Advances in Subspace-based Solutions for Diarization in the Broadcast Domain

La motivación de esta tesis es la necesidad de soluciones robustas al problema de diarización. Estas técnicas de diarización deben proporcionar valor añadido a la creciente cantidad disponible de datos multimedia mediante la precisa discriminación de los locutores presentes en la señal de audio. Desafortunadamente, hasta tiempos recientes este tipo de tecnologías solamente era viable en condiciones restringidas, quedando por tanto lejos de una solución general. Las razones detrás de las limitadas prestaciones de los sistemas de diarización son múltiples. La primera causa a tener en cuenta es la alta complejidad de la producción de la voz humana, en particular acerca de los procesos fisiológicos necesarios para incluir las características discriminativas de locutor en la señal de voz. Esta complejidad hace del proceso inverso, la estimación de dichas características a partir del audio, una tarea ineficiente por medio de las técnicas actuales del estado del arte. Consecuentemente, en su lugar deberán tenerse en cuenta aproximaciones. Los esfuerzos en la tarea de modelado han proporcionado modelos cada vez más elaborados, aunque no buscando la explicación última de naturaleza fisiológica de la señal de voz. En su lugar estos modelos aprenden relaciones entre la señales acústicas a partir de un gran conjunto de datos de entrenamiento. El desarrollo de modelos aproximados genera a su vez una segunda razón, la variabilidad de dominio. Debido al uso de relaciones aprendidas a partir de un conjunto de entrenamiento concreto, cualquier cambio de dominio que modifique las condiciones acústicas con respecto a los datos de entrenamiento condiciona las relaciones asumidas, pudiendo causar fallos consistentes en los sistemas.Nuestra contribución a las tecnologías de diarización se ha centrado en el entorno de radiodifusión. Este dominio es actualmente un entorno todavía complejo para los sistemas de diarización donde ninguna simplificación de la tarea puede ser tenida en cuenta. Por tanto, se deberá desarrollar un modelado eficiente del audio para extraer la información de locutor y como inferir el etiquetado correspondiente. Además, la presencia de múltiples condiciones acústicas debido a la existencia de diferentes programas y/o géneros en el domino requiere el desarrollo de técnicas capaces de adaptar el conocimiento adquirido en un determinado escenario donde la información está disponible a aquellos entornos donde dicha información es limitada o sencillamente no disponible.Para este propósito el trabajo desarrollado a lo largo de la tesis se ha centrado en tres subtareas: caracterización de locutor, agrupamiento y adaptación de modelos. La primera subtarea busca el modelado de un fragmento de audio para obtener representaciones precisas de los locutores involucrados, poniendo de manifiesto sus propiedades discriminativas. En este área se ha llevado a cabo un estudio acerca de las actuales estrategias de modelado, especialmente atendiendo a las limitaciones de las representaciones extraídas y poniendo de manifiesto el tipo de errores que pueden generar. Además, se han propuesto alternativas basadas en redes neuronales haciendo uso del conocimiento adquirido. La segunda tarea es el agrupamiento, encargado de desarrollar estrategias que busquen el etiquetado óptimo de los locutores. La investigación desarrollada durante esta tesis ha propuesto nuevas estrategias para estimar el mejor reparto de locutores basadas en técnicas de subespacios, especialmente PLDA. Finalmente, la tarea de adaptación de modelos busca transferir el conocimiento obtenido de un conjunto de entrenamiento a dominios alternativos donde no hay datos para extraerlo. Para este propósito los esfuerzos se han centrado en la extracción no supervisada de información de locutor del propio audio a diarizar, sinedo posteriormente usada en la adaptación de los modelos involucrados.<br /

