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Erschienen in: HNO 9/2019

12.06.2019 | Schnarchen | Originalien

VOTE versus ACLTE: Vergleich zweier Schnarchgeräuschklassifikationen mit Methoden des maschinellen Lernens

verfasst von: Dipl.-Ing. C. Janott, M. Schmitt, C. Heiser, W. Hohenhorst, M. Herzog, M. Carrasco Llatas, W. Hemmert, B. Schuller

Erschienen in: HNO | Ausgabe 9/2019

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Zusammenfassung

Hintergrund

Die akustische Analyse von Schnarchgeräuschen ist eine nichtinvasive Methode für die Diagnose von Entstehungsmechanismen des Schnarchens, die während des natürlichen Schlafs durchgeführt werden kann. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung und Bewertung von Klassifikationsschemata für Schnarchgeräusche, die eine möglichst aussagekräftige Diagnoseunterstützung ermöglichen.

Material und Methoden

Basierend auf 2 annotierten Schnarchgeräuschdatenbanken mit unterschiedlicher Klassifikation (s-VOTE – 4 Klassen versus ACLTE – 5 Klassen) wurden identisch aufgebaute maschinelle Klassifikationssysteme trainiert. Der Merkmalsextraktor openSMILE wurde in Kombination mit einer linearen Support-Vektor-Maschine zur Klassifikation eingesetzt.

Ergebnisse

Mit einem ungewichteten Average Recall (UAR) von 55,4 % für das s‑VOTE-Modell und 49,1 % für das ACLTE liegen die Ergebnisse auf ähnlichem Niveau. In beiden Modellen gelingt die beste Differenzierung für Epiglottisschnarchen, während velares und oropharyngeales Schnarchen häufiger verwechselt werden.

