El inter�s central de este proyecto est� referido a los sistemas sensoriales como receptores y procesadores de la informaci�n del medio interno o externo.

Con el fin de alcanzar una mayor comprensi�n acerca de las diferentes etapas de transformaci�n y transducci�n de se�ales sensoriales, el presente proyecto combina modelos de organizaci�n funcional para el procesamiento de se�ales qu�micas, visuales y ac�sticas.

Se examina la codificaci�n sensorial en relaci�n con el reconocimiento de formas. Presenta los sistemas perceptivos como analizadores neurofisiol�gicos y transductores psicobiol�gicos.

Se refiere, adem�s, a los sistemas visual y auditivo como canales selectivos de formas espacio-temporales y a los quimioreceptores como transductores de sustancias qu�micas en sensaciones olorosas, gustativas y pungentes.

Se considera que el empleo de las t�cnicas de procesamiento digital de se�ales �pticas, ac�sticas y de reconocimiento de patrones puede inspirar modelos an�logos que sean transferibles a otros procesos de comunicaci�n.

El proyecto general est� dividido en subproyectos:

Reconocimiento de patrones ac�sticos y fon�ticos en la secuencia de habla

Campos de aplicaci�n

- Educaci�n: procesos de aprendizaje del habla. Ense�anza de la pronunciaci�n de sonidos del habla. Rehabilitaci�n de discapacitados auditivos.

- Otorrinolaringolog�a: pruebas de inteligibilidad. Patolog�a del habla. Pruebas computarizadas. Audiometr�as. Logoaudiometr�as.

- Inteligencia Artificial: desarrollo de interfases hombre-m�quina. Reconocimiento de patrones. Procesamiento de lenguaje natural.

- Bioingenier�a: desarrollo de sistemas de comandos de dispositivos por la voz.

- Telecomunicaciones y sistemas telef�nicos. Desarrollo de modelos del sistema fonatorio.

T�cnicas de medici�n psicof�sica

Campo de aplicaci�n

Metodolog�a de la investigaci�n psicof�sica b�sica y aplicada.

Evaluaci�n sensorial de los componentes del sabor: olor, gusto, pungencia y viscosidad

Campos de aplicaci�n

- Salud: Otorrinolaringolog�a: Pruebas de aplicaci�n cl�nica para detectar anomal�as en el olfato y del gusto.

- Neurolog�a: Evaluaci�n del gusto, olfato y pungencia en patolog�as de las v�as sensoriales neurales centrales y/o perif�ricas.

- Tecnolog�a de Alimentos: Sabor de sustancias alimenticias. An�lisis Sensorial.

PALABRAS CLAVE DE LOS SUBPROYECTOS: Procesos Sensoriales. Psicof�sica. Audici�n. Psicoac�stica. Fon�tica. Comunicaci�n verbal. Sentidos Qu�micos. Olfato. Gusto. Sistema Trigeminal. Sabor. An�lisis Sensorial de Alimentos. Procesamiento Digital de Se�ales Biol�gicas. Reconocimiento de Formas. Procesos Cognitivos. Teor�as de Percepci�n Mecanismos Neurosensoriales. Trastornos Neurol�gicos Sensoriales y de Habla.

PROYECTO: RECONOCIMIENTO DE PATRONES ACUSTICOS Y FONETICOS EN LA SECUENCIA DE HABLA volver al Indice

SUBPROYECTO: �reas de Vacancia (PAV) ANPCyT: Tecnolog�a de la informaci�n y las Comunicaciones. Ingenier�a de software.

Tema: Aplicaciones en bioinform�tica: Sistemas de di�logo autom�tico.

Responsable: Dr. Alejandro Ceccato. Instituto de F�sica Rosario IFIR CONICET Universidad Nacional de Rosario. Investigador responsable del LIS: Ing. Jorge A. Gurlekian.

Trabajo terminado

HC-L 240 Torres, H. M.; Gurlekian, J. A., Unidades ac�sticas para un sistema de conversi�n de s�ntesis por concatenaci�n.

Los resultados perceptuales de la s�ntesis por concatenaci�n de habla natural mejoran notablemente cuando los fonemas y s�labas se segmentan en los lugares donde existe la menor variaci�n espectral. En este trabajo hemos explorado una herramienta de segmentaci�n basada en el an�lisis multiresoluci�n, la codificaci�n por entrop�a y los mapas autoorganizados de Kohonen. El m�todo de segmentaci�n considera que no hay ning�n l�mite impuesto por las unidades ling��sticas establecidas (fonemas s�labas, morfemas, etc.). Las ondas resultantes representan cadenas de fonemas en las cuales prevalecen las estructuras din�micas. Cada unidad puede estar compuesta por un n�mero variable de fonemas o semi-fonemas en sus extremos. La cantidad de unidades y su estructura es dependiente del hablante, vg: la velocidad del habla, los rasgos distintivos segmentales y suprasegmentales afectan a las unidades ya que la estructura din�mica var�a de acuerdo al hablante. Los resultados obtenidos de dos bases de datos una masculina y otra femenina de 741 oraciones cada una muestra esta dependencia, para ambos hablantes se obtuvieron diferentes n�meros de unidades y ocurrencias. De todas formas, ambos hablantes muestran una ocurrencia alta de unidades con secuencias de tres (36-24%), y cuatro (29-27%) fonemas. Las secuencias vocal-consonante-vocal son el tipo mas frecuente (9.7-8.3%). Las silabas consonante-vocal que en espa�ol son las mas frecuentes fon�micamente hablando con (58%), est�n menos representadas (6.6-3.2%) cuando se utiliza este m�todo de segmentaci�n. Se verifica la importancia de la segmentaci�n en difonos dado que el 66% para el hablante masculino y el 53% para el femenino del total de unidades, comienzan y terminan con un fonema segmentado. Los experimentos perceptuales muestran que el habla concatenada con unidades ac�sticas din�micas fue juzgada como m�s natural que las unidades de difonos.

Abstract

Acoustic speech unit Segmentation for concatenative synthesis.