Latent Class Model with Application to Speaker Diarization

In this paper, we apply a latent class model (LCM) to the task of speaker diarization. LCM is similar to Patrick Kenny's variational Bayes (VB) method in that it uses soft information and avoids premature hard decisions in its iterations. In contrast to the VB method, which is based on a generative model, LCM provides a framework allowing both generative and discriminative models. The discriminative property is realized through the use of i-vector (Ivec), probabilistic linear discriminative analysis (PLDA), and a support vector machine (SVM) in this work. Systems denoted as LCM-Ivec-PLDA, LCM-Ivec-SVM, and LCM-Ivec-Hybrid are introduced. In addition, three further improvements are applied to enhance its performance. 1) Adding neighbor windows to extract more speaker information for each short segment. 2) Using a hidden Markov model to avoid frequent speaker change points. 3) Using an agglomerative hierarchical cluster to do initialization and present hard and soft priors, in order to overcome the problem of initial sensitivity. Experiments on the National Institute of Standards and Technology Rich Transcription 2009 speaker diarization database, under the condition of a single distant microphone, show that the diarization error rate (DER) of the proposed methods has substantial relative improvements compared with mainstream systems. Compared to the VB method, the relative improvements of LCM-Ivec-PLDA, LCM-Ivec-SVM, and LCM-Ivec-Hybrid systems are 23.5%, 27.1%, and 43.0%, respectively. Experiments on our collected database, CALLHOME97, CALLHOME00 and SRE08 short2-summed trial conditions also show that the proposed LCM-Ivec-Hybrid system has the best overall performance

ベイズ的手法に基づく音声認識

制度:新 ; 文部省報告番号:乙2019号 ; 学位の種類:博士(工学) ; 授与年月日:2006/2/24 ; 早大学位記番号:新418

Probabilistic Modeling Paradigms for Audio Source Separation

This is the author's final version of the article, first published as E. Vincent, M. G. Jafari, S. A. Abdallah, M. D. Plumbley, M. E. Davies. Probabilistic Modeling Paradigms for Audio Source Separation. In W. Wang (Ed), Machine Audition: Principles, Algorithms and Systems. Chapter 7, pp. 162-185. IGI Global, 2011. ISBN 978-1-61520-919-4. DOI: 10.4018/978-1-61520-919-4.ch007file: VincentJafariAbdallahPD11-probabilistic.pdf:v\VincentJafariAbdallahPD11-probabilistic.pdf:PDF owner: markp timestamp: 2011.02.04file: VincentJafariAbdallahPD11-probabilistic.pdf:v\VincentJafariAbdallahPD11-probabilistic.pdf:PDF owner: markp timestamp: 2011.02.04Most sound scenes result from the superposition of several sources, which can be separately perceived and analyzed by human listeners. Source separation aims to provide machine listeners with similar skills by extracting the sounds of individual sources from a given scene. Existing separation systems operate either by emulating the human auditory system or by inferring the parameters of probabilistic sound models. In this chapter, the authors focus on the latter approach and provide a joint overview of established and recent models, including independent component analysis, local time-frequency models and spectral template-based models. They show that most models are instances of one of the following two general paradigms: linear modeling or variance modeling. They compare the merits of either paradigm and report objective performance figures. They also,conclude by discussing promising combinations of probabilistic priors and inference algorithms that could form the basis of future state-of-the-art systems

Unsupervised methods for speaker diarization

Thesis (S.M.)--Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Electrical Engineering and Computer Science, 2011.Cataloged from PDF version of thesis.Includes bibliographical references (p. 93-95).Given a stream of unlabeled audio data, speaker diarization is the process of determining "who spoke when." We propose a novel approach to solving this problem by taking advantage of the effectiveness of factor analysis as a front-end for extracting speaker-specific features and exploiting the inherent variabilities in the data through the use of unsupervised methods. Upon initial evaluation, our system achieves state-of-the art results of 0.9% Diarization Error Rate in the diarization of two-speaker telephone conversations. The approach is then generalized to the problem of K-speaker diarization, for which we take measures to address issues of data sparsity and experiment with the use of the von Mises-Fisher distribution for clustering on a unit hypersphere. Our extended system performs competitively on the diarization of conversations involving two or more speakers. Finally, we present promising initial results obtained from applying variational inference on our front-end speaker representation to estimate the unknown number of speakers in a given utterance.by Stephen Shum.S.M