Simple Science

Ciencia de vanguardia explicada de forma sencilla

# Ingeniería Eléctrica y Ciencia de Sistemas# Sonido# Procesado de Audio y Voz

Mejorando la claridad en el habla electrolaríngea

Los investigadores desarrollan un nuevo marco para mejorar la claridad del habla para los usuarios de electrolaringe.

― 6 minilectura


Nuevo marco para laNuevo marco para laclaridad del hablaelectrolaringeo.comprensible para los usuarios deUn enfoque novedoso mejora el habla
Tabla de contenidos

La gente que tiene problemas para hablar por problemas con su caja de voz, conocida como la laringe, a menudo usa un dispositivo llamado electrolaringe. Este dispositivo les ayuda a producir sonido, pero el habla puede sonar robótica y poco natural. Esto hace que sea difícil para otros entenderlos, especialmente en idiomas como el japonés donde cambiar el tono es importante para el significado. Los investigadores están trabajando en una nueva forma de hacer que este tipo de habla suene más clara y natural.

Por qué importa hablar claro

Para aquellos que han perdido su voz natural, poder comunicarse claramente es crucial. Las dificultades para hablar pueden llevar a la frustración y malentendidos. El habla electrolaringea es un tipo de habla que usan las personas con esos problemas de voz. Sin embargo, a menudo carece de las cualidades naturales del habla típica, lo que dificulta la comprensión para los oyentes. Por lo tanto, mejorar cómo suena la habla electrolaringea es vital para una mejor comunicación.

El problema con los métodos actuales

Las técnicas actuales a menudo implican el uso de grandes conjuntos de datos de habla típica para entrenar modelos que ayudan a convertir el habla electrolaringea en habla típica. Pero hay problemas: el habla de la electrolaringe y el habla normal son muy diferentes. Esta diferencia puede hacer que el proceso de conversión no funcione tan bien. Además, los hablantes utilizados en el entrenamiento pueden no coincidir siempre con la persona que habla con una electrolaringe, lo que aumenta la confusión.

Como resultado, los investigadores han descubierto que, aunque algunos métodos pueden ayudar, todavía hay un límite en cuán bien pueden mejorar la inteligibilidad. El objetivo es crear un nuevo enfoque que pueda abordar estos desajustes mejor que los métodos anteriores.

Presentando un nuevo marco

Para enfrentar estos desafíos, los investigadores han creado un nuevo marco con tres partes principales: Reconocimiento, Alineación y síntesis. Cada una de estas partes desempeña un papel específico en mejorar cómo suena la habla electrolaringea.

Módulo de reconocimiento

La primera parte es el módulo de reconocimiento. Aquí es donde se analiza el habla para identificar características importantes del lenguaje sin que se vea afectado por si el habla es típica o proviene de una electrolaringe. Este módulo usa un tipo especial de modelo que ha sido entrenado con mucha habla típica. Está diseñado para reconocer y registrar los sonidos esenciales y los significados de los sonidos mientras ignora las diferencias causadas por la electrolaringe.

Haciendo esto, el modelo puede funcionar bien incluso cuando se entrena en ambos tipos de habla. Utiliza una técnica que le ayuda a aprender a distinguir entre tipos de habla sin perder de vista información importante.

Módulo de alineación

La segunda parte es el módulo de alineación. Esta sección se centra en ajustar el habla para que suene más como el habla típica. Dado que los hablantes electrolaringeos suelen hablar más despacio y pueden no pronunciar ciertos sonidos correctamente, este módulo necesita hacer ajustes para mejorar la Claridad.

Este módulo utiliza modelos avanzados que pueden gestionar los cambios necesarios, manteniendo también las características del lenguaje capturadas del módulo de reconocimiento. Al centrarse únicamente en las partes importantes del lenguaje, el módulo de alineación puede corregir cómo suena el habla y mejorar su claridad.

Módulo de síntesis

La última parte es el módulo de síntesis. Aquí es donde el habla refinada se transforma en audio que suena más natural. El objetivo es crear una voz que suene natural a partir de las características del lenguaje reconocidas y ajustadas.

