İnsan yüzü üzerinden titreşim sinyallerinin frekans karakteristiklerinin incelenmesi

Abstract

Farklı kişilere ait dokuların, farklı karakteristikler taşıdığı yorumu yapılabilmesi amacıyla farklı araştırmalar yapılmıştır. Bu araştırmalar genellikle titreşim sinyalleri temel alınarak gerçekleştirilmiştir. Literatür taramasından elde edilen çalışmalarda genellikle konuşma esnasında ses tellerinde ortaya çıkan titreşim sinyalleri incelenmiştir. Ancak herhangi bir titreşim kaynağı uygulanarak kaydedilen titreşim sinyalleri üzerine bir çalışmaya rastlanmamıştır. Oysaki sabit bir frekansa sahip olan titreşim kaynağının doku yumuşaklıkları üzerinde oluşturduğu frekans karakteristiklerinin incelenmesi, gerek doku hakkında bilgi ve gerekse buna bağlı hastalıkların araştırılabilmesi için büyük önem arz etmektedir. Yapılan çalışmada, insan yüzü üzerinden alınan titreşim sinyallerinin frekans karakteristiklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda, çalışmanın ilk etabında titreşim sağlayan ve belirli noktalarda algılayabilen bir donanım tasarlanmıştır. Donanımın ilk kısmı titreşim sağlayan bir motor ve sürücü kısmından oluşmaktadır. Diğer bir kısmı ise, yüz bölgesinin belirli noktalarında titreşimlerin algılanmasını sağlayan MEMs yapıda ivmeölçer sensörleri ve sürücüleri içermektedir. Donanımın kontrolü ise, mikrodenetleyici tabanlı modül ile gerçekleştirilmektedir. Bilgisayarda oluşturulan arayüz ile mikrodenetleyici arasındaki haberleşme protokolü ile titreşim sinyallerinin kayıtları sağlanmıştır. Geliştirilen bu sistem ile klinik muayenelerinde sağlıklı olduğu belirlenen kişilerin yüz bölgelerinden alınan titreşim sinyalleri ile veri tabanı oluşturulmuştur. Veri tabanındaki titreşim sinyalleri, sinyal işleme metotları ile analiz edilmiş ve farklı kişilerin yüz bölgelerine ait frekans karakteristikleri oluşturulmuştur. Analiz aşamasında Hızlı Fourier Dönüşümü (HFD), medyan frekans, maksimum frekans ve Dalgacık Paket Dönüşümü yöntemlerinden faydalanılmıştır. Oluşturulan bu frekans karakteristikleri sayesinde, kişilerin yüz bölgesinin haritalanmasına yönelik bir metot ortaya konulmuştur. Bu haritalama sayesinde, ilgili yüz bölgelerine ilişkin yumuşaklık - sertlik yorumu yapılabilmiş ve yüz üzerinde belirlenen bölgelerinin frekans aralıkları belirlenmiştir. Belirlenen bu frekans aralıkları ve yüz üzerindeki yumuşak ve sert bölgelerin yorumlanması sayesinde, sinüs bölgelerindeki dokuların iletkenliği hakkında çıkarımlar elde edilmiştir. Sonuç olarak, yüz üzerindeki sert bölgelerde düşük frekanslı sinyallerin baskın olduğu, buna karşın yumuşak bölgelerde ise yüksek frekanslı sinyallerin baskın olduğu gözlemlenmiştir. Ayrıca yüz üzerindeki sert ve yumuşak noktalar tespit edilmiş ve bir insan yüzünün titreşim frekans aralıkları belirlenmiştir. Dalgacık dönüşümü analizlerinde ise dalgacık paket dönüşümü kullanılmış ve 4. seviyeye kadar analiz gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen DPD analizinde, 4. seviye 11. paket ve 12. paketlerdeki grafikleri incelendiğinde, elde edilen verilerin frekans aralığının 109,375 - 131,25 Hz olduğu sonucuna ulaşılmıştır.