A sticky HDP-HMM with application to speaker diarization

We consider the problem of speaker diarization, the problem of segmenting an audio recording of a meeting into temporal segments corresponding to individual speakers. The problem is rendered particularly difficult by the fact that we are not allowed to assume knowledge of the number of people participating in the meeting. To address this problem, we take a Bayesian nonparametric approach to speaker diarization that builds on the hierarchical Dirichlet process hidden Markov model (HDP-HMM) of Teh et al. [J. Amer. Statist. Assoc. 101 (2006) 1566--1581]. Although the basic HDP-HMM tends to over-segment the audio data---creating redundant states and rapidly switching among them---we describe an augmented HDP-HMM that provides effective control over the switching rate. We also show that this augmentation makes it possible to treat emission distributions nonparametrically. To scale the resulting architecture to realistic diarization problems, we develop a sampling algorithm that employs a truncated approximation of the Dirichlet process to jointly resample the full state sequence, greatly improving mixing rates. Working with a benchmark NIST data set, we show that our Bayesian nonparametric architecture yields state-of-the-art speaker diarization results.Comment: Published in at http://dx.doi.org/10.1214/10-AOAS395 the Annals of Applied Statistics (http://www.imstat.org/aoas/) by the Institute of Mathematical Statistics (http://www.imstat.org

Spot the conversation: speaker diarisation in the wild

The goal of this paper is speaker diarisation of videos collected 'in the wild'. We make three key contributions. First, we propose an automatic audio-visual diarisation method for YouTube videos. Our method consists of active speaker detection using audio-visual methods and speaker verification using self-enrolled speaker models. Second, we integrate our method into a semi-automatic dataset creation pipeline which significantly reduces the number of hours required to annotate videos with diarisation labels. Finally, we use this pipeline to create a large-scale diarisation dataset called VoxConverse, collected from 'in the wild' videos, which we will release publicly to the research community. Our dataset consists of overlapping speech, a large and diverse speaker pool, and challenging background conditions.Comment: The dataset will be available for download from http://www.robots.ox.ac.uk/~vgg/data/voxceleb/voxconverse.html . The development set will be released in July 2020, and the test set will be released in October 202

Deep learning backend for single and multisession i-vector speaker recognition

The lack of labeled background data makes a big performance gap between cosine and Probabilistic Linear Discriminant Analysis (PLDA) scoring baseline techniques for i-vectors in speaker recognition. Although there are some unsupervised clustering techniques to estimate the labels, they cannot accurately predict the true labels and they also assume that there are several samples from the same speaker in the background data that could not be true in reality. In this paper, the authors make use of Deep Learning (DL) to fill this performance gap given unlabeled background data. To this goal, the authors have proposed an impostor selection algorithm and a universal model adaptation process in a hybrid system based on deep belief networks and deep neural networks to discriminatively model each target speaker. In order to have more insight into the behavior of DL techniques in both single- and multisession speaker enrollment tasks, some experiments have been carried out in this paper in both scenarios. Experiments on National Institute of Standards and Technology 2014 i-vector challenge show that 46% of this performance gap, in terms of minimum of the decision cost function, is filled by the proposed DL-based system. Furthermore, the score combination of the proposed DL-based system and PLDA with estimated labels covers 79% of this gap.Peer ReviewedPostprint (published version

Processing and Linking Audio Events in Large Multimedia Archives: The EU inEvent Project

In the inEvent EU project [1], we aim at structuring, retrieving, and sharing large archives of networked, and dynamically changing, multimedia recordings, mainly consisting of meetings, videoconferences, and lectures. More specifically, we are developing an integrated system that performs audiovisual processing of multimedia recordings, and labels them in terms of interconnected “hyper-events ” (a notion inspired from hyper-texts). Each hyper-event is composed of simpler facets, including audio-video recordings and metadata, which are then easier to search, retrieve and share. In the present paper, we mainly cover the audio processing aspects of the system, including speech recognition, speaker diarization and linking (across recordings), the use of these features for hyper-event indexing and recommendation, and the search portal. We present initial results for feature extraction from lecture recordings using the TED talks. Index Terms: Networked multimedia events; audio processing: speech recognition; speaker diarization and linking; multimedia indexing and searching; hyper-events. 1

