Analysis of Unsupervised and Noise-Robust Speaker-Adaptive HMM-Based Speech Synthesis Systems toward a Unified ASR and TTS Framework

For the 2009 Blizzard Challenge we have built an unsupervised version of the HTS-2008 speaker-adaptive HMM-based speech synthesis system for English, and a noise robust version of the systems for Mandarin. They are designed from a multidisciplinary application point of view in that we attempt to integrate the components of the TTS system with other technologies such as ASR. All the average voice models are trained exclusively from recognized, publicly available, ASR databases. Multi-pass LVCSR and confidence scores calculated from confusion network are used for the unsupervised systems, and noisy data recorded in cars or public spaces is used for the noise robust system. We believe the developed systems form solid benchmarks and provide good connections to ASR fields. This paper describes the development of the systems and reports the results and analysis of their evaluation

Thousands of Voices for HMM-Based Speech Synthesis-Analysis and Application of TTS Systems Built on Various ASR Corpora

In conventional speech synthesis, large amounts of phonetically balanced speech data recorded in highly controlled recording studio environments are typically required to build a voice. Although using such data is a straightforward solution for high quality synthesis, the number of voices available will always be limited, because recording costs are high. On the other hand, our recent experiments with HMM-based speech synthesis systems have demonstrated that speaker-adaptive HMM-based speech synthesis (which uses an "average voice model" plus model adaptation) is robust to non-ideal speech data that are recorded under various conditions and with varying microphones, that are not perfectly clean, and/or that lack phonetic balance. This enables us to consider building high-quality voices on "non-TTS" corpora such as ASR corpora. Since ASR corpora generally include a large number of speakers, this leads to the possibility of producing an enormous number of voices automatically. In this paper, we demonstrate the thousands of voices for HMM-based speech synthesis that we have made from several popular ASR corpora such as the Wall Street Journal (WSJ0, WSJ1, and WSJCAM0), Resource Management, Globalphone, and SPEECON databases. We also present the results of associated analysis based on perceptual evaluation, and discuss remaining issues

