Unsupervised Speaker Change Detection for Broadcast News Segmentation

This paper presents a speaker change detection system for news broadcast segmentation based on a vector quantization (VQ) approach. The system does not make any assumption about the number of speakers or speaker identity. The system uses mel frequency cepstral coefficients and change detection is done using the VQ distortion measure and is evaluated against two other statistics, namely the symmetric Kullback-Leibler (KL2) distance and the so-called ‘divergence shape distance’. First level alarms are further tested using the VQ distortion. We find that the false alarm rate can be reduced without significant losses in the detection of correct changes. We furthermore evaluate the generalizability of the approach by testing the complete system on an independent set of broadcasts, including a channel not present in the training set. 1

Robust speaker diarization for meetings

Aquesta tesi doctoral mostra la recerca feta en l'àrea de la diarització de locutor per a sales de reunions. En la present s'estudien els algorismes i la implementació d'un sistema en diferit de segmentació i aglomerat de locutor per a grabacions de reunions a on normalment es té accés a més d'un micròfon per al processat. El bloc més important de recerca s'ha fet durant una estada al International Computer Science Institute (ICSI, Berkeley, Caligornia) per un període de dos anys.La diarització de locutor s'ha estudiat força per al domini de grabacions de ràdio i televisió. La majoria dels sistemes proposats utilitzen algun tipus d'aglomerat jeràrquic de les dades en grups acústics a on de bon principi no se sap el número de locutors òptim ni tampoc la seva identitat. Un mètode molt comunment utilitzat s'anomena "bottom-up clustering" (aglomerat de baix-a-dalt), amb el qual inicialment es defineixen molts grups acústics de dades que es van ajuntant de manera iterativa fins a obtenir el nombre òptim de grups tot i acomplint un criteri de parada. Tots aquests sistemes es basen en l'anàlisi d'un canal d'entrada individual, el qual no permet la seva aplicació directa per a reunions. A més a més, molts d'aquests algorisms necessiten entrenar models o afinar els parameters del sistema usant dades externes, el qual dificulta l'aplicabilitat d'aquests sistemes per a dades diferents de les usades per a l'adaptació.La implementació proposada en aquesta tesi es dirigeix a solventar els problemes mencionats anteriorment. Aquesta pren com a punt de partida el sistema existent al ICSI de diarització de locutor basat en l'aglomerat de "baix-a-dalt". Primer es processen els canals de grabació disponibles per a obtindre un sol canal d'audio de qualitat major, a més dínformació sobre la posició dels locutors existents. Aleshores s'implementa un sistema de detecció de veu/silenci que no requereix de cap entrenament previ, i processa els segments de veu resultant amb una versió millorada del sistema mono-canal de diarització de locutor. Aquest sistema ha estat modificat per a l'ús de l'informació de posició dels locutors (quan es tingui) i s'han adaptat i creat nous algorismes per a que el sistema obtingui tanta informació com sigui possible directament del senyal acustic, fent-lo menys depenent de les dades de desenvolupament. El sistema resultant és flexible i es pot usar en qualsevol tipus de sala de reunions pel que fa al nombre de micròfons o la seva posició. El sistema, a més, no requereix en absolute dades d´entrenament, sent més senzill adaptar-lo a diferents tipus de dades o dominis d'aplicació. Finalment, fa un pas endavant en l'ús de parametres que siguin mes robusts als canvis en les dades acústiques. Dos versions del sistema es van presentar amb resultats excel.lents a les evaluacions de RT05s i RT06s del NIST en transcripció rica per a reunions, a on aquests es van avaluar amb dades de dos subdominis diferents (conferencies i reunions). A més a més, es fan experiments utilitzant totes les dades disponibles de les evaluacions RT per a demostrar la viabilitat dels algorisms proposats en aquesta tasca.This thesis shows research performed into the topic of speaker diarization for meeting rooms. It looks into the algorithms and the implementation of an offline speaker segmentation and clustering system for a meeting recording where usually more than one microphone is available. The main research and system implementation has been done while visiting the International Computes Science Institute (ICSI, Berkeley, California) for a period of two years. Speaker diarization is a well studied topic on the domain of broadcast news recordings. Most of the proposed systems involve some sort of hierarchical clustering of the data into clusters, where the optimum number of speakers of their identities are unknown a priory. A very commonly used method is called bottom-up clustering, where multiple initial clusters are iteratively merged until the optimum number of clusters is reached, according to some stopping criterion. Such systems are based on a single channel input, not allowing a direct application for the meetings domain. Although some efforts have been done to adapt such systems to multichannel data, at the start of this thesis no effective implementation had been proposed. Furthermore, many of these speaker diarization algorithms involve some sort of models training or parameter tuning using external data, which impedes its usability with data different from what they have been adapted to.The implementation proposed in this thesis works towards solving the aforementioned problems. Taking the existing hierarchical bottom-up mono-channel speaker diarization system from ICSI, it first uses a flexible acoustic beamforming to extract speaker location information and obtain a single enhanced signal from all available microphones. It then implements a train-free speech/non-speech detection on such signal and processes the resulting speech segments with an improved version of the mono-channel speaker diarization system. Such system has been modified to use speaker location information (then available) and several algorithms have been adapted or created new to adapt the system behavior to each particular recording by obtaining information directly from the acoustics, making it less dependent on the development data.The resulting system is flexible to any meetings room layout regarding the number of microphones and their placement. It is train-free making it easy to adapt to different sorts of data and domains of application. Finally, it takes a step forward into the use of parameters that are more robust to changes in the acoustic data. Two versions of the system were submitted with excellent results in RT05s and RT06s NIST Rich Transcription evaluations for meetings, where data from two different subdomains (lectures and conferences) was evaluated. Also, experiments using the RT datasets from all meetings evaluations were used to test the different proposed algorithms proving their suitability to the task.Postprint (published version