Schlussfolgerung

Automatisierte akustische Verfahren können bei der Diagnose von Schlafatmungsstörungen unterstützen. Einschränkungen in der Erkennungsleistung sind u. a. durch die begrenzte Größe der Trainingsdatensätze bedingt.
Literatur
1.
Zurück zum Zitat Croft C, Pringle M (1991) Sleep nasendoscopy: A technique of assessment in snoring and obstructive sleep apnoea. Clin Otolaryngol Allied Sci 16(5):504–509CrossRefPubMed Croft C, Pringle M (1991) Sleep nasendoscopy: A technique of assessment in snoring and obstructive sleep apnoea. Clin Otolaryngol Allied Sci 16(5):504–509CrossRefPubMed
2.
Zurück zum Zitat Kent D, Rogers R, Soose R (2015) Drug-induced sedation endoscopy in the evaluation of OSA patients with incomplete oral appliance therapy response. Otolaryngol Head Neck Surg 153(2):302–307CrossRefPubMed Kent D, Rogers R, Soose R (2015) Drug-induced sedation endoscopy in the evaluation of OSA patients with incomplete oral appliance therapy response. Otolaryngol Head Neck Surg 153(2):302–307CrossRefPubMed
3.
Zurück zum Zitat De Vito A, Carrasco Llatas M, Ravesloot MJ, Kotecha B, De Vries N, Hamans E et al (2018) European position paper on drug-induced sleep endoscopy: 2017 Update. Clin Otolaryngol 43(6):1541–1552CrossRefPubMed De Vito A, Carrasco Llatas M, Ravesloot MJ, Kotecha B, De Vries N, Hamans E et al (2018) European position paper on drug-induced sleep endoscopy: 2017 Update. Clin Otolaryngol 43(6):1541–1552CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Heiser C, Fthenakis P, Hapfelmeier A, Berger S, Hofauer B, Hohenhorst W et al (2017) Drug-induced sleep endoscopy with target-controlled infusion using propofol and monitored depth of sedation to determine treatment strategies in obstructive sleep apnea. Sleep Breath 21(3):737–744CrossRefPubMed Heiser C, Fthenakis P, Hapfelmeier A, Berger S, Hofauer B, Hohenhorst W et al (2017) Drug-induced sleep endoscopy with target-controlled infusion using propofol and monitored depth of sedation to determine treatment strategies in obstructive sleep apnea. Sleep Breath 21(3):737–744CrossRefPubMed
5.
Zurück zum Zitat Janott C, Pirsig W, Heiser C (2014) Akustische Analyse von Schnarchgeräuschen. Somnologie 18(2):87–95CrossRef Janott C, Pirsig W, Heiser C (2014) Akustische Analyse von Schnarchgeräuschen. Somnologie 18(2):87–95CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Schmitt M, Janott C, Pandit V, Qian K, Heiser C, Hemmert W et al (2016) A bag-of-audiowords approach for snore sounds’ excitation localisation. Proceedings 14. ITG Conference on Speech Communication, IEEE, S 1–5 Schmitt M, Janott C, Pandit V, Qian K, Heiser C, Hemmert W et al (2016) A bag-of-audiowords approach for snore sounds’ excitation localisation. Proceedings 14. ITG Conference on Speech Communication, IEEE, S 1–5
7.
Zurück zum Zitat Qian K, Janott C, Zhang Z, Heiser C, Schuller B (2016) Wavelet features for classification of VOTE snore sounds. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2016, S 221–225 Qian K, Janott C, Zhang Z, Heiser C, Schuller B (2016) Wavelet features for classification of VOTE snore sounds. IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP) 2016, S 221–225
8.
Zurück zum Zitat Janott C, Schuller B, Heiser C (2017) Acoustic information in snoring noises. HNO 65:107–116CrossRefPubMed Janott C, Schuller B, Heiser C (2017) Acoustic information in snoring noises. HNO 65:107–116CrossRefPubMed
10.
Zurück zum Zitat Qian K, Janott C, Deng J, Heiser C, Hohenhorst W, Herzog M et al (2017) Snore sound recognition: On wavelets and classifiers from deep nets to kernels. In 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) Qian K, Janott C, Deng J, Heiser C, Hohenhorst W, Herzog M et al (2017) Snore sound recognition: On wavelets and classifiers from deep nets to kernels. In 39th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC)
11.
Zurück zum Zitat Kezirian EJ, Hohenhorst W, Vries N (2011) Drug-induced sleep endoscopy: the VOTE classification. Eur Arch Otorhinolaryngol 268:1233–1236CrossRefPubMed Kezirian EJ, Hohenhorst W, Vries N (2011) Drug-induced sleep endoscopy: the VOTE classification. Eur Arch Otorhinolaryngol 268:1233–1236CrossRefPubMed
12.
Zurück zum Zitat Schuller B, Steidl S, Batliner A, Bergelson E, Krajewski J, Janott C et al (2017) The INTERSPEECH 2017 Computational Paralinguistics Challenge: Addressee, cold & snoring. Proceedings of INTERSPEECH; 2017; Stockholm, Sweden, S 20–24 Schuller B, Steidl S, Batliner A, Bergelson E, Krajewski J, Janott C et al (2017) The INTERSPEECH 2017 Computational Paralinguistics Challenge: Addressee, cold & snoring. Proceedings of INTERSPEECH; 2017; Stockholm, Sweden, S 20–24