Synthesis by concatenation of natural speech improves perceptual results when phonemes and syllables are segmented at places where spectral variations are small \citet{Klatt:87} \citet{Dutoit:93}. An automatic segmentation method is explored here, using a tool based on a combination of Entropy Coding, Multiresolution Analysis, and Kohonen's Self Organized Maps. The segmentation method considers that there are no limits imposed by any linguistic unit. Resulting waveforms represent phone chains dominated by spectral dynamic structures. Each obtained acoustic unit could be composed of a variable number of phonemes or a segmented part of them at the unit boundary. The number of units and unit structure are speaker dependent, i.e. rate, segmental and suprasegmental distinctive features affect them as dynamic structure varies. Results obtained from two databases -one male, one female- of 741 sentences each show this dependence, presenting both different number of units and occurrences for each speaker. Nevertheless, both speakers show a high occurrence of three (36-24\%) and four (29-27\%) phoneme sequences. Vowel-consonant-vowel sequences are the most frequent type (9.7-8.3\%). Consonant-vowel syllables, which are phonemically frequent in Spanish (58\%), are less represented (6.6-3.2\%) using this method. The relevance of half phone segmentation is verified given that 66\% for the female speaker and 53\% for the male speaker, of the total units start and end with a segmented phone. Perceptual experiments showed that concatenated speech, created with dynamic acoustic units, was judged more natural than with diphone units.

HC-L 235 Torres, H. M.; Gurlekian, J. A., Estimaci�n y predicci�n de un modelo de entonaci�n de F0 a partir del texto.

Este trabajo presenta una aproximaci�n a la estimaci�n y predicci�n de los par�metros del modelo de entonaci�n superposicional de Fujisaki & Hirose (1984) para el espa�ol hablado en la Argentina. Se proponen hip�tesis ling��sticas para la etapa de estimaci�n del modelo implementado mediante algoritmos gen�ticos. Estas hip�tesis se convalidaron al obtener resultados de estimaci�n semejantes a los obtenidos con un m�todo de referencia (Mixdorf, 2000). La predicci�n fue calculada a partir del texto de entrada e implementada mediante �rboles de regresi�n y clasificaci�n y con redes neuronales artificiales que usan retro-propagaci�n. Mediante los �rboles se alcanzo el mejor desempe�o, comparable a las aproximaciones presentes para el japon�s. Las medidas objetivas indicaron que los contornos de F0 obtenidos por predicci�n no son una copia fiel de los originales, sin embargo los juicios perceptuales revelaron que la calidad alcanzada en la entonaci�n es muy buena. Estos resultados convierten al m�todo en una herramienta valiosa en el desarrollo de los sistemas de conversi�n de texto a habla.

Abstract

Estimation and Prediction of a F0 intonational model from text

This paper presents an approach for parameter estimation and prediction of the Fujisaki & Hirose (1984) intonation model for Argentine Spanish. Language hypotheses were proposed for estimation and tested by means of genetic algorithms. These hypotheses were validated by comparison of the estimation performance relative to the standard method (Mixdorf, 2000). Prediction was then calculated based on input text information and performed by both regression and classification trees and back propagation artificial neural networks. Carts reached the best performance, comparable to approximations presented for Japanese and English. Objective measures showed that the predicted F0 contour is not a close copy of the original, nevertheless perceptual judgments revealed a good quality impression for the intonation which make the method a valuable tool for the development of TTS systems.

HHC-L 238 Gurlekian, J. A , Toledo, G., Datos preliminares del Amper-Argentina: las oraciones declarativas e interrogativas absolutas sin expansi�n

Este trabajo est� relacionado con el Amper (Atlas de la Prosodia del Espacio Rom�nico) en Europa, Espa�a e Hispanoam�rica. El corpus est� integrado por oraciones declarativas e interrogativas absolutas sin expansi�n SVO. El SN es un �tem parox�tono (guitarra), proparox�tono (c�tara) u ox�tono (saxof�n), el SV se repite en todo el corpus, el SP es un �tem parox�tono (paciencia), proparox�tono (p�nico) u oxitono (obsesi�n). Las oraciones de dos frases entonativas intermedias (ip) que forman una frase entonativa mayor IP son del tipo (La guitarra) ip H- (se toca con paciencia) IP L%. Las oraciones de 11 s�labas tienen s�labas acentuadas con consonantes sordas en el ataque para facilitar la segmentaci�n y la medici�n. Se presentan los resultados de una informante de espa�ol de Buenos Aires, adulta, con estudios secundarios. Las grabaciones semi-espont�neas se digitalizan por medio de Goldwave y se realiza el an�lisis ac�stico con el programa Matlab. Se analizan tres pistas ac�sticas: la frecuencia fundamental, la intensidad y la duraci�n. Se obtienen datos de las vocales en tres puntos de medici�n: el inicio, la zona media y el final. Los tres datos se promedian en un valor para cada vocal. Los resultados del espa�ol de Buenos Aires se comparan con otros hallazgos presentados dentro del marco del Amper-Espa�a.

SUBPROYECTO: Desarrollo de las t�cnicas de reconocimiento del hablante para su aplicaci�n a nivel forense.

Secretaria de Ciencia y T�cnica. Proyectos de Investigaci�n y Desarrollo PID

Entidad adoptante: Polic�a Cient�fica, Gendarmer�a Nacional Argentina.

Director: Jorge A. Gurlekian

El reconocimiento autom�tico del habla y del hablante, es un campo multidisciplinario con especial vinculaci�n a las ciencias de la computaci�n, el reconocimiento de patrones, la inteligencia artificial y la fon�tica ac�stica.

Las sub-�reas �identificaci�n del hablante� y �verificaci�n del hablante� constituyen el �rea de �reconocimiento del hablante�. En la aproximaci�n tradicional, tanto la verificaci�n como la identificaci�n requieren que el hablante emita frases de prueba, luego que se hagan mediciones caracter�sticas de esas frases de prueba y que luego se computen una o varias funciones de distancia entre el vector de mediciones y el vector de referencia almacenado.

En t�rminos de procesamiento de la se�al, los m�todos son similares. La principal diferencia radica en la l�gica de decisi�n y los par�metros utilizados para medir las distancias.

La verificaci�n se refiere en general a determinar si un hablante es quien dice ser mediante su voz, o a detectarlo en una conversaci�n determinando si un segmento de habla fue emitido por �l. Si el habla a analizar es de un solo hablante, la verificaci�n se denomina �detecci�n de un solo hablante� sino se denomina detecci�n multihablante. En la verificaci�n la respuesta del sistema es binaria: acepta o rechaza la identidad del hablante haciendo una sola comparaci�n y utilizando un umbral que pesa el costo de aceptar un impostor o rechazar un hablante verdadero.