Speaker Diarization

Práce se věnuje implementaci diarizace mluvčího. Popisuje jednotlivé komponenty diarizačního systému, který umí zodpovědět otázku "kdy kdo mluví". Mezi součásti takového systému patří postupně extrakce příznaků vstupních dat, detekce řeči/ticha, segmentace mluvčích, jejich následné shlukování a nakonec i techniky zaměřené na zlepšení finální segmentace. Práce pochopitelně uvádí i dosažené výsledky implementovaného systému na testovací sadě nahrávek včetně popisu způsobu hodnocení. Testovací nahrávky pochází z NIST RT evaluací z let 2005 - 2007 a nejnižší dosažená chybovost na této sadě je 18,52% DER. K porovnání výsledků systému na testovací sadě souborů je zde uvedena i úspěšnost Marijna Huijbregtse z Nizozemí, který v roce 2009 pracoval se stejnými nahrávkami a dosáhl chybovosti 12,91% DER.This work aims at a task of speaker diarization. The goal is to implement a system which is able to decide "who spoke when". Particular components of implementation are described. The main parts are feature extraction, voice activity detection, speaker segmentation and clustering and finally also postprocessing. This work also contains results of implemented system on test data including a description of evaluation. The test data comes from the NIST RT Evaluation 2005 - 2007 and the lowest error rate for this dataset is 18.52% DER. Results are compared with diarization system implemented by Marijn Huijbregts from The Netherlands, who worked on the same data in 2009 and reached 12.91% DER.

Utilising Tree-Based Ensemble Learning for Speaker Segmentation

Part 2: Learning-Ensemble LearningInternational audienceIn audio and speech processing, accurate detection of the changing points between multiple speakers in speech segments is an important stage for several applications such as speaker identification and tracking. Bayesian Information Criteria (BIC)-based approaches are the most traditionally used ones as they proved to be very effective for such task. The main criticism levelled against BIC-based approaches is the use of a penalty parameter in the BIC function. The use of this parameters consequently means that a fine tuning is required for each variation of the acoustic conditions. When tuned for a certain condition, the model becomes biased to the data used for training limiting the model’s generalisation ability.In this paper, we propose a BIC-based tuning-free approach for speaker segmentation through the use of ensemble-based learning. A forest of segmentation trees is constructed in which each tree is trained using a sampled version of the speech segment. During the tree construction process, a set of randomly selected points in the input sequence is examined as potential segmentation points. The point that yields the highest ΔBIC is chosen and the same process is repeated for the resultant left and right segments. The tree is constructed where each node corresponds to the highest ΔBIC with the associated point index. After building the forest and using all trees, the accumulated ΔBIC for each point is calculated and the positions of the local maximums are considered as speaker changing points. The proposed approach is tested on artificially created conversations from the TIMIT database. The approach proposed show very accurate results comparable to those achieved by the-state-of-the-art methods with a 9% (absolute) higher F1 compared with the standard ΔBIC with optimally tuned penalty parameter

Collaborative personal speaker identification: A generalized approach

n/

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 /