Processing of short auditory stimuli:The rapid audio sequential presentation paradigm (RASP)

Human listeners seem to be remarkably able to recognise acoustic sound sources based on timbre cues. Here we describe a psychophysical paradigm to estimate the time it takes to recognise a set of complex sounds differing only in timbre cues: both in terms of the minimum duration of the sounds and the inferred neural processing time. Listeners had to respond to the human voice while ignoring a set of distractors. All sounds were recorded from natural sources over the same pitch range and equalised to the same duration and power. In a first experiment, stimuli were gated in time with a raised-cosine window of variable duration and random onset time. A voice/non-voice (yes/no) task was used. Performance, as measured by d', remained above chance for the shortest sounds tested (2 ms); d's above 1 were observed for durations longer than or equal to 8 ms. Then, we constructed sequences of short sounds presented in rapid succession. Listeners were asked to report the presence of a single voice token that could occur at a random position within the sequence. This method is analogous to the "rapid sequential visual presentation" paradigm (RSVP), which has been used to evaluate neural processing time for images. For 500-ms sequences made of 32-ms and 16-ms sounds, d' remained above chance for presentation rates of up to 30 sounds per second. There was no effect of the pitch relation between successive sounds: identical for all sounds in the sequence or random for each sound. This implies that the task was not determined by streaming or forward masking, as both phenomena would predict better performance for the random pitch condition. Overall, the recognition of familiar sound categories such as the voice seems to be surprisingly fast, both in terms of the acoustic duration required and of the underlying neural time constants.

Using Audio-visual Presentation to Teach Global Mindedness in Social Work Education

Direct experience of social work in another country is making an increasingly important contribution to internationalising the social work academic curriculum together with the cultural competency of students. However at present this opportunity is still restricted to a limited number of students. The aim of this paper is to describe and reflect on the production of an audio-visual presentation as representing the experience of three students who participated in an exchange with a social work programme in Pune, India. It describes and assesses the rationale, production and use of video to capture student learning from the Belfast/Pune exchange. We also describe the use of the video in a classroom setting with a year group of 53 students from a younger cohort. This exercise aimed to stimulate students’ curiosity about international dimensions of social work and add to their awareness of poverty, social justice, cultural competence and community social work as global issues. Written classroom feedback informs our discussion of the technical as well as the pedagogical benefits and challenges of this approach. We conclude that some benefit of audio-visual presentation in helping students connect with diverse cultural contexts, but that a complementary discussion challenging stereotyped viewpoints and unconscious professional imperialism is also crucial.

The Use of Audio Podcasts to Enhance the Delivery of a Computer Networks Course

Experience obtained in the support of mobile learning using podcast audio is reported. The paper outlines design, storage and distribution via a web site. An initial evaluation of the uptake of the approach in a final year computing module was undertaken. Audio objects were tailored to meet different pedagogical needs resulting in a repository of persistent glossary terms and disposable audio lectures distributed by podcasting. An aim of our approach is to document the interest from the students, and evaluate the potential of mobile learning for supplementing revision

O regresso dos emigrantes portugueses e o desenvolvimento do turismo em Portugal

Atendendo ao protagonismo que o Turismo Residencial tem vindo a assumir, no âmbito académico e político, a análise conceptual dos termos Turismo, Turismo Residencial e “Segunda Residência” revelou-se crucial nesta tese para se avaliar o seu impacte no desenvolvimento “rural”. A sua relação com as migrações (internas e internacionais) permitiu identificar o potencial que o regresso e fixação dos emigrantes portugueses apresentam para impulsionar o desenvolvimento do turismo em Portugal. As implicações da ambiguidade conceptual associada com o termo “rural” manifestam-se igualmente na falta de consenso quanto à natureza específica do processo de desenvolvimento “rural” e na dificuldade de identificação de políticas mais adequadas aos problemas prioritários destes territórios. Neste âmbito, o índice de centralidade dos centros urbanos, baseado nas áreas de influência e na marginalidade funcional, permite identificar as áreas com menor capacidade de polarização, que são as áreas mais carenciadas. Reconhecendo que muitas delas albergam atrativos capazes de motivar a deslocação de pessoas, por motivos de recreio ou de lazer, o desenvolvimento sustentável do setor do turismo, sob certas condições, apresenta-se capaz de constituir-se como um motor da atividade económica em geral, ajudando à redução das assimetrias de desenvolvimento existentes, e uma oportunidade para melhorar a qualidade de vida das suas populações. Os resultados da aplicação de 5157 questionários aos emigrantes portugueses suportam esta argumentação, uma vez que são sobretudo os que possuem residência própria num concelho com menor índice de centralidade que mais podem contribuir para o desenvolvimento do turismo em Portugal.