13.
Zurück zum Zitat Janott C, Schmitt M, Zhang Y, Qian K, Pandit V, Zhang Z et al (2018) Snoring classified: The Munich-Passau snore sound corpus. Comput Biol Med 94:106–118CrossRefPubMed Janott C, Schmitt M, Zhang Y, Qian K, Pandit V, Zhang Z et al (2018) Snoring classified: The Munich-Passau snore sound corpus. Comput Biol Med 94:106–118CrossRefPubMed
14.
Zurück zum Zitat Eyben F, Wöllmer M, Schuller B (2010) Opensmile: The munich versatile and fast open-source audio feature extractor. Proceedings of the 18th ACM International Conference on Multimedia, S 1459–1462 Eyben F, Wöllmer M, Schuller B (2010) Opensmile: The munich versatile and fast open-source audio feature extractor. Proceedings of the 18th ACM International Conference on Multimedia, S 1459–1462
15.
Zurück zum Zitat Eyben F, Weninger F, Groß F, Schuller B (2013) Recent developments in opensmile, the munich open-source multimedia feature extractor. Proceedings of the 21st ACM International Conference on Multimedia, S 835–838 Eyben F, Weninger F, Groß F, Schuller B (2013) Recent developments in opensmile, the munich open-source multimedia feature extractor. Proceedings of the 21st ACM International Conference on Multimedia, S 835–838
16.
Zurück zum Zitat Schuller B, Steidl S, Batliner A, Vinciarelli A, Scherer K, Ringeval F et al (2013) The INTERSPEECH 2013 Computational Paralinguistics Challenge: Social signals, conflict, emotion, autism. IProceedings of INTERSPEECH; 2013; Lyon, S 148–152 Schuller B, Steidl S, Batliner A, Vinciarelli A, Scherer K, Ringeval F et al (2013) The INTERSPEECH 2013 Computational Paralinguistics Challenge: Social signals, conflict, emotion, autism. IProceedings of INTERSPEECH; 2013; Lyon, S 148–152
17.
Zurück zum Zitat Schuller B, Steidl S, Batliner A, Epps J, Eyben F, Ringeval F et al (2014) The INTERSPEECH 2014 Computational Paralinguistics Challenge: Cognitive & physical load. Proceedings of INTERSPEECH; 2014; Singapore, S 427–431 Schuller B, Steidl S, Batliner A, Epps J, Eyben F, Ringeval F et al (2014) The INTERSPEECH 2014 Computational Paralinguistics Challenge: Cognitive & physical load. Proceedings of INTERSPEECH; 2014; Singapore, S 427–431
18.
Zurück zum Zitat Schuller B, Steidl S, Batliner A, Hantke S, Hönig F, Orozco-Arroyave JR et al (2015) The INTERSPEECH 2015 Computational Paralinguistics Challenge: Nativeness, Parkinson’s & eating condition. IProceedings of INTERSPEECH; 2015; Dresden, Germany, S 478–482 Schuller B, Steidl S, Batliner A, Hantke S, Hönig F, Orozco-Arroyave JR et al (2015) The INTERSPEECH 2015 Computational Paralinguistics Challenge: Nativeness, Parkinson’s & eating condition. IProceedings of INTERSPEECH; 2015; Dresden, Germany, S 478–482
19.
Zurück zum Zitat Fan R, Chang K, Hsieh C, Wang X, Lin C (2008) LIBLINEAR: A library for large linear classification. J Mach Learn Res 9:1871–1874 Fan R, Chang K, Hsieh C, Wang X, Lin C (2008) LIBLINEAR: A library for large linear classification. J Mach Learn Res 9:1871–1874
20.
Zurück zum Zitat Qian K, Janott C, Zhang Z, Deng J, Baird A, Heiser C et al (2018) Teaching machines on snoring: A benchmark on computer audition for snore sound excitation localisation. Arch Acoust 43(3):465–475 Qian K, Janott C, Zhang Z, Deng J, Baird A, Heiser C et al (2018) Teaching machines on snoring: A benchmark on computer audition for snore sound excitation localisation. Arch Acoust 43(3):465–475
21.
Zurück zum Zitat Fant G (1970) Acoustic theory of speech production Fant G (1970) Acoustic theory of speech production
22.
Zurück zum Zitat Hessel NS, Vries N (2003) Diagnostic work-up of socially unacceptable snoring. II. Sleep endoscopy. Eur Arch Otorhinolaryngol 259:158–161CrossRef Hessel NS, Vries N (2003) Diagnostic work-up of socially unacceptable snoring. II. Sleep endoscopy. Eur Arch Otorhinolaryngol 259:158–161CrossRef
Metadaten
Titel
VOTE versus ACLTE: Vergleich zweier Schnarchgeräuschklassifikationen mit Methoden des maschinellen Lernens
verfasst von
Dipl.-Ing. C. Janott
M. Schmitt
C. Heiser
W. Hohenhorst
M. Herzog
M. Carrasco Llatas
W. Hemmert
B. Schuller
Publikationsdatum
12.06.2019
Verlag
Springer Medizin
Schlagwörter
Schnarchen
Schlafapnoe
Erschienen in
HNO / Ausgabe 9/2019
Print ISSN: 0017-6192
Elektronische ISSN: 1433-0458
DOI
https://doi.org/10.1007/s00106-019-0696-5

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