Audio Summarization with Audio Features and Probability Distribution Divergence

International audienceThe automatic summarization of multimedia sources is an important task that facilitates the understanding of an individual by condensing the source while maintaining relevant information. In this paper we focus on audio summarization based on audio features and the probability of distribution divergence. Our method, based on an extractive summarization approach, aims to select the most relevant segments until a time threshold is reached. It takes into account the segment's length, position and informativeness value. Informativeness of each segment is obtained by mapping a set of audio features issued from its Mel-frequency Cepstral Coefficients and their corresponding Jensen-Shannon divergence score. Results over a multi-evaluator scheme shows that our approach provides understandable and informative summaries

PersoNER: Persian named-entity recognition

© 1963-2018 ACL. Named-Entity Recognition (NER) is still a challenging task for languages with low digital resources. The main difficulties arise from the scarcity of annotated corpora and the consequent problematic training of an effective NER pipeline. To abridge this gap, in this paper we target the Persian language that is spoken by a population of over a hundred million people world-wide. We first present and provide ArmanPerosNERCorpus, the first manually-annotated Persian NER corpus. Then, we introduce PersoNER, an NER pipeline for Persian that leverages a word embedding and a sequential max-margin classifier. The experimental results show that the proposed approach is capable of achieving interesting MUC7 and CoNNL scores while outperforming two alternatives based on a CRF and a recurrent neural network

Multilingual simultaneous sentence end and punctuation prediction

This paper describes the model and its corresponding setup, proposed by the Unbabel & INESC-ID team for the 1st Shared Task on Sentence End and Punctuation Prediction in NLG Text (SEPP-NLG 2021). The shared task covers 4 languages (English, German, French and Italian) and includes two subtasks: Subtask 1 - detecting the end of a sentence, and subtask 2 - predicting a range of punctuation marks. Our team proposes a single multilingual and multitask model that is able to produce suitable results for all the languages and subtasks involved. The results show that it is possible to achieve state-of-the-art results using one single multilingual model for both tasks and multiple languages. Using a single multilingual model to solve the task for multiple languages is of particular importance, since training a different model for each language is a cumbersome and time-consuming process.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