La identificaci�n realiza la comparaci�n de los rasgos de un hablante inc�gnita con un n�mero N de hablantes conocidos. La probabilidad de error aumenta en la medida que el n�mero de hablantes con que debe compararse aumenta. Si N es la poblaci�n mundial el problema no tiene soluci�n, porque la probabilidad de tener otros hablantes con distancias menores es igual a 1.

En este proyecto se abordar� el problema general del reconocimiento del hablante, explorando los casos de verificaci�n e identificaci�n. La caracterizaci�n de los rasgos distintivos del hablante se realizar� mediante distintas t�cnicas que emplean la informaci�n de bases de datos de hablantes.

En este proyecto se construir�n distintas bases que constituir�n el modelo de referencia para el espa�ol de Argentina.

La Instituci�n adoptante -como auxiliar de la justicia- y el sistema judicial en general requieren mejoras en su actual forma de trabajo.

Una de las respuestas m�s solicitadas a nivel forense se corresponde con la respuesta generada por los sistemas de verificaci�n, es decir la detecci�n o no detecci�n del hablante inc�gnita.

Se comenzar� con la orientaci�n a la Instituci�n adoptante de los protocolos aceptados para la construcci�n de bases de datos de hablantes, para la construcci�n de una base de referencia y se la proveer� de entrenamiento, recursos humanos capacitados y desarrollos de software de aplicaci�n forense.

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SUBPROYECTO: Pesquisa para detecci�n de disfunciones auditivas y de la comunicaci�n oral en ni�as/os de nivel escolar de Buenos Aires.

Secretaria de Ciencia y T�cnica. Programa de Proyectos Especiales

Director Cient�fico: Jorge A. Gurlekian.

Entidad Beneficiaria: ACCION (Asociaci�n Civil Comunitaria Independiente para la Opci�n desde la Ni�ez). Directora: Elba Cantero

Se trata de dise�ar y aplicar pruebas de detecci�n temprana de fallas en la comunicaci�n oral. Las mismas exploran la discriminaci�n e identificaci�n de sonidos del habla en ambientes ruidosos, debido tanto a p�rdidas auditivas como a problemas de discriminaci�n de fonemas y palabras.

Se evaluar� el grado de inteligibilidad en la emisi�n por repetici�n de los sujetos. Se evaluar�n emisiones a distintas velocidades de habla, con ruido enmascarador adaptado al umbral de cada oyente.

Los problemas de discriminaci�n del habla actualmente se eval�an mediante una prueba denominada logo-audiometr�a. Esta prueba posee dos limitaciones fundamentales: Una: La voz utilizada no est� debidamente controlada en la presencia de los rasgos distintivos de cada fonema.

Dos: La prueba se realiza en condiciones no controladas de relaci�n se�al ruido.

Para mejorar esta evaluaci�n se propone generar est�mulos, (oraciones) con la presencia de rasgos distintivos pertinentes y controlar la relaci�n S/R con la incorporaci�n de ruido enmascarador adecuado al umbral de cada oyente.

Trabajo terminado

HC-L 241 Gurlekian, J. A., Babnick, E. y Torres, H. Desarrollo de una prueba de Inteligibilidad de Habla en Ambientes Ruidosos para Ni�os en edad escolar

Se presenta el dise�o y aplicaci�n de una prueba r�pida de inteligibilidad del habla en ambientes ruidosos. Est� dirigida a ni�os de 6 a 12 a�os para aplicar particularmente en escuelas o instituciones donde no se dispone de equipos de audiometr�a e instalaciones con control del ruido ambiente. Consiste en la evaluaci�n de la capacidad de identificar palabras mediante auriculares pronunciadas en el contexto de oraciones en condiciones controladas respecto del ruido. La prueba se presenta al nivel requerido para cada ni�o para obtener un reconocimiento del 100% en silencio. Las oraciones y el ruido enmascarador se presentan en forma simult�nea en el mismo o�do a relaciones se�al a ruido que van desde 20 a -5 dB. El ruido es el denominado ruido modulado con forma de habla �Modulated Speech Shaped Noise� que ha demostrado ser muy efectivo como enmascarador. Los resultados para ni�os con audici�n normal indican 1) El nivel de presi�n sonora para el reconocimiento del 100% de las palabras en silencio, medido en el o�do artificial es en promedio de 33.9 dB (DE: 0.9) en el laboratorio y de 36.77 dB (DE.:1.8) en la escuela. 2) El 50% de identificaci�n de la palabra se alcanza a la relaci�n se�al a ruido de 0 dB tanto en el laboratorio como en la escuela. Se concluye que la prueba permitir� evaluaciones r�pidas de la inteligibilidad en lugares con diferente nivel de ruido ambiente y sin disponibilidad de recursos t�cnicos.

SUBPROYECTO: Evaluaci�n perceptual y ac�stica de la voz para el dise�o de una prueba de detecci�n y caracterizaci�n autom�tica de los des�rdenes vocales.

Director: Ing. Jorge Gurlekian,

Co Director: Dra. Ana Mar�a Borzone (CIIPME CONICET)

Becaria: Lic. Natalia Elisei

El presente proyecto de investigaci�n tiene como objetivo general, obtener la informaci�n requerida para el dise�o de una herramienta de evaluaci�n objetiva y autom�tica para la detecci�n y caracterizaci�n del grado de los des�rdenes vocales. En particular se espera realizar:

1) La creaci�n de una base de datos que recopilar� las emisiones representativas de distintas alteraciones de la voz. Adem�s se prev� integrar informaci�n cl�nica incluyendo el an�lisis videoestrobosc�pico.

2) La aplicaci�n de las pruebas perceptuales actualmente en uso, como referencia de ponderaci�n de las mediciones objetivas.

3) La evaluaci�n objetiva mediante algoritmos de c�lculo de las alteraciones ac�sticas de los atributos de la voz.

En los �ltimos a�os se han publicado trabajos que presuponen la existencia de un comportamiento no lineal de la funci�n gl�tica debido a variaciones en la amplitud espectral de la se�al de voz y en la frecuencia fundamental, para una excitaci�n estable.