Speech-to-speech translation to support medical interviews

Projeto de mestrado em Engenharia Informática, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2013Este relatório apresenta a criação de um sistema de tradução fala-para-fala. O sistema consiste na captação de voz na forma de sinal áudio que de seguida é interpretado, traduzido e sintetizado para voz. Tendo como entrada um enunciado numa linguagem de origem e como saída um enunciado numa linguagem destino. O sistema implementado tem como âmbito do seu funcionamento o domínio médico, tendo em vista apoiar o diálogo entre médico e utente em linguagens diferentes durante consultas médicas. No caso do presente trabalho, foram escolhidos o português e inglês, sendo possível a tradução fala-para-fala nos dois sentidos. A escolha destas duas línguas resulta sobretudo da disponibilidade de recursos para o desenvolvimento do sistema. Ao longo dos anos tem existido um esforço de pesquisa e desenvolvimento em tecnologia que permite quebrar as barreiras do multilinguismo. Uma dessas tecnologias, com resultados de qualidade crescentemente aceitável, são os sistemas de tradução fala-para-fala. Em geral, estes sistemas são compostos por três componentes: reconhecimento de fala, tradução automática e sintetização de voz. Neste projecto foram implementadas as três componentes. No entanto, uma vez que face às tecnologias disponíveis, a componente de tradução tem um maior impacto no desempenho final do sistema, a esta foi conferida uma maior atenção. Embora nós, como humanos, compreendamos facilmente a linguagem falada, isto é algo extremamente difícil e complexo de um ponto de vista computacional. O objectivo do reconhecimento de fala é abordar esta tarefa computacionalmente através da construção de sistemas que mapeiam um sinal acústico para uma sequência de caracteres. Os modelos actuais para reconhecimento de fala fazem uso de modelos estatísticos. Nestes, a fala é reconhecida através do uso de modelos de linguagem que possibilitam a estimativa das probabilidades para as palavras, independentemente do sinal de entrada, e de um modelo acústico onde as propriedades acústicas da fala estão contempladas. Os modelos actuais de tradução automática, assim como os de reconhecimento de fala, são na sua larga maioria estatísticos. Actualmente os modelos de tradução baseados em unidades frásicas de input são os que obtém os resultados com melhor qualidade. Esta abordagem consiste na tradução de pequenos segmentos de palavras, onde existe uma tradução lexical e um modelo de alinhamento. Os modelos estatísticos fazem uso de textos de duas línguas alinhados, tendo como princípio o facto de que através da frequência de cada segmento de palavras, em relação à outra linguagem, seja obtida uma distribuição probabilística. Deste modo torna-se possível calcular qual a palavra ou conjunto de palavras mais prováveis de ocorrer como tradução para determinado texto que se pretenda traduzir. A sintetização de voz consiste na geração de fala na forma de onda acústica tendo como ponto de partida uma palavra ou uma sequência de palavras. Envolve o processamento de linguagens naturais e processamento de sinal. O primeiro converte o texto numa representação fonética e o último converte essa representação em sinal acústico. Neste documento é apresentado o estado da arte das três áreas envolvidas. São também apresentados os sistemas de tradução fala-para-fala, fazendo ou não uso do domínio médico, e também os processos existentes para a avaliação de cada uma das componentes. Tendo em vista a implementação de um sistema com as diversas componentes, foi necessário efectuar um levantamento da tecnologia existente. O levantamento teve por objectivo a implementação de duas soluções aplicacionais. Uma aplicação disponível pela internet como página web e outra através de uma aplicação móvel, ambas permitindo o reconhecimento de fala, tradução automática e sintetização de voz em ambas as linguagens e direcções. Dois sistemas de reconhecimento de fala foram escolhidos, o Microsoft Speech Platform para a aplicação móvel e o reconhecimento de fala disponível pelo Google nos browsers Google Chrome. O primeiro a ser usado na aplicação móvel e o segundo na aplicação web. O sistema de tradução automática escolhido foi o Moses. Sendo um sistema de tradução estatístico que permite a criação de modelos de tradução diversos, como os modelos baseados em frase e os modelos baseados em fatores. O sistema de sintetização de voz escolhido foi o Microsoft Speech Platform. A aplicação móvel foi desenvolvida para a plataforma iOS da Apple tendo em vista o uso de um telemóvel iPhone. A integração dos componentes pelas diversas arquitecturas foi assegurada pela implementação de web services. O reconhecimento de fala na aplicação web foi desenvolvido recorrendo ao uso da W3C Speech Input API Specifications, onde a programação através de HTML permite a captação de áudio no Google Chrome. Para a implementação do sistema tradução fala-para-fala foi necessário a obtenção de corpora paralelos de forma a se poder treinar os modelos estatísticos, sendo este um dos factores cruciais para o bom desempenho dos componentes. Uma vez que o sistema tem como domínio de aplicação o diálogo médico, corpora neste domínio seria o mais vantajoso. No entanto, a inexistência de tais corpora para o par Inglês-Português levou à aquisição de corpora alternativos. Através de uma experiência exploratória foi abordado o tipo de implementação mais adequado da componente de reconhecimento de fala, tendo como foco o modelo de linguagem. Três experiências foram então conduzidas de forma a decidir entre a aplicação de um modelo de linguagem baseado em regras ou um modelo estatístico. Para implementar um modelo de linguagem baseado em regras foi necessário a criação de um corpus médico que reflectisse um diálogo entre médico e paciente. Para tal, com a ajuda de um médico, criei um diálogo de um caso hipotético de lesão num braço devido a um acidente de carro. Este diálogo teve como base para a sua estruturação a aplicação do processo de anamnesis. A anamnesis consiste numa metodologia médica que através de um conjunto de perguntas chave permite adquirir a informação necessária para a formulação de um diagnóstico médico e decisão sobre o tratamento necessário. O corpus médico foi também transformado num corpus de fala de forma a este ser avaliado ao longo das experiências. Numa primeira experiência foi criada uma gramática básica cuja implementação foi obtida recorrendo à Speech Recognition Grammar Specification de forma a ser usada como modelo de linguagem pela componente de reconhecimento de fala. A segunda experiência tinha como objectivo a criação de uma gramática mais complexa que a primeira. Para tal foi criada uma gramática livre de contexto. Após a criação da gramática livre de contexto esta foi convertida manualmente para uma gramática SRGS. Na terceira experiência foram criados dois modelo de linguagem estatísticos, o primeiro fazendo uso do mesmo corpus que o usado nas experiências anteriores e o segundo composto por 30.000 frases independentes. Obteve-se melhores resultados com o modelo de linguagem estatístico e este ficou como a escolha para a implementação do componente de reconhecimento de fala. No treino da componente de tradução automática foram usados dois modelos estatísticos, baseados em frases e em factores. Pretendeu-se comparar os resultados entre os dois modelos de forma a escolher o modelo mais vantajoso. Para fazer uso do modelo baseado em factores foi necessária a preparação de corpora. Com os corpora já adquiridos foi concretizada a sua anotação para ambas as linguagens. Recorrendo ao LX-Suite e ao CoreNLP, foram criados corpora anotados com lemmas e informação morfossintáctica, com a primeira ferramenta para o português e a última para o inglês. Uma vez que a componente de sintetização de voz permitia uma implementação célere, esta foi implementada recorrendo aos modelos já existentes para ambas as linguagens e disponibilizados pela ferramenta. Por fim, são apresentados os resultados obtidos e a sua avaliação. Tanto a avaliação do sistema de reconhecimento de fala como o de tradução automática demonstraram um desempenho muito competitivo, do nível do estado da arte. A componente de reconhecimento de fala, assim como a componente de tradução automática, obtiveram melhores resultados fazendo-se uso de modelos de linguagem estatístico.This report presents the development of a speech-to-speech translation system. The system consists in the capture of voice as an audio signal that is then interpreted, translated and synthesized to voice for a target language. The three main components of the system, speech recognition, machine translation and speech synthesis, make use of statistical models, such as hidden Markov models. Given the technology available, the machine translation component has a greater impact on the performance of the system, a greater attention has thus been given to it. The system assumes the support to medical interviews between doctor and patient in different languages as its applicational domain. Two application solutions were developed: an online service on a website and a mobile application. This report begins by presenting the general concepts of the relevant areas involved. It proceeds with an overview of the state of the art relating to each area as well as to the methods used for the evaluation of the different components. It provides also an overview of existing technology and the criteria for choosing the tools to be used in the development of the system. It explains the acquisition and creation of the corpora used, and the process of development and integration of the components: speech recognition, machine translation and text-to-speech. Finally, the evaluation results are presented, as well as the final conclusions