Describing vocal performance of Portuguese cantadeiras of Alto Minho

Portugal has strong musical traditions, which have been perpetrated by decades through folkloristic activities. In folk groups from Alto Minho (north of Portugal), folk singing is mostly performed by cantadeiras, amateur female solo singers who learn this style orally. Their vocal characteristics are distinctive when compared with other regions of the country; however, deep understanding of these vocal practices is still missing. The present work aims at studying Alto Minho cantadeira’s vocal performance in a multidimensional perspective, envisioning social, cultural and physiological understanding of this musical style. Thus, qualitative and quantitative data analyses were carried out, to: (i) describe current performance practices, (ii) explore existent perceptions about most relevant voice features in this region, (iii) investigate physiological and acoustic properties of this style, and (iv) compare this style of singing with other non-classical singing styles of other countries. Dataset gathered involved: 78 groups whose members were telephone interviewed, 13 directors who were asked to fill in a questionnaire on performance practices, 1 cantadeira in a pilot study, 16 cantadeiras in preliminary voice recordings, 77 folk group members in listening tests, and 10 cantadeiras in multichannel recordings, including audio, ELG, air flow and intra-oral pressure signals. Data were analysed through thematic content analysis, descriptive and inferential statistics, hierarchical principal components, and multivariate linear regression models. Most representative voices have a high pitched and loud voice, with a bright timbre, predominance of chest register without excessive effort, and good text intelligibility with regional accent. High representativeness levels were obtained by few cantadeiras; these sing with high levels of subglottal pressure and vocal fold contact quotient, predominance of high spectrum energy and vocal loudness, corroborating indications of prevalence of pressed phonation. These vocal characteristics resemble belting in musical theatre and share similarities with country (USA) and ojikanje (Croatia) singing. Strategies that may contribute to the preservation of this type of singing and the vocal health of current cantadeiras are discussed, pointing at the direction of continuous education among folk groups, following practices that are already adopted elsewhere in Europe.

Modelos de resposta à interação entre fármacos anestésicos : análise de regressão e análise de Clusters