Debido a que los �ndices como el jitter y shimmer pueden ser poco confiables en estos casos, se han utilizado t�cnicas no lineales para demostrar estas anormalidades observadas. Particularmente la determinaci�n de los coeficientes de Lyapunov permite cuantificar la complejidad del retrato de fase.

Estos estudios con m�todos din�micos no lineales son prometedores, ya que proporcionan informaci�n complementaria y no redundante a los m�todos existentes de an�lisis suministrando as� m�s informaci�n a los cl�nicos. Aunque todav�a se necesita mucho desarrollo para los m�todos pr�cticos. Por ello, se describir� y comparar� la utilizaci�n de m�todos de evoluci�n lineal y no lineal en sujetos normales, pacientes con des�rdenes vocales y voces sintetizadas.

Este trabajo es innovador en el sentido que pretende desarrollar una herramienta que a partir de una grabaci�n de voz permita el prediagn�stico y estudio de los des�rdenes vocales. Presenta la ventaja de ser una t�cnica no invasiva, de bajo costo y eficiente que no requerir� hardware y facilitar� mediciones objetivas de la funci�n vocal. Supone un notable inter�s de diferentes sectores: profesionales de la medicina, en particular los relacionados con el estudio de la voz, docentes, cantantes, locutores, en definitiva a los profesionales donde la voz es la herramienta de trabajo. Empresas relacionadas con la prevenci�n y diagn�stico cl�nico as� como las aseguradoras del riesgo del trabajo asociadas a callcenters, telemarketers, etc.

SUBPROYECTO: Base de datos de alteraciones de la voz y el habla.

Director: Ing. Jorge Gurlekian

Becaria: Lic. Natalia Elisei.

El objetivo es realizar un atlas multimedia de las diferentes alteraciones de la voz y el habla, obtenida de pacientes del Hospital de Cl�nicas (HC) de la UBA, de las diferentes �reas de Neurolog�a, con la participaci�n del Divisi�n de ORL y Fonoaudiolog�a y del Laboratorio de Investigaciones Sensoriales del CONICET todos pertenecientes al Hospital de Cl�nicas.

Se sistematizar�n los aportes de la fon�tica ac�stica y el procesamiento digital de se�ales, en relaci�n a las alteraciones de la voz y de lo procesos motores y psicolingu�sticos en distintas patolog�as que se evidencian en el lenguaje hablado. Para cada tipo de alteraci�n se establecer�n los rasgos distintivos que aparecen afectados y que se verificar�n en los registros espectrogr�ficos. Acompa�ando la informaci�n estrobosc�pica y espectral, se presentar� la evaluaci�n neurol�gica y/o otorrinolaringol�gica, la historia cl�nica y cuando corresponda caracter�sticas observadas mediante otras t�cnicas complementarias.

La importancia de este proyecto para nuestro pa�s, radica en la posibilidad que dispondr�n los profesionales y tesistas de las �reas afines (Neur�logos-M�dicos-ORL y Fonoaudi�logos) de contar un atlas de consulta que permitir� avalar los trabajos cient�ficos y las actividades cl�nicas con informaci�n sistematizada y objetiva.

Se pretende promover la formaci�n de tesistas de doctorado de la Facultad de Medicina, de bioingenier�a y ling��stica en estas disciplinas implementando el acceso a bibliograf�a on- line no disponible y a las descripciones generadas en el atlas.

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SUBPROYECTO: Incorporaci�n de informaci�n suprasegmental en el proceso de reconocimiento autom�tico del habla

Director: Ing. Jorge A.Gurlekian

Co Director: Diego Milone Universidad Nacional del Litoral

Becario: BioIng. Diego Evin

Desarrollo y evaluaci�n de un reconocedor autom�tico de palabras aisladas para entorno telef�nico basado en HTK.

Se lograron tasas de reconocimiento del 97 % para una tarea de 28 palabras diferentes y m�ltiples locutores. Esta actividad estuvo enfocada hacia la construcci�n de una versi�n de demostraci�n con el objetivo de promover la transferencia de tecnolog�a hacia el sector privado. Esta actividad se realiz� en conjunto con investigadores de la Universidad del Litoral, Santa Fe.

Estudio del problema de obtenci�n autom�tica de rasgos pros�dicos a partir de la se�al de voz.

Trabajo Terminado

HC-L 241 Evin Diego An�lisis mediante t�cnicas no lineales

Estudio y desarrollo de algoritmos para el c�lculo del exponente m�ximo de Lyapunov para se�ales del habla, con el objetivo de determinar patolog�as de voz empleando m�todos no lineales. Desarrollo de m�todos para la determinaci�n de �ndices objetivos de calidad vocal (shimmer, jitter) a partir de la determinaci�n del ciclo gl�tico.

PROYECTO: La informatividad y su expresi�n pros�dica en el ingl�s y el espa�ol hablado. Ministerio de Educaci�n Ciencia y Cultura

Directora: Luisa Granato. Universidad Nacional del Comahue.

Investigador participante: Jorge A. Gurlekian.

Este proyecto propone un estudio comparativo de la expresi�n fonol�gica de la informatividad en ingl�s y en espa�ol, tomando como objeto de estudio los siguientes par�metros: segmentaci�n, prominencia, selecci�n de tonos y altura tonal.

En su aspecto pragm�tico el trabajo se inserta en el marco de la Teor�a de la Relevancia (Sperber D. & Wilson, D. Relevant, Blackwell. Cambridge, 1995) y se nutre de aportes como la Teor�a del Componente Informativo (Vallduvi E., The informational component, N. York: Garland, 1992) en su aspecto fonol�gico se recurre al marco del modelo m�trico autosegmental de la Fonolog�a Entonacional (Ladd, Intonational Phonolgy. Cambridge Univ. Press, 1996). El corpus a analizar consiste en muestras de discurso aut�ntico espont�neo en la variedad rioplatense del espa�ol y del sudeste de Inglaterra para el ingl�s.

Trabajo en desarrollo

HC-L 243 Desarrollo y comparaci�n de algoritmos para la determinaci�n autom�tica de frecuencia fundamental en se�ales de habla.

Estudio y desarrollo de una herramienta basada en redes neuronales recurrentes con el objetivo de segmentar de manera autom�tica s�labas a partir de registros de voz. Este trabajo se realiza en el marco del seminario del curso doctoral �Laboratorio de Redes Neuronales�.

Informe T�cnico: Algoritmo utilizado para generar ruidos enmascarantes MSSN

Torres, H.M. y Gurlekian, J.A.