Para esta parte, se utiliza un tipo especial de modelo que ha demostrado tener un gran éxito en generar voces que suenan naturales, incluso cuando solo hay algunas grabaciones de esa voz disponibles. Este modelo está entrenado en una amplia gama de estilos de habla típica, así que puede producir los resultados deseados con datos limitados.

Experimentando con el nuevo enfoque

Para probar cuán efectivo es este nuevo marco, los investigadores realizaron varios experimentos. Recogieron datos de hablantes que usaban una electrolaringe y compararon los resultados con hablantes típicos. El marco fue diseñado para mejorar la claridad del habla mientras preservaba la naturalidad.

Los investigadores encontraron mejoras significativas en cuán bien se podía entender el habla sintética. El nuevo método redujo errores en el reconocimiento de caracteres en un margen notable comparado con técnicas anteriores. Esto significa que a los oyentes les resultó más fácil entender lo que se decía.

Hallazgos clave

El uso de este nuevo marco ha llevado a varios hallazgos importantes:

  1. Mejor claridad del habla: El marco mejoró exitosamente la inteligibilidad del habla electrolaringea, haciéndola más accesible para los oyentes.

  2. Naturalidad: El sonido del habla sintetizada se calificó de manera más natural, lo que significa que se asemejaba más a una conversación típica.

  3. Robustez en el reconocimiento de características del lenguaje: Al enfocarse en características clave del lenguaje, el marco logró operar de manera efectiva a pesar de las diferencias entre el habla típica y la electrolaringea.

  4. Reducción de desajustes: Al abordar los desajustes en tipos de datos y características del hablante, el marco pudo funcionar más suavemente en los procesos de reconocimiento, alineación y síntesis.

Implicaciones de la investigación

Esta investigación tiene el potencial de beneficiar enormemente a las personas que dependen de dispositivos electrolaringeos para comunicarse. Al mejorar la inteligibilidad y naturalidad de su habla, se potencia su capacidad para participar en conversaciones y conectarse con otros.

Además, este trabajo contribuye al campo de la síntesis de voz, abriendo vías para una mayor exploración en la mejora de la comunicación para varios tipos de habla atípica.

Conclusión

Al desarrollar este nuevo marco para mejorar la habla electrolaringea, los investigadores han dado pasos importantes para hacer la comunicación más accesible para las personas con problemas en la caja de voz. El enfoque en reconocer características clave del lenguaje, ajustar la habla para mayor claridad y sintetizar audio que suene natural representa un enfoque integral para superar los desafíos que enfrentan los hablantes electrolaringeos. A medida que esta investigación avanza, se espera que se logren avances aún mayores para habilitar una comunicación más clara y efectiva para aquellos que más lo necesitan.

Fuente original

Título: Electrolaryngeal Speech Intelligibility Enhancement Through Robust Linguistic Encoders

Resumen: We propose a novel framework for electrolaryngeal speech intelligibility enhancement through the use of robust linguistic encoders. Pretraining and fine-tuning approaches have proven to work well in this task, but in most cases, various mismatches, such as the speech type mismatch (electrolaryngeal vs. typical) or a speaker mismatch between the datasets used in each stage, can deteriorate the conversion performance of this framework. To resolve this issue, we propose a linguistic encoder robust enough to project both EL and typical speech in the same latent space, while still being able to extract accurate linguistic information, creating a unified representation to reduce the speech type mismatch. Furthermore, we introduce HuBERT output features to the proposed framework for reducing the speaker mismatch, making it possible to effectively use a large-scale parallel dataset during pretraining. We show that compared to the conventional framework using mel-spectrogram input and output features, using the proposed framework enables the model to synthesize more intelligible and naturally sounding speech, as shown by a significant 16% improvement in character error rate and 0.83 improvement in naturalness score.

Autores: Lester Phillip Violeta, Wen-Chin Huang, Ding Ma, Ryuichi Yamamoto, Kazuhiro Kobayashi, Tomoki Toda

Última actualización: 2024-01-20 00:00:00

Idioma: English

Fuente URL: https://arxiv.org/abs/2309.09627

Fuente PDF: https://arxiv.org/pdf/2309.09627

Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.

Gracias a arxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.

Más de autores

Artículos similares