds, the glottal signal for different larynx geometries with different viscoelastic properties was obtained. The results confirmed the myoelastic-aerodynamic theory which describes the dynamic of the phonation, also reproducing physiologic phenomena that current models are unable to simulate. Additional studies were conducted to confirm the feasibility of the model to simulate some diseases that affect the larynx.