El ruido creado es uno de los m�s efectivos como enmascarante de se�ales de habla por estar constituido por frecuencias del habla y poseer una amplitud modulada id�ntica a cada frase a enmascarar. La preparaci�n requiri� de la creaci�n de un algoritmo de c�lculo del ruido modulado con forma de habla. Las etapas del algoritmo consisten en calcular el espectro de Fourier de largo plazo (LTASS de �Long Term Average Speech Spectrum�) promedio de todas las oraciones. Luego para cada oraci�n de prueba se gener� una oraci�n enmascarada por un MSSN (Modulated Speech Shaped Noise), a la relaci�n se�al a ruido especificada. La forma del ruido fue modulada con la forma de onda de la se�al de prueba, mediante el c�lculo de la envolvente de la amplitud de la se�al de prueba mediante un filtrado pasa bajos. El ruido MSSN se obtuvo como la multiplicaci�n entre la envolvente estimada en el paso anterior y el ruido generado a partir del LTASS, para finalmente escalar el MSSN para obtener la RSR especificada. Este procedimiento se repiti� para cada una de las oraciones.

PROYECTO: EVALUCION SENSORIAL DE LOS COMPONENTES DEL SABOR: OLOR, GUSTO, PUNGENCIA Y VISCOSIDAD.

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SUBPROYECTO CONICET No. 5897/06. An�lisis de las sensaciones de dulce, agrio y amargo en soluciones puras y mezcladas en medio acuoso y alcoh�lico.

Titular: Dra. Miguelina Guirao

Codirecci�n: Dra. Amalia Calvi�o

RESUMEN

La tem�tica general del proyecto corresponde a la investigaci�n fundamental previa a la transferencia de conocimientos al perfil sensorial de bebidas.

Se investigan las sensaciones de dulce agrio y amargo en soluciones puras y mezcladas en medio acuoso y alcoh�lico. Las modificaciones que se producen en las sensaciones gustativas por influencia del medio y de las mezclas se cuantifican midiendo la capacidad discriminativa a niveles supraumbrales y el grado de persistencia del gusto en la cavidad bucal. Para cuantificar las respuestas de los panelistas se aplican diferentes m�todos psicof�sicos y medici�n de la relaci�n intensidad-tiempo en la sensaci�n gustativa.

Se comparan los resultados para examinar el grado en que se ajustan a modelos de procesamiento de los sentidos qu�micos.

Se estudian la posibilidad de transferir los m�todos que se utilizan en la experimentaci�n sobre sentidos qu�micos vg. gusto, olor, pungencia y otros, a la investigaci�n de los perfiles del sabor de bebidas con y sin alcohol.

Trabajos terminados

HC-Q 177 Guirao M., Greco Drian� E, Zunino E. y Evin Diego

Evaluaci�n de la intensidad y la duraci�n del gusto agrio en la mezcla de �cido c�trico con etanol

En el presente trabajo se investiga la influencia que las cualidades del etanol (EtOH) tienen en el gusto agrio del �cido c�trico. En el etanol se reconocen varias propiedades trigeminales como irritaci�n, temperatura, (EtOH) anestesia (numbing) y pungencia y tambi�n sensoriales como gusto y olor. Esas cualidades pueden cambiar con la graduaci�n del alcohol. A niveles cercanos al umbral se perciben tonos dulces y amargos y a concentraciones m�s altas las trigeminales. Entre estas la sensaci�n de anestesia parece ser la mas saliente y la de mayor persistencia.

A su vez el �cido c�trico a concentraciones altas presenta tambi�n propiedades trigeminales como la irritaci�n oral e intranasal y puede tambi�n aparecer el gusto amargo.

En general son pocos los autores que han estudiado este problema con m�todos psicof�sicos y no ha habido acuerdo respecto a las conclusiones. Algunos autores han encontrado que el efecto del (EtOH) en los gustos no es significativo y otros que los resultados dependen del m�todo.

En este estudio se realizaron tres series de experimentos y en cada una se aplic� un m�todo psicof�sico diferente. En todas las sesiones participaron diez panelistas que evaluaron la intensidad y persistencia de la sensaci�n de agrio. Las soluciones de �cido c�trico se presentaron en forma pura, diluidas en medio acuoso, y con dos graduaciones 8 y 15% de etanol. Las evaluaciones se efectuaron combinando las muestras con y sin etanol, en forma aleatoria, en una misma sesi�n experimental.

En general los procedimientos experimentales fueron similares a los que se describieron antes para estudiar el efecto del etanol en la sacarosa (INFORME LIS XXXIX HC Q 176).

En la primera serie se determinaron las variaciones en la intensidad del agrio con el m�todo de Estimaci�n de la magnitud (CL). A este fin se evaluaron siete concentraciones de �cido c�trico 3, 5, 10, 15, 30, 45, y 70 mM sin y con etanol

En la segunda se aplic� el m�todo de Comparaci�n por Pares en grupos de a tres. Los panelistas ordenaron, compararon y estimaron la intensidad de tres soluciones de �cido c�trico 3, 15 y 70 mM solas y mezcladas y a modo de control se agreg� una soluci�n de agua destilada.

En la tercera serie se aplic� el M�todo de Registro de las Curvas Intensidad-Tiempo (IT). Los panelistas usaron una t�cnica computarizada para registrar la intensidad y la duraci�n (o persistencia) de las respuestas a tres soluciones 5, 15 y 45mM puras y mezcladas. Se hicieron tres registros por cada estimulo. Se obtuvieron tres series de curvas en las que se midieron la intensidad m�xima (I max.), tiempo total de la sensaci�n (T tot.) y el �rea bajo la curva (Auc).

A pesar de la diferencia en los m�todos, los dos primeros con estimaciones num�ricas y el tercero con respuestas motoras, los resultados fueron coincidentes

Las funciones que se obtuvieron con el M�todo de Estimaci�n de la magnitud (CL) indican que las dos graduaciones aumentan el agrio hasta concentraciones cercanas a la mitad del rango (cerca de 15 mM para el 8% y de 30 mM para el 15%) pero por encima de esos valores son mas agrias las soluciones puras. Se observa adem�s que con la mezcla se reduce el tama�o de los rangos de gusto.

