Artigo em revista científica Q1
Detecting nasal vowels in speech interfaces based on surface electromyography
João Freitas (Freitas, J.); António Teixeira (Teixeira, A.); Samuel Silva (Silva, S.); Catarina Oliveira (Oliveira, C.); Miguel Sales Dias (Dias, M. S.);
Título Revista
PLoS One
Ano (publicação definitiva)
2015
Língua
Inglês
País
Estados Unidos da América
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Abstract/Resumo
Nasality is a very important characteristic of several languages, European Portuguese being one of them. This paper addresses the challenge of nasality detection in surface electromyography (EMG) based speech interfaces. We explore the existence of useful information about the velum movement and also assess if muscles deeper down in the face and neck region can be measured using surface electrodes, and the best electrode location to do so. The procedure we adopted uses Real-Time Magnetic Resonance Imaging (RT-MRI), collected from a set of speakers, providing a method to interpret EMG data. By ensuring compatible data recording conditions, and proper time alignment between the EMG and the RT-MRI data, we are able to accurately estimate the time when the velum moves and the type of movement when a nasal vowel occurs. The combination of these two sources revealed interesting and distinct characteristics in the EMG signal when a nasal vowel is uttered, which motivated a classification experiment. Overall results of this experiment provide evidence that it is possible to detect velum movement using sensors positioned below the ear, between mastoid process and the mandible, in the upper neck region. In a frame-based classification scenario, error rates as low as 32.5% for all speakers and 23.4% for the best speaker have been achieved, for nasal vowel detection. This outcome stands as an encouraging result, fostering the grounds for deeper exploration of the proposed approach as a promising route to the development of an EMG-based speech interface for languages with strong nasal characteristics.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
Silent speech interfaces,Surface electromyography,European Portuguese,Nasality
  • Outras Ciências Naturais - Ciências Naturais
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
610986 Comissão Europeia
251415 Comissão Europeia
PTDC/EEA-PLP/098298/2008 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
UID/CEC/00127/2013 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Incentivo/EEI/UI0127/2014 Fundação para a Ciência e a Tecnologia

Com o objetivo de aumentar a investigação direcionada para o cumprimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável para 2030 das Nações Unidas, é disponibilizada no Ciência-IUL a possibilidade de associação, quando aplicável, dos artigos científicos aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Estes são os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável identificados pelo(s) autor(es) para esta publicação. Para uma informação detalhada dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, clique aqui.