Proceedings of the Seventh Italian Conference on Computational Linguistics CLiC-it 2020

On behalf of the Program Committee, a very warm welcome to the Seventh Italian Conference on Computational Linguistics (CLiC-it 2020). This edition of the conference is held in Bologna and organised by the University of Bologna. The CLiC-it conference series is an initiative of the Italian Association for Computational Linguistics (AILC) which, after six years of activity, has clearly established itself as the premier national forum for research and development in the fields of Computational Linguistics and Natural Language Processing, where leading researchers and practitioners from academia and industry meet to share their research results, experiences, and challenges

Learning disentangled speech representations

A variety of informational factors are contained within the speech signal and a single short recording of speech reveals much more than the spoken words. The best method to extract and represent informational factors from the speech signal ultimately depends on which informational factors are desired and how they will be used. In addition, sometimes methods will capture more than one informational factor at the same time such as speaker identity, spoken content, and speaker prosody. The goal of this dissertation is to explore different ways to deconstruct the speech signal into abstract representations that can be learned and later reused in various speech technology tasks. This task of deconstructing, also known as disentanglement, is a form of distributed representation learning. As a general approach to disentanglement, there are some guiding principles that elaborate what a learned representation should contain as well as how it should function. In particular, learned representations should contain all of the requisite information in a more compact manner, be interpretable, remove nuisance factors of irrelevant information, be useful in downstream tasks, and independent of the task at hand. The learned representations should also be able to answer counter-factual questions. In some cases, learned speech representations can be re-assembled in different ways according to the requirements of downstream applications. For example, in a voice conversion task, the speech content is retained while the speaker identity is changed. And in a content-privacy task, some targeted content may be concealed without affecting how surrounding words sound. While there is no single-best method to disentangle all types of factors, some end-to-end approaches demonstrate a promising degree of generalization to diverse speech tasks. This thesis explores a variety of use-cases for disentangled representations including phone recognition, speaker diarization, linguistic code-switching, voice conversion, and content-based privacy masking. Speech representations can also be utilised for automatically assessing the quality and authenticity of speech, such as automatic MOS ratings or detecting deep fakes. The meaning of the term "disentanglement" is not well defined in previous work, and it has acquired several meanings depending on the domain (e.g. image vs. speech). Sometimes the term "disentanglement" is used interchangeably with the term "factorization". This thesis proposes that disentanglement of speech is distinct, and offers a viewpoint of disentanglement that can be considered both theoretically and practically

ミャンマー語テキストの形式手法による音節分割、正規化と辞書順排列

国立大学法人長岡技術科学大

Essential Speech and Language Technology for Dutch: Results by the STEVIN-programme

Computational Linguistics; Germanic Languages; Artificial Intelligence (incl. Robotics); Computing Methodologie