Ambas funciones con y sin etanol siguen la ley de potencia de Stevens con diferente exponente. Las dos pendientes sin etanol dan valores de (0.63) y con etanol entre (0.46) y (0.48). Estos exponentes indican un factor de proporcionalidad entre el aumento de la concentraci�n y el aumento de la sensaci�n. En este caso el agregado de etanol desacelera la respuesta gustativa.

Los resultados obtenidos con el m�todo de comparaci�n por pares, aunque en forma menos notable, muestran el mismo efecto, en la concentraci�n baja (3mM) los dos niveles aumentan el agrio pero en la alta (70 mM) no tiene efecto. En la intermedia (15 mM) depende del nivel con el 8% EtOH no cambia pero es mas agrio con 15%.

Las curvas que se registraron con el m�todo TI confirman esos resultados El efecto en el agrio fue diferente para cada una de las concentraciones de �cido c�trico y para los dos niveles de etanol. Cuando la muestra m�s d�bil (5 mM), fue degustada las tres dimensiones -intensidad persistencia y �rea- se incrementaron con los dos gradientes de etanol. En la concentraci�n moderada (15 mM), las tres fueron reducidas por el 8% y aumentadas por el 15% EtOH. En la soluci�n mas concentrada (45 mM) el agrio puro supera a la mezcla en intensidad y en el �rea. La duraci�n no fue afectada.

En general los experimentos revelan que con la aplicaci�n de diferentes m�todos psicof�sicos se puede obtener consenso en los resultados.

Por otra parte, el modo de presentaci�n es importante por cuanto con el aumento de la concentraci�n de �cido c�trico emergen otras cualidades no gustativas como la irritaci�n oral y tambi�n intranasal. Estas cualidades superan la irritaci�n del EtOH pero no alcanzan a inhibir su componente anest�sico Es probable que en la mezcla el gusto agrio se extinga antes que la propiedad anest�sica (sin gusto) que es la m�s duradera del etanol.

En resumen, el efecto del etanol en la intensidad y en la persistencia del agrio depende del grado de concentraci�n del �cido c�trico y de la graduaci�n alcoh�lica y en todos los casos acorta el rango de respuestas gustativas al �cido c�trico.

HC-L 179 Guirao, M, Greco Drian�, E., Evin, D. A., Zunino E., Soluciones de sacarosa y �cido c�trico mezcladas con etanol: Cambios en intensidad y duraci�n del gusto.

Se estudiaron los efectos que las propiedades del etanol (gusto, olor e irritaci�n) producen en la sensaci�n de gusto.

Diez panelistas entrenados aplicaron una t�cnica computarizada para evaluar la intensidad y la persistencia (respuestas de tiempo/intensidad) de soluciones dulces y agrias. Se prepararon dos concentraciones (8% y 15%) de etanol mezcladas con tres concentraciones (135, 303 y 683 mM) de sacarosa y tres concentraciones (5, 15 y 45 mM) de �cido c�trico.

Soluciones mezcladas y puras del mismo gusto fueron evaluadas, en triplicado, en el mismo experimento. Se obtuvieron tres series de curvas en las que se midieron la intensidad m�xima (I max. ), el tiempo que dura la intensidad m�xima (T imax. ), tiempo total de la sensaci�n (T tot. ) y el �rea bajo la curva (Auc ).

Con respecto al dulce se observ� que el agregado de etanol aument� las cuatro propiedades (I max., T imax., T tot., Auc.) y que el valor incrementado disminuye con la concentraci�n.

El aumento del grado de etanol, del 8 al 15% no modific� significativamente la intensidad pero en cambio aument� la persistencia del dulce.

El efecto en el agrio fue diferente para cada una de las concentraciones de �cido c�trico y para los dos niveles de etanol. Cuando la muestra m�s d�bil (5 mM), fue degustada las cuatro dimensiones se incrementaron con los dos gradientes de etanol.

La concentraci�n moderada (15 mM), fue reducida por el 8% y aumentada por el 15% etanol. Con la concentraci�n m�s fuerte (45 mM), la intensidad y el �rea de las dos soluciones mezcladas fue deprimida pero, la duraci�n no fue afectada.

En general, los resultados sugieren que: 1) La interacci�n entre las soluciones estudiadas (est�mulos gustativos) y los componentes del etanol producen cambios cuantitativos y de duraci�n en la sensaci�n del gusto; 2) Los cambios son tambi�n cualitativos; 3) Los efectos son diferentes, no solo para los diferentes gustos, sino tambi�n para las concentraciones dentro de un mismo gusto.

Abstract

The Taste of Sucrose and Citric Acid Mixed with Ethanol: Changes in Intensity and Duration.

The present study explores the extent to which sensations elicited by ethanol (taste, odor and irritation) may modify taste perceived magnitude. Ten trained panelists operated a computerized technique to assess intensity/time responses to sweetness and sourness. Two concentrations (8% and 15 %) of ethanol mixed with three concentrations (135, 303 and 683 mM) of sucrose and three concentrations (5, 15 and 45 mM) of citric acid were used. Mixed and unmixed solutions of the same taste were evaluated, in triplicate, in the same experiment. Maximum intensity, plateau time for maximum intensity, total time and area were extracted from response curves. The addition of ethanol enhanced all four sweetness propertiess. The amount of increment decreased with concentration. Responses were no significantly affected by increasing addition of ethanol. Persistence was more clearly augmented than the other attributes. The effect on sourness was different for each one of the concentrations of citric acid and ethanol. When the weak sample was tasted all four dimensions increased with ethanols. At the moderate concentration were reduced with 8% ethanol but were enhanced with 15% ethanol. At the strong concentration, intensity and area of the two mixed solutions were depressed but duration was not affected. Results suggest that interaction between gustatory and ethanol compounds produce qualitative changes in the taste sensation.

Trabajo en desarrollo

HC-Q 180 Variaciones del gusto amargo mezclado con etanol

Hasta el momento se ha examinado el efecto que el agregado de diferentes porcentajes de etanol produce en los gustos dulce y agrio. (ver HC-Q 176 y HC-Q 179). Para extender estos estudios al gusto amargo se van a dise�ar tres series de experimentos en los que se van a evaluar los cambios que los componentes del etanol, irritaci�n (pungencia) gusto y olor producen en el gusto de diferentes concentraciones de cafe�na.