Os avanços tecnológicos e científicos, na área da saúde, têm vindo a aliar áreas como a Medicina e a Matemática, cabendo à ciência adequar de forma mais eficaz os meios de investigação, diagnóstico, monitorização e terapêutica. Os métodos desenvolvidos e os estudos apresentados nesta dissertação resultam da necessidade de encontrar respostas e soluções para os diferentes desafios identificados na área da anestesia. A índole destes problemas conduz, necessariamente, à aplicação, adaptação e conjugação de diferentes métodos e modelos das diversas áreas da matemática. A capacidade para induzir a anestesia em pacientes, de forma segura e confiável, conduz a uma enorme variedade de situações que devem ser levadas em conta, exigindo, por isso, intensivos estudos. Assim, métodos e modelos de previsão, que permitam uma melhor personalização da dosagem a administrar ao paciente e por monitorizar, o efeito induzido pela administração de cada fármaco, com sinais mais fiáveis, são fundamentais para a investigação e progresso neste campo. Neste contexto, com o objetivo de clarificar a utilização em estudos na área da anestesia de um ajustado tratamento estatístico, proponho-me abordar diferentes análises estatísticas para desenvolver um modelo de previsão sobre a resposta cerebral a dois fármacos durante sedação. Dados obtidos de voluntários serão utilizados para estudar a interação farmacodinâmica entre dois fármacos anestésicos. Numa primeira fase são explorados modelos de regressão lineares que permitam modelar o efeito dos fármacos no sinal cerebral BIS (índice bispectral do EEG – indicador da profundidade de anestesia); ou seja estimar o efeito que as concentrações de fármacos têm na depressão do eletroencefalograma (avaliada pelo BIS). Na segunda fase deste trabalho, pretende-se a identificação de diferentes interações com Análise de Clusters bem como a validação do respetivo modelo com Análise Discriminante, identificando grupos homogéneos na amostra obtida através das técnicas de agrupamento. O número de grupos existentes na amostra foi, numa fase exploratória, obtido pelas técnicas de agrupamento hierárquicas, e a caracterização dos grupos identificados foi obtida pelas técnicas de agrupamento k-means. A reprodutibilidade dos modelos de agrupamento obtidos foi testada através da análise discriminante. As principais conclusões apontam que o teste de significância da equação de Regressão Linear indicou que o modelo é altamente significativo. As variáveis propofol e remifentanil influenciam significativamente o BIS e o modelo melhora com a inclusão do remifentanil. Este trabalho demonstra ainda ser possível construir um modelo que permite agrupar as concentrações dos fármacos, com base no efeito no sinal cerebral BIS, com o apoio de técnicas de agrupamento e discriminantes. Os resultados desmontram claramente a interacção farmacodinâmica dos dois fármacos, quando analisamos o Cluster 1 e o Cluster 3. Para concentrações semelhantes de propofol o efeito no BIS é claramente diferente dependendo da grandeza da concentração de remifentanil. Em suma, o estudo demostra claramente, que quando o remifentanil é administrado com o propofol (um hipnótico) o efeito deste último é potenciado, levando o sinal BIS a valores bastante baixos.

Terminologia e b-learning; o regresso de Humpty Dumpry

Este estudo tem por objectivo reflectir sobre o papel da Terminologia na organização conceptual e linguística das áreas de especialidade. Defender-se-á que, pela sua natureza hermenêutica, organizadora, harmonizadora e heurística, esta área científica poderá reduzir a complexidade e a fragmentação lexical e conceptual que impera no domínio dos modelos de educação para o Ensino Superior, permitindo ajudar a clarificar a filiação ideológica das várias visões de ensino, levando deste modo a que o debate seja epistemologicamente transparente. Será focado o caso particular do Blended-Learning, enquanto exemplo de um sub-domínio ainda instável, do ponto de vista da sua organização ontológica e da sua materialização linguística e terminológica.

Relatório de estágio

I - As minhas expectativas eram elevadas pois este regresso à Escola Superior de Música de Lisboa permitia-me voltar a trabalhar com os professores que me formaram como músico e professor e com eles poder actualizar-me sobre vários temas ligados à pedagogia. Este aspecto é muito importante pois chego à conclusão que o tempo por vezes provoca-nos excesso de confiança que parece “cegar-nos” não nos deixando ver erros pedagógicos muitas vezes evitáveis. Quando ingressei neste estágio sentia-me confiante e seguro quanto às minhas capacidades como professor. O momento de viragem na minha perspectiva do estágio dá-se quando surgem as observações/gravações e respectivas análises e reflexões das aulas. Procurei trabalhar nessas aulas da forma mais natural possível pois o meu objectivo era observar o meu trabalho diário. A primeira observação das aulas permitiu-me anotar algumas coisas menos boas. Contudo, quando essa observação foi feita com o professor de didática os aspectos menos positivos ganharam uma enorme proporção: (1) falhas ao nível da instrução: demasiado longo, (2) feedback de pouca qualidade ou eficácia , (3) pouca percentagem de alunos que atingiam os objectivos., (4) ritmo de aula por vezes baixo devido a períodos longos de instrução ou devido a uma má gestão do espaço. Todos estes problemas eram mais visíveis quando as turmas eram maiores. Ao longo do estágio, e após a detecção destas falhas, fui procurando evitar estas práticas em todas as turmas onde leccionava. Senti que o ritmo de aula aumentou substancialmente não apenas à custa da energia do professor e de boas estratégias mas porque sobretudo se “falava menos e trabalhava-se mais”. Os erros dos alunos passaram a ser corrigos enquanto trabalhavam (feedback corretivo próximo do momento positivo ou negativo), o feedback positivo passou a ser mais destacado, a disposição da sala alterou-se de forma aos alunos estarem mais perto do professor, e este procurou ser menos “criativo” no momento de alterar o plano de aula devido a ideias momentâneas o que provocou mais tempo para cada estratégia e para que mais alunos fossem atingindo os objectivos. Apesar da evolução no sentido de proporcionar aos alunos aulas mais rentáveis e de ainda melhor qualidade, existe a consciência que alguns dos erros cometidos eram hábitos e como tal poderão levar algum tempo a ser corrigidos. Contudo, existe a consciência e a vontade em debelá-los da minha prática docente.