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

Speech verification for computer assisted pronunciation training

Computer assisted pronunciation training (CAPT) is an approach that uses computer technology and computer-based resources in teaching and learning pronunciation. It is also part of computer assisted language learning (CALL) technology that has been widely applied to online learning platforms in the past years. This thesis deals with one of the central tasks in CAPT, i.e. speech veri- fication. The goal is to provide a framework that identifies pronunciation errors in speech data of second language (L2) learners and generates feedback with information and instruction for error correction. Furthermore, the framework is supposed to support the adaptation to new L1-L2 language pairs with minimal adjustment and modification. The central result is a novel approach to L2 speech verification, which combines both modern language technologies and linguistic expertise. For pronunciation verification, we select a set of L2 speech data, create alias phonemes from the errors annotated by linguists, then train an acoustic model with mixed L2 and gold standard data and perform HTK phoneme recognition to identify the error phonemes. For prosody verification, FD-PSOLA and Dynamic time warping are both applied to verify the differences in duration, pitch and stress. Feedback is generated for both verifications. Our feedback is presented to learners not only visually as with other existing CAPT systems, but also perceptually by synthesizing the learner’s own audio, e.g. for prosody verification, the gold standard prosody is transplanted onto the learner’s own voice. The framework is self-adaptable under semi-supervision, and requires only a certain amount of mixed gold standard and annotated L2 speech data for boot- strapping. Verified speech data is validated by linguists, annotated in case of wrong verification, and used in the next iteration of training. Mary Annotation Tool (MAT) is developed as an open-source component of MARYTTS for both annotating and validating. To deal with uncertain pauses and interruptions in L2 speech, the silence model in HTK is also adapted, and used in all components of the framework where forced alignment is required. Various evaluations are conducted that help us obtain insights into the applicability and potential of our CAPT system. The pronunciation verification shows high accuracy in both precision and recall, and encourages us to acquire more error-annotated L2 speech data to enhance the trained acoustic model. To test the effect of feedback, a progressive evaluation is carried out and it shows that our perceptual feedback helps learners realize their errors, which they could not otherwise observe from visual feedback and textual instructions. In order to im- prove the user interface, a questionnaire is also designed to collect the learners’ experiences and suggestions.Computer Assisted Pronunciation Training (CAPT) ist ein Ansatz, der mittels Computer und computergestützten Ressourcen das Erlernen der korrekten Aussprache im Fremdsprachenunterricht erleichtert. Dieser Ansatz ist ein Teil der Computer Assisted Language Learning (CALL) Technologie, die seit mehreren Jahren auf Online-Lernplattformen häufig zum Einsatz kommt. Diese Arbeit ist der Sprachverifikation gewidmet, einer der zentralen Aufgaben innerhalb des CAPT. Das Ziel ist, ein Framework zur Identifikation von Aussprachefehlern zu entwickeln fürMenschen, die eine Fremdsprache (L2-Sprache) erlernen. Dabei soll Feedback mit fehlerspezifischen Informationen und Anweisungen für eine richtige Aussprache erzeugt werden. Darüber hinaus soll das Rahmenwerk die Anpassung an neue Sprachenpaare (L1-L2) mit minimalen Adaptationen und Modifikationen unterstützen. Das zentrale Ergebnis ist ein neuartiger Ansatz für die L2-Sprachprüfung, der sowohl auf modernen Sprachtechnologien als auch auf corpuslinguistischen Ansätzen beruht. Für die Ausspracheüberprüfung erstellen wir Alias-Phoneme aus Fehlern, die von Linguisten annotiert wurden. Dann trainieren wir ein akustisches Modell mit gemischten L2- und Goldstandarddaten und führen eine HTK-Phonemerkennung3 aus, um die Fehlerphoneme zu identifizieren. Für die Prosodieüberprüfung werden sowohl FD-PSOLA4 und Dynamic Time Warping angewendet, um die Unterschiede in der Dauer, Tonhöhe und Betonung zwischen dem Gesprochenen und dem Goldstandard zu verifizieren. Feedbacks werden für beide Überprüfungen generiert und den Lernenden nicht nur visuell präsentiert, so wie in anderen vorhandenen CAPT-Systemen, sondern auch perzeptuell vorgestellt. So wird unter anderem für die Prosodieverifikation die Goldstandardprosodie auf die eigene Stimme des Lernenden übergetragen. Zur Anpassung des Frameworks an weitere L1-L2 Sprachdaten muss das System über Maschinelles Lernen trainiert werden. Da es sich um ein semi-überwachtes Lernverfahren handelt, sind nur eine gewisseMenge an gemischten Goldstandardund annotierten L2-Sprachdaten für das Bootstrapping erforderlich. Verifizierte Sprachdaten werden von Linguisten validiert, im Falle einer falschen Verifizierung nochmals annotiert, und bei der nächsten Iteration des Trainings verwendet. Für die Annotation und Validierung wurde das Mary Annotation Tool (MAT) als Open-Source-Komponente von MARYTTS entwickelt. Um mit unsicheren Pausen und Unterbrechungen in der L2-Sprache umzugehen, wurde auch das sogenannte Stillmodell in HTK angepasst und in allen Komponenten des Rahmenwerks verwendet, in denen Forced Alignment erforderlich ist. Unterschiedliche Evaluierungen wurden durchgeführt, um Erkenntnisse über die Anwendungspotenziale und die Beschränkungen des Systems zu gewinnen. Die Ausspracheüberprüfung zeigt eine hohe Genauigkeit sowohl bei der Präzision als auch beim Recall. Dadurch war es möglich weitere fehlerbehaftete L2-Sprachdaten zu verwenden, um somit das trainierte akustische Modell zu verbessern. Um die Wirkung des Feedbacks zu testen, wird eine progressive Auswertung durchgeführt. Das Ergebnis zeigt, dass perzeptive Feedbacks dabei helfen, dass die Lernenden sogar Fehler erkennen, die sie nicht aus visuellen Feedbacks und Textanweisungen beobachten können. Zudem wurden mittels Fragebogen die Erfahrungen und Anregungen der Benutzeroberfläche der Lernenden gesammelt, um das System künftig zu verbessern. 3 Hidden Markov Toolkit 4 Pitch Synchronous Overlap and Ad

End-to-End Simultaneous Speech Translation

Speech translation is the task of translating speech in one language to text or speech in another language, while simultaneous translation aims at lower translation latency by starting the translation before the speaker finishes a sentence. The combination of the two, simultaneous speech translation, can be applied in low latency scenarios such as live video caption translation and real-time interpretation. This thesis will focus on an end-to-end or direct approach for simultaneous speech translation. We first define the task of simultaneous speech translation, including the challenges of the task and its evaluation metrics. We then progressly introduce our contributions to tackle the challenges. First, we proposed a novel simultaneous translation policy, mono- tonic multihead attention, for transformer models on text-to-text translation. Second, we investigate the issues and potential solutions when adapting text-to-text simultaneous policies to end-to-end speech-to-text translation models. Third, we introduced the augmented memory transformer encoder for simultaneous speech-to-text translation models for better computation efficiency. Fourth, we explore a direct simultaneous speech translation with variational monotonic multihead attention policy, based on recent speech-to-unit models. At the end, we provide some directions for potential future research