Para determinar los cambios en intensidad se aplicar�n los m�todos psicof�sicos de Estimaci�n de la magnitud (CL) y de Comparaci�n por Pares y para ver los efectos en la duraci�n de la sensaci�n se aplicar� el M�todo de Registro de las Curvas Intensidad-Tiempo (IT). A este efecto se seleccionar�n concentraciones de cafe�na de bajo, mediano y alto tenor amargo diluidas en medio acuoso. Las muestras ser�n evaluadas por separado y mezcladas con dos graduaciones de etanol.

PROYECTO: Desarrollo de pruebas para detectar deterioros de los sentidos qu�micos: olfato, gusto y sistema trigeminal.

Directora: Dra. Miguelina Guirao

El tema del proyecto no tiene antecedentes en nuestro pa�s. Por esta raz�n el principal objetivo es preparar bater�as de pruebas especializadas para detectar trastornos en la percepci�n de olores, gustos y sistema trigeminal.

Se estudia la posibilidad de aplicar algunos de los m�todos que se utilizan en la experimentaci�n sobre sentidos qu�micos a la investigaci�n de las alteraciones del gusto, olor y pungencia. Para ese fin se experimentar� con diferentes t�cnicas psicof�sicas para la administraci�n de las pruebas a niveles de umbrales, supraumbrales, de reconocimiento y discriminaci�n cualitativa de gustos, olores y est�mulos trigeminales.

Se efectuar� un estudio estad�stico de los olores m�s conocidos por parte de panelistas de diferentes regiones del pa�s.

Para la preparaci�n de pruebas piloto las sustancias se clasifican seg�n la modalidad gustativa, nasal y trigeminal.

Se efectuar�n ensayos para optimizar el uso de instrumental de laboratorio que ser� destinado a la preparaci�n y presentaci�n de los est�mulos.

Se intentar� preparar pruebas especializadas teniendo en cuenta el origen de la patolog�a, el grado de deterioro, la edad de los pacientes y otros factores.

Se completaran las fases exploratorias tendientes a la preparaci�n de bater�as de pruebas especializadas a fin de ponerlas a disposici�n de:

a) Instituciones y profesionales de la salud que realizan consultas sobre t�cnicas de evaluaci�n quimiosensorial de pacientes que presentan diferentes tipos patolog�as.

b) Peritos del sector judicial respecto de personas que responden a: Demandas por deterioro en la percepci�n de olores (anosmias) y por da�os ocasionados por agentes irritantes en el �mbito laboral.

c) T�cnicos de empresas que seleccionan panelistas para realizar evaluaci�n sensorial y control de calidad de productos alimenticios, de higiene y de perfumer�a.

PROYECTOS DE INVESTIGACION CONJUNTA volver al Indice

Proyecto: Consolidaci�n de la producci�n de TICs para el desarrollo socio-productivo de la regi�n litoral centro.

Proyecto PME: An�lisis de Se�ales y Modelizaci�n de Sistemas Biom�dicos, LIS CONICET - Universidad de Entre R�os.

Direcci�n: Dra. M. E. Torres. Participan el Laboratorio de Din�micas No Lineales, el Laboratorio de Cibern�tica de la Universidad de Entre R�os y el LIS CONICET.

Proyecto: Desarrollo de las t�cnicas de reconocimiento del hablante para su aplicaci�n a nivel forense.

Secretaria de Ciencia y T�cnica. Proyectos de Investigaci�n y Desarrollo PID

Entidad adoptante: Polic�a Cient�fica, Gendarmer�a Nacional Argentina.

Director: Ing. Jorge A. Gurlekian.

Proyecto: �reas de Vacancia (PAV) ANPCyT: Tecnolog�a de la Informaci�n y las Comunicaciones. Ingenier�a de software. Aplicaciones en bioinform�tica. Sistemas de di�logo autom�tico.

Responsable: Dr. Alejandro Ceccato. Instituto de F�sica Rosario IFIR CONICET Universidad Nacional de Rosario.

Investigador responsable del LIS: Ing. Jorge A. Gurlekian.

Proyecto: Pesquisa para detecci�n de disfunciones auditivas y de la comunicaci�n oral en ni�as/os de nivel escolar de Buenos Aires.

Secretaria de Ciencia y T�cnica. Programa de Proyectos Especiales

Director Cient�fico: Ing. Jorge A. Gurlekian.

Entidad Beneficiaria: ACCION (Asociaci�n Civil Comunitaria Independiente para la Opci�n desde la Ni�ez).

DOCENCIA volver al Indice

Ing. Jorge Gurlekian

Docente UBA ad-honorem del Seminario "An�lisis ac�stico del habla". Materia "Metodolog�a de la Investigaci�n Cient�fica y Estad�stica II", carrera de Fonoaudiolog�a. Facultad de Medicina. Universidad de Buenos Aires.

BioIng. Humberto M. Torres

Jefe de Trabajos Pr�cticos. C�tedra Se�ales y Sistemas, Facultad de Ingenier�a, UBA.

BioIng. Diego Evin

Auxiliar Docente Regular de la materia Inteligencia Artificial de la carrera de Bioingenier�a en la Facultad de Ingenier�a de la Universidad Nacional de Entre R�os.

Cursos

Evin, D., �Sistemas de Reconocimiento Autom�tico de Patrones del Habla�, Polic�a Cient�fica de Gendarmer�a Nacional Argentina, Noviembre 1, 2007 a Mayo 8, 2008.

Gurlekian, J. A. �Fon�tica ac�stica� Sanatorio del Salvador, C�rdoba. 24 y 25 de Agosto de 2007.

Seminarios

Elisei, N., Proyecto de Investigaci�n: Nuevas perspectivas en la evaluaci�n de voces patol�gicas�. Residencia del Servicio de Fonoaudiolog�a, Secci�n Otorrinolaringolog�a del Hospital de Cl�nicas Jos� de San Mart�n. Octubre 4, 2007.

En el LIS

Evin, D., �Introducci�n al Reconocimiento Autom�tico del Habla�, 17 de mayo de 2007.

Greco Drian�, E., �Efectos del etanol en el gusto�, 24 de mayo de 2007.

Torres H., Unit Selection�, 31 de mayo de 2007.

Gurlekian, J. A., �Presentaci�n del Proyecto AMPER�, 7 de junio de 2007.