Métodos discriminativos para la optimización de modelos en la Verificación del Hablante

La creciente necesidad de sistemas de autenticación seguros ha motivado el interés de algoritmos efectivos de Verificación de Hablante (VH). Dicha necesidad de algoritmos de alto rendimiento, capaces de obtener tasas de error bajas, ha abierto varias ramas de investigación. En este trabajo proponemos investigar, desde un punto de vista discriminativo, un conjunto de metodologías para mejorar el desempeño del estado del arte de los sistemas de VH. En un primer enfoque investigamos la optimización de los hiper-parámetros para explícitamente considerar el compromiso entre los errores de falsa aceptación y falso rechazo. El objetivo de la optimización se puede lograr maximizando el área bajo la curva conocida como ROC (Receiver Operating Characteristic) por sus siglas en inglés. Creemos que esta optimización de los parámetros no debe de estar limitada solo a un punto de operación y una estrategia más robusta es optimizar los parámetros para incrementar el área bajo la curva, AUC (Area Under the Curve por sus siglas en inglés) de modo que todos los puntos sean maximizados. Estudiaremos cómo optimizar los parámetros utilizando la representación matemática del área bajo la curva ROC basada en la estadística de Wilcoxon Mann Whitney (WMW) y el cálculo adecuado empleando el algoritmo de descendente probabilístico generalizado. Además, analizamos el efecto y mejoras en métricas como la curva detection error tradeoff (DET), el error conocido como Equal Error Rate (EER) y el valor mínimo de la función de detección de costo, minimum value of the detection cost function (minDCF) todos ellos por sue siglas en inglés. En un segundo enfoque, investigamos la señal de voz como una combinación de atributos que contienen información del hablante, del canal y el ruido. Los sistemas de verificación convencionales entrenan modelos únicos genéricos para todos los casos, y manejan las variaciones de estos atributos ya sea usando análisis de factores o no considerando esas variaciones de manera explícita. Proponemos una nueva metodología para particionar el espacio de los datos de acuerdo a estas carcterísticas y entrenar modelos por separado para cada partición. Las particiones se pueden obtener de acuerdo a cada atributo. En esta investigación mostraremos como entrenar efectivamente los modelos de manera discriminativa para maximizar la separación entre ellos. Además, el diseño de algoritimos robustos a las condiciones de ruido juegan un papel clave que permite a los sistemas de VH operar en condiciones reales. Proponemos extender nuestras metodologías para mitigar los efectos del ruido en esas condiciones. Para nuestro primer enfoque, en una situación donde el ruido se encuentre presente, el punto de operación puede no ser solo un punto, o puede existir un corrimiento de forma impredecible. Mostraremos como nuestra metodología de maximización del área bajo la curva ROC es más robusta que la usada por clasificadores convencionales incluso cuando el ruido no está explícitamente considerado. Además, podemos encontrar ruido a diferentes relación señal a ruido (SNR) que puede degradar el desempeño del sistema. Así, es factible considerar una descomposición eficiente de las señales de voz que tome en cuenta los diferentes atributos como son SNR, el ruido y el tipo de canal. Consideramos que en lugar de abordar el problema con un modelo unificado, una descomposición en particiones del espacio de características basado en atributos especiales puede proporcionar mejores resultados. Esos atributos pueden representar diferentes canales y condiciones de ruido. Hemos analizado el potencial de estas metodologías que permiten mejorar el desempeño del estado del arte de los sistemas reduciendo el error, y por otra parte controlar los puntos de operación y mitigar los efectos del ruido