O Regresso a Casa

Assistimos, actualmente, a uma política de cuidados de saúde hospitalares orientada essencialmente para o tratamento da doença e reabilitação da Pessoa, em que se preconizam os internamentos hospitalares cada vez mais curtos e o regresso precoce a casa. O regresso a casa é uma realidade. Uma realidade que pressupõe: acessibilidade aos cuidados de saúde; avaliação das necessidades globais; organização e prática do trabalho interdisciplinar e em parceria; adequação ao tipo e grau das limitações; focalização na reabilitação e autonomia; respeito pelos direitos, dignidade e individualidade e o envolvimento da Pessoa e família. Deste modo, várias questões se levantam ao reflectirmos sobre esta problemática: Como podemos preparar o regresso de alguém a casa se não o enquadrarmos no seu processo de reabilitação e no seu contexto familiar, reconhecendo o seu lugar, as suas interacções e as suas potencialidades? Como podemos integrar e habilitar a família para a prestação de cuidados sem a conhecermos e sem identificarmos as suas necessidades? Como pode a família cuidar, se não for cuidada?

O regresso da homogeneidade no post Guerra Fria. Uma inversão da tendência histórica de progressiva heterogeneidade na natureza do sistema internacional?

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Ciência Política e Relações Internacionais (especialização em Relações Internacionais)

Non-negative matrix decomposition approaches to frequency domain analysis of music audio signals

On étudie l’application des algorithmes de décomposition matricielles tel que la Factorisation Matricielle Non-négative (FMN), aux représentations fréquentielles de signaux audio musicaux. Ces algorithmes, dirigés par une fonction d’erreur de reconstruction, apprennent un ensemble de fonctions de base et un ensemble de coef- ficients correspondants qui approximent le signal d’entrée. On compare l’utilisation de trois fonctions d’erreur de reconstruction quand la FMN est appliquée à des gammes monophoniques et harmonisées: moindre carré, divergence Kullback-Leibler, et une mesure de divergence dépendente de la phase, introduite récemment. Des nouvelles méthodes pour interpréter les décompositions résultantes sont présentées et sont comparées aux méthodes utilisées précédemment qui nécessitent des connaissances du domaine acoustique. Finalement, on analyse la capacité de généralisation des fonctions de bases apprises par rapport à trois paramètres musicaux: l’amplitude, la durée et le type d’instrument. Pour ce faire, on introduit deux algorithmes d’étiquetage des fonctions de bases qui performent mieux que l’approche précédente dans la majorité de nos tests, la tâche d’instrument avec audio monophonique étant la seule exception importante.