MacRrae Alexander School of Psychology, University of Birmingham, England Present� su libro Modelos y Metodos para las Ciencias del Comportamiento, Ariel. Psicolog�a, Barcelona, 1995. Marzo 22, 2007.

Intercambio Cient�fico volver al Indice

Dr.. Alexander MacRrae

Professor of Psychology, University of Birmingham, England

Visit� el LIS donde realiz� demostraciones sobre el desarrollo de software para descripci�n e interpretaci�n de datos estad�sticos en Ciencias del Comportamiento�.

Congresos

Guirao, M., Greco Drian�. E., Evin, D. A., Zunino, E., �The taste of sucrose and citric acid mixed with ethanol: changes in intensity and duration. "Fechner Day 2007", Tokio, Japan, October 20-23, 2007.

Elisei, N., �La Voz Humana�, II Jornadas Historia de la Fonoaudiolog�a.

San Luis. Septiembre, 15 y 16, 2007.

Hadad, A., Evin, D., Drozdowicz, D., Chiotti, O., "Integraci�n de Modelos de

Seguimiento Temporal en el Monitoreo de Pacientes Cr�ticos". Simposio de Inform�tica en Salud (SIS), XXXVI Jornadas de la Sociedad Argentina de Inform�tica e Investigaci�n Operativa. Mar del Plata, 27 al 31 de agosto de 2007.

Hadad, A., Evin, D., Drozdowicz, D., Chiotti, O., "Abstracci�n Temporal para el An�lisis de Informaci�n en Cuidados Intensivos". XVI Congreso Argentino de Bioingenier�a SABI 2007. San Juan, 26 al 28 de septiembre de 2007.

SERVICIOS

EVALUACI�N DEL GUSTO, OLFATO Y SISTEMA TRIGEMINAL.

El LIS ofrece servicios para la detecci�n y evaluaci�n de alteraciones de los sentidos qu�micos. Estas alteraciones constituyen uno de los primeros s�ntomas de trastornos otorrinolaringol�gicos, neurol�gicos, nutricionales, end�crinos, odontol�gicos y otros.

Los trastornos del olfato se pueden presentar como una p�rdida total (anosmia), como una disminuci�n de la sensibilidad a todos o algunos de los olores (hiposmia), aumento de la sensaci�n olorosa (hiperosmia), distorsi�n de la sensaci�n confundiendo un olor por otro (parosmia) o como percibiendo un olor inexistente (disosmia), generalmente desagradable.

La p�rdida total del gusto (ageusia) es menos frecuente, en cambio la disminuci�n (hipogeusia) y el aumento (hipergeusia) de la sensibilidad gustativa son m�s comunes. Tambi�n puede percibirse un gusto inexistente (disgeusia) y desagradable. Sobre la base de los proyectos de investigaci�n en sentidos qu�micos se ofrecen servicios especializados mediante la aplicaci�n de pruebas de detecci�n, discriminaci�n e identificaci�n de gustos y olores algunas de las cuales se desarrollan en el LIS.

SERVICIOS en preparaci�n

Pruebas de audici�n y percepci�n de habla

Pruebas de detecci�n de des�rdenes vocales

Pruebas de inteligibilidad del habla en ambientes ruidosos

An�lisis de habla patol�gica

Aplicaci�n en pacientes con alteraciones neurol�gicas en demencias tipo Alzheimer y Parkinson.

PUBLICACIONES volver al Indice

HC-L 235 Torres, H. M. and Gurlekian, J. A., �Acoustic speech unit segmentation for concatenative synthesis�, Computer Speech and Language (en revisi�n).

HC-L 236 Gurlekian, J. A. and Torres, H. M., �Acoustic unit segmentation for text to speech systems�. Laboratory Approaches to Spanish Phonology�, Toronto, Septiembre 6-7, 2006. (En revisi�n).

HC-Q 179 Guirao, M , Greco Drian�, E., Evin, D. A., Zunino E., The taste of sucrose and citric acid mixed with ethanol: changes in intensity and duration, Proceedings of the Twenty Third Annual Meeting of the International Society for Psychophysics (Shuji Mori, Ed.). "Fechner Day 2007", Tokyo, Japan, October 20-23. 2007. 279-282.

HC-Q 176 Guirao, M, Greco Drian� E., Zunino E., Evin, D. A.y Sleiman F. El etanol modifica el gusto dulce. La Alimentaci�n Latinoamericana, 273. 2008, 48-53.

Publicaciones en Actas de Congresos

HC-L 237 Gurlekian J. A. and Torres, H. M., �Automatic acoustic unit segmentation for text to speech systems�. In 3rd Conference on Laboratory Approaches to Spanish Phonology, University of Toronto, September 8-10, 2006.

PATENTE

Guirao, M. y Zamora, M. C., Equipo para medir los tiempos de reacci�n al sabor (gusto, pungencia y otros). Patente No. P07 0102703. Concedida 2007.

Publicaciones de divulgaci�n

Informe Anual del LIS

Desde su creaci�n el LIS publica un informe anual (ISSN 0325-2043) en donde se consignan las publicaciones realizadas, los trabajos en curso, la actividad docente y el intercambio cient�fico. La serie comienza con el Informe I-1968, Laboratorio de Investigaciones Sensoriales, CONICET.

Las siglas se refieren a las sedes del LIS, primero en el Hospital Escuela (HE), luego en la Facultad de Medicina (FM) y actualmente en el Hospital de Cl�nicas (HC).

El presente corresponde al Informe No.40 2007, Laboratorio de Investigaciones Sensoriales, CONICET.

Divulgaci�n en medios de comunicaci�n

Jorge A. Gurlekian

Prueba r�pida para detectar hipoacusias, LA NACION, Abril 4, 2007

Crean el primer atlas del pa�s de voces alteradas por enfermedades, PERFIL, Medicina, 42. Setiembre 16, 2007.

Har�n una radiograf�a de la entonaci�n y el ritmo de la forma de hablar argentina,

PERFIL, Medicina, 43. Setiembre 16, 2007.

Agradecimientos

El LIS  agradece la  donaci�n  efectuada por SAPORITI S.A.  para  cubrir  gastos vinculados con la instalaci�n de dos paneles de cata para el Laboratorio de Sentidos Qu�micos.

El LIS agradece a GIVAUDAN la donaci�n de sustancias odorivectoras destinadas a la preparaci�n de pruebas para detectar trastornos del olfato.

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