Unsupervised video indexing on audiovisual characterization of persons

Cette thèse consiste à proposer une méthode de caractérisation non-supervisée des intervenants dans les documents audiovisuels, en exploitant des données liées à leur apparence physique et à leur voix. De manière générale, les méthodes d'identification automatique, que ce soit en vidéo ou en audio, nécessitent une quantité importante de connaissances a priori sur le contenu. Dans ce travail, le but est d'étudier les deux modes de façon corrélée et d'exploiter leur propriété respective de manière collaborative et robuste, afin de produire un résultat fiable aussi indépendant que possible de toute connaissance a priori. Plus particulièrement, nous avons étudié les caractéristiques du flux audio et nous avons proposé plusieurs méthodes pour la segmentation et le regroupement en locuteurs que nous avons évaluées dans le cadre d'une campagne d'évaluation. Ensuite, nous avons mené une étude approfondie sur les descripteurs visuels (visage, costume) qui nous ont servis à proposer de nouvelles approches pour la détection, le suivi et le regroupement des personnes. Enfin, le travail s'est focalisé sur la fusion des données audio et vidéo en proposant une approche basée sur le calcul d'une matrice de cooccurrence qui nous a permis d'établir une association entre l'index audio et l'index vidéo et d'effectuer leur correction. Nous pouvons ainsi produire un modèle audiovisuel dynamique des intervenants.This thesis consists to propose a method for an unsupervised characterization of persons within audiovisual documents, by exploring the data related for their physical appearance and their voice. From a general manner, the automatic recognition methods, either in video or audio, need a huge amount of a priori knowledge about their content. In this work, the goal is to study the two modes in a correlated way and to explore their properties in a collaborative and robust way, in order to produce a reliable result as independent as possible from any a priori knowledge. More particularly, we have studied the characteristics of the audio stream and we have proposed many methods for speaker segmentation and clustering and that we have evaluated in a french competition. Then, we have carried a deep study on visual descriptors (face, clothing) that helped us to propose novel approches for detecting, tracking, and clustering of people within the document. Finally, the work was focused on the audiovisual fusion by proposing a method based on computing the cooccurrence matrix that allowed us to establish an association between audio and video indexes, and to correct them. That will enable us to produce a dynamic audiovisual model for each speaker

Role Recognition in Broadcast News Using Social Network Analysis and Duration Distribution Modeling

This paper presents two approaches for speaker role recognition in multiparty audio recordings. The experiments are performed over a corpus of 96 radio bulletins corresponding to roughly 19 hours of material. Each recording involves, on average, eleven speakers playing one among six roles belonging to a predefined set. Both proposed approaches start by segmenting automatically the recordings into single speaker segments, but perform role recognition using different techniques. The first approach is based on Social Network Analysis, the second relies on the intervention duration distribution across different speakers. The two approaches are used separately and combined and the results show that around 85 percent of the recordings time can be labeled correctly in terms of role

Contributions for the automatic description of multimodal scenes

Tese de doutoramento. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 200

Accessing spoken interaction through dialogue processing [online]