Modeling High-Dimensional Audio Sequences with Recurrent Neural Networks

Cette thèse étudie des modèles de séquences de haute dimension basés sur des réseaux de neurones récurrents (RNN) et leur application à la musique et à la parole. Bien qu'en principe les RNN puissent représenter les dépendances à long terme et la dynamique temporelle complexe propres aux séquences d'intérêt comme la vidéo, l'audio et la langue naturelle, ceux-ci n'ont pas été utilisés à leur plein potentiel depuis leur introduction par Rumelhart et al. (1986a) en raison de la difficulté de les entraîner efficacement par descente de gradient. Récemment, l'application fructueuse de l'optimisation Hessian-free et d'autres techniques d'entraînement avancées ont entraîné la recrudescence de leur utilisation dans plusieurs systèmes de l'état de l'art. Le travail de cette thèse prend part à ce développement. L'idée centrale consiste à exploiter la flexibilité des RNN pour apprendre une description probabiliste de séquences de symboles, c'est-à-dire une information de haut niveau associée aux signaux observés, qui en retour pourra servir d'à priori pour améliorer la précision de la recherche d'information. Par exemple, en modélisant l'évolution de groupes de notes dans la musique polyphonique, d'accords dans une progression harmonique, de phonèmes dans un énoncé oral ou encore de sources individuelles dans un mélange audio, nous pouvons améliorer significativement les méthodes de transcription polyphonique, de reconnaissance d'accords, de reconnaissance de la parole et de séparation de sources audio respectivement. L'application pratique de nos modèles à ces tâches est détaillée dans les quatre derniers articles présentés dans cette thèse. Dans le premier article, nous remplaçons la couche de sortie d'un RNN par des machines de Boltzmann restreintes conditionnelles pour décrire des distributions de sortie multimodales beaucoup plus riches. Dans le deuxième article, nous évaluons et proposons des méthodes avancées pour entraîner les RNN. Dans les quatre derniers articles, nous examinons différentes façons de combiner nos modèles symboliques à des réseaux profonds et à la factorisation matricielle non-négative, notamment par des produits d'experts, des architectures entrée/sortie et des cadres génératifs généralisant les modèles de Markov cachés. Nous proposons et analysons également des méthodes d'inférence efficaces pour ces modèles, telles la recherche vorace chronologique, la recherche en faisceau à haute dimension, la recherche en faisceau élagué et la descente de gradient. Finalement, nous abordons les questions de l'étiquette biaisée, du maître imposant, du lissage temporel, de la régularisation et du pré-entraînement.

Permutation entropy based real-time chatter detection using audio signal in turning process

Machine tool chatter is an unfavorable phenomenon during metal cutting, which results in heavy vibration of cutting tool. With increase in depth of cut, the cutting regime changes from chatter-free cutting to one with chatter. In this paper, we propose the use of permutation entropy (PE), a conceptually simple and computationally fast measurement to detect the onset of chatter from the time series using sound signal recorded with a unidirectional microphone. PE can efficiently distinguish the regular and complex nature of any signal and extract information about the dynamics of the process by indicating sudden change in its value. Under situations where the data sets are huge and there is no time for preprocessing and fine-tuning, PE can effectively detect dynamical changes of the system. This makes PE an ideal choice for online detection of chatter, which is not possible with other conventional nonlinear methods. In the present study, the variation of PE under two cutting conditions is analyzed. Abrupt variation in the value of PE with increase in depth of cut indicates the onset of chatter vibrations. The results are verified using frequency spectra of the signals and the nonlinear measure, normalized coarse-grained information rate (NCIR).

A Prototype for a Multimodal Biometric Security system based on Face and Audio Signatures

Any automatically measurable, robust and distinctive physical characteristic or personal trait that can be used to identify an individual or verify the claimed identity of an individual, referred to as biometrics, has gained significant interest in the wake of heightened concerns about security and rapid advancements in networking, communication and mobility. Multimodal biometrics is expected to be ultra-secure and reliable, due to the presence of multiple and independent—verification clues. In this study, a multimodal biometric system utilising audio and facial signatures has been implemented and error analysis has been carried out. A total of one thousand face images and 250 sound tracks of 50 users are used for training the proposed system. To account for the attempts of the unregistered signatures data of 25 new users are tested. The short term spectral features were extracted from the sound data and Vector Quantization was done using K-means algorithm. Face images are identified based on Eigen face approach using Principal Component Analysis. The success rate of multimodal system using speech and face is higher when compared to individual unimodal recognition systems

Departament de Psicologia [Ressenya del llibre Adolescents and audio-visual media in five countries, de Ferran Casas, Irene Rizzini, Rose September, Per Egil Mjaavatn i Usha Nayar (coord.)]

Aquest llibre és el producte d'anys de cooperació entre equips de recerca de cinc països diferents, tot ells Key Institutions de la xarxa Childwatch International, en el marc d'un projecte plurinacional sobre adolescents i mitjans