Zusammenfassung Unser Leben, unsere Leistungen und unsere Umgebung, alles wird derzeit durch Schriftsprache dokumentiert. Die rasante Fortentwicklung der technischen Möglichkeiten Audio, Bilder und Video aufzunehmen, abzuspeichern und wiederzugeben kann genutzt werden um die schriftliche Dokumentation von menschlicher Kommunikation, zum Beispiel Meetings, zu unterstützen, zu ergänzen oder gar zu ersetzen. Diese neuen Technologien können uns in die Lage versetzen Information aufzunehmen, die anderweitig verloren gehen, die Kosten der Dokumentation zu senken und hochwertige Dokumente mit audiovisuellem Material anzureichern. Die Indizierung solcher Aufnahmen stellt die Kerntechnologie dar um dieses Potential auszuschöpfen. Diese Arbeit stellt effektive Alternativen zu schlüsselwortbasierten Indizes vor, die Suchraumeinschränkungen bewirken und teilweise mit einfachen Mitteln zu berechnen sind. Die Indizierung von Sprachdokumenten kann auf verschiedenen Ebenen erfolgen: Ein Dokument gehört stilistisch einer bestimmten Datenbasis an, welche durch sehr einfache Merkmale bei hoher Genauigkeit automatisch bestimmt werden kann. Durch diese Art von Klassifikation kann eine Reduktion des Suchraumes um einen Faktor der Größenordnung 4­10 erfolgen. Die Anwendung von thematischen Merkmalen zur Textklassifikation bei einer Nachrichtendatenbank resultiert in einer Reduktion um einen Faktor 18. Da Sprachdokumente sehr lang sein können müssen sie in thematische Segmente unterteilt werden. Ein neuer probabilistischer Ansatz sowie neue Merkmale (Sprecherinitia­ tive und Stil) liefern vergleichbare oder bessere Resultate als traditionelle schlüsselwortbasierte Ansätze. Diese thematische Segmente können durch die vorherrschende Aktivität charakterisiert werden (erzählen, diskutieren, planen, ...), die durch ein neuronales Netz detektiert werden kann. Die Detektionsraten sind allerdings begrenzt da auch Menschen diese Aktivitäten nur ungenau bestimmen. Eine maximale Reduktion des Suchraumes um den Faktor 6 ist bei den verwendeten Daten theoretisch möglich. Eine thematische Klassifikation dieser Segmente wurde ebenfalls auf einer Datenbasis durchgeführt, die Detektionsraten für diesen Index sind jedoch gering. Auf der Ebene der einzelnen Äußerungen können Dialogakte wie Aussagen, Fragen, Rückmeldungen (aha, ach ja, echt?, ...) usw. mit einem diskriminativ trainierten Hidden Markov Model erkannt werden. Dieses Verfahren kann um die Erkennung von kurzen Folgen wie Frage/Antwort­Spielen erweitert werden (Dialogspiele). Dialogakte und ­spiele können eingesetzt werden um Klassifikatoren für globale Sprechstile zu bauen. Ebenso könnte ein Benutzer sich an eine bestimmte Dialogaktsequenz erinnern und versuchen, diese in einer grafischen Repräsentation wiederzufinden. In einer Studie mit sehr pessimistischen Annahmen konnten Benutzer eines aus vier ähnlichen und gleichwahrscheinlichen Gesprächen mit einer Genauigkeit von ~ 43% durch eine graphische Repräsentation von Aktivität bestimmt. Dialogakte könnte in diesem Szenario ebenso nützlich sein, die Benutzerstudie konnte aufgrund der geringen Datenmenge darüber keinen endgültigen Aufschluß geben. Die Studie konnte allerdings für detailierte Basismerkmale wie Formalität und Sprecheridentität keinen Effekt zeigen. Abstract Written language is one of our primary means for documenting our lives, achievements, and environment. Our capabilities to record, store and retrieve audio, still pictures, and video are undergoing a revolution and may support, supplement or even replace written documentation. This technology enables us to record information that would otherwise be lost, lower the cost of documentation and enhance high­quality documents with original audiovisual material. The indexing of the audio material is the key technology to realize those benefits. This work presents effective alternatives to keyword based indices which restrict the search space and may in part be calculated with very limited resources. Indexing speech documents can be done at a various levels: Stylistically a document belongs to a certain database which can be determined automatically with high accuracy using very simple features. The resulting factor in search space reduction is in the order of 4­10 while topic classification yielded a factor of 18 in a news domain. Since documents can be very long they need to be segmented into topical regions. A new probabilistic segmentation framework as well as new features (speaker initiative and style) prove to be very effective compared to traditional keyword based methods. At the topical segment level activities (storytelling, discussing, planning, ...) can be detected using a machine learning approach with limited accuracy; however even human annotators do not annotate them very reliably. A maximum search space reduction factor of 6 is theoretically possible on the databases used. A topical classification of these regions has been attempted on one database, the detection accuracy for that index, however, was very low. At the utterance level dialogue acts such as statements, questions, backchannels (aha, yeah, ...), etc. are being recognized using a novel discriminatively trained HMM procedure. The procedure can be extended to recognize short sequences such as question/answer pairs, so called dialogue games. Dialog acts and games are useful for building classifiers for speaking style. Similarily a user may remember a certain dialog act sequence and may search for it in a graphical representation. In a study with very pessimistic assumptions users are able to pick one out of four similar and equiprobable meetings correctly with an accuracy ~ 43% using graphical activity information. Dialogue acts may be useful in this situation as well but the sample size did not allow to draw final conclusions. However the user study fails to show any effect for detailed basic features such as formality or speaker identity

Spoken content retrieval: A survey of techniques and technologies

Speech media, that is, digital audio and video containing spoken content, has blossomed in recent years. Large collections are accruing on the Internet as well as in private and enterprise settings. This growth has motivated extensive research on techniques and technologies that facilitate reliable indexing and retrieval. Spoken content retrieval (SCR) requires the combination of audio and speech processing technologies with methods from information retrieval (IR). SCR research initially investigated planned speech structured in document-like units, but has subsequently shifted focus to more informal spoken content produced spontaneously, outside of the studio and in conversational settings. This survey provides an overview of the field of SCR encompassing component technologies, the relationship of SCR to text IR and automatic speech recognition and user interaction issues. It is aimed at researchers with backgrounds in speech technology or IR who are seeking deeper insight on how these fields are integrated to support research and development, thus addressing the core challenges of SCR

An approach to provide dynamic, illustrative, video-based guidance within a goal-driven smart home

The global population is aging in a never-before seen way, introducing an increasing ageing-related cognitive ailments, such as dementia. This aging is coupled with a reduction in the global support ratio, reducing the availability of formal and informal support and therefore capacity to care for those suffering these aging related ailments. Assistive Smart Homes (SH) are a promising form of technology enabling assistance with activities of daily living, providing support of suffers of cognitive ailments and increasing their independence and quality of life. Traditional SH systems have deficiencies that have been partially addressed by through goal-driven SH systems. Goal-driven SHs incorporate flexible activity models, goals, which partially address some of these issues. Goals may be combined to provide assistance with dynamic and variable activities. This paradigm-shift, however, introduces the need to provide dynamic assistance within such SHs. This study presents a novel approach to achieve this through video based content analysis and a mechanism to facilitate matching analysed videos to dynamic activities/goals. The mechanism behind this approach is detailed and followed by the presentation of an evaluation where showing promising results were shown