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Dites adieu aux galères avec LaTeX : parlez vos équations

Un outil de reconnaissance vocale transforme facilement les maths parlées en LaTeX.

Evangelia Gkritzali, Panagiotis Kaliosis, Sofia Galanaki, Elisavet Palogiannidi, Theodoros Giannakopoulos

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Dans le monde académique, y'a un outil spécial que les scientifiques et mathématiciens adorent pour bosser avec des équations complexes et des documents scientifiques : LaTeX. C’est un peu comme le couteau suisse pour eux, ça aide à faire des présentations bien rangées de leur travail. Mais attention, cet outil pratique a un petit hic : la syntaxe peut être bien galère. On dirait presque qu’il faut apprendre une langue étrangère, surtout pour ceux qui connaissent pas le code. Et pour couronner le tout, ça peut être encore plus difficile pour les personnes avec des handicap, qui galèrent souvent avec les méthodes de saisie standard.

C’est là qu’un nouveau projet entre en jeu pour résoudre ces soucis. Imagine pouvoir simplement dire une équation mathématique, et voilà ! Elle se transforme en format LaTeX sans que t’aies à taper un seul caractère. C’est exactement ce que ce projet cherche à faire.

Le Problème avec LaTeX

LaTeX, c'est super, mais ça peut faire peur. Y'a plein de règles et de codes à mémoriser, et c'est pas marrant pour les débutants. Pour les personnes malvoyantes, utiliser LaTeX peut être vraiment compliqué. Elles comptent sur les lecteurs d'écran pour naviguer, ce qui rend la lecture du code LaTeX assez déroutante. Pareil pour ceux qui ont des handicaps moteurs, qui peuvent avoir du mal à saisir les commandes avec précision, surtout quand il s'agit d'expressions mathématiques compliquées.

Du coup, quelques cerveaux brillants ont pensé qu'il était temps de simplifier les choses. Ils veulent créer un moyen pour les utilisateurs d’interagir avec LaTeX d'une manière plus naturelle. Plutôt que de taper, pourquoi ne pas juste parler ?

Une Solution Est Née

Voilà qu'arrivent des systèmes de Reconnaissance vocale spécialement conçus pour générer des équations LaTeX en grec. Ce développement super excitant permet aux utilisateurs de dicter verbalement leurs expressions mathématiques, et le système s’occupe de la partie compliquée – convertir les mots prononcés en code LaTeX bien formaté.

La création de ce système a nécessité un travail d'équipe, en utilisant la Reconnaissance Automatique de la Parole (ASR) et le Traitement du Langage Naturel (NLP). C’est un peu comme avoir un assistant super intelligent qui t’écoute et peut écrire des équations compliquées pendant que tu te détends.

Comment Ça Marche

Tu te demandes comment cette transformation magique se fait ? Eh bien, le système se compose de trois parties principales : un composant de reconnaissance vocale, un Mécanisme de récupération, et un modèle de génération de texte.

  1. Composant de Reconnaissance Vocale : C'est ici que les mots prononcés se transforment en texte. L'équipe a commencé avec un modèle vocal existant et l'a ajusté pour mieux performer avec de l'audio en grec. Ce processus d'affinage a impliqué de collecter plein d’échantillons de personnes parlant grec pour apprendre au modèle à reconnaître les sons.

  2. Mécanisme de Récupération : Une fois la parole transcrite en texte, le système cherche les correspondances les plus proches dans sa base de données d'équations mathématiques. Pense à un jeu de "chaud ou froid", où le système essaie d'identifier quelle équation stockée correspond à ton expression orale.

  3. Modèle de Génération de Texte : Enfin, le système utilise un grand modèle de langage (LLM) pour prendre le texte correspondant et le transformer en code LaTeX. C'est comme avoir un pote intelligent qui comprend non seulement le langage des maths, mais qui peut aussi l'écrire correctement.

La Magie des Datasets

Créer ce système intelligent a nécessité de rassembler pas mal d'infos. L'équipe a développé son propre dataset appelé Gr2Tex, rempli de paires d'équations prononcées et de leurs équivalents LaTeX. Les équations ont été choisies dans diverses sources, y compris des manuels et des plateformes éducatives. Pour rendre les choses encore plus intéressantes, des locuteurs natifs grecs ont aidé en lisant les équations à voix haute, garantissant la clarté et réduisant le bruit de fond.

Après avoir collecté toutes ces données, un peu de prétraitement a aidé à les rendre utilisables. L'audio a été nettoyé, et le texte a été standardisé. Ça a assuré que le système comprenne et transcrive précisément les équations prononcées en code LaTeX.

Mettre Tout Ensemble

Avec toutes les pièces en place, la prochaine étape a été de construire l'application web. Celle-ci a été conçue pour être conviviale et accessible, pour que tout le monde puisse l’utiliser facilement. L'interface inclut des boutons pour enregistrer ton expression mathématique, lire l’audio enregistré, télécharger le fichier audio, et convertir la voix en LaTeX.

Quand tu cliques sur le bouton magique de conversion, le système se met au travail, générant l’expression LaTeX correspondante, qui s’affiche pour que tu puisses voir. Fini de se battre avec la syntaxe compliquée ; il suffit de parler !

Tester le Système

Pour s’assurer que le système fonctionne bien, l'équipe a fait une série de tests. Ils ont évalué à quel point l'équation générée correspondait à la bonne, en utilisant quelque chose appelé la distance de Levenshtein. Pense à ça comme un score pour voir combien de changements sont nécessaires pour transformer un mot en un autre. C'est une façon de mesurer à quel point le système comprend ce que tu as dit.

Les résultats étaient prometteurs ! L'équipe a aussi comparé leur système de notation aux évaluations humaines, leur donnant plus confiance dans l’efficacité de leur méthode.

Résultats et Perspectives

Au cours de leurs expériences, ils ont découvert que le nombre d’exemples d’équations utilisés pour aiguiller le système avait un impact significatif sur la performance. Avoir trop peu d’exemples signifiait que le système peinait à comprendre, tandis que trop d’exemples n’entraînait pas toujours de meilleurs résultats. Ça ressemble à l’histoire de Boucle d’Or et des Trois Ours – pas trop peu, pas trop, juste ce qu'il faut !

Les instructions données au système ont aussi joué un grand rôle. Différentes formulations MENENT à différents résultats. Ça rappelle vraiment que les mots comptent – que tu parles à un humain ou à une machine.

Regarder vers l'Avenir

L'équipe est super enthousiaste pour la suite. Ils prévoient d'explorer des systèmes encore plus intelligents pour la reconnaissance vocale et de meilleurs modèles de langage capables de comprendre le grec. En plus, ils visent à affiner les techniques de récupération pour faire correspondre les équations, rendant l'expérience globale plus fluide et intuitive.

Conclusion

Dans un monde où les outils académiques peuvent parfois sembler inaccessibles, ce système de reconnaissance vocale offre une lumière au bout du tunnel. En permettant aux utilisateurs de simplement parler leurs expressions mathématiques, ça ouvre de nouvelles portes pour l'engagement dans la communauté académique, surtout pour les personnes avec des handicaps.

Alors, la prochaine fois que tu te retrouves noyé dans du code LaTeX, souviens-toi, ça pourrait être aussi simple que de parler ! Cette approche innovante améliore non seulement la communication mais favorise aussi l'inclusivité, s'assurant que tout le monde a une chance de partager ses idées mathématiques, sans compétences en codage requises.

Source originale

Titre: Greek2MathTex: A Greek Speech-to-Text Framework for LaTeX Equations Generation

Résumé: In the vast majority of the academic and scientific domains, LaTeX has established itself as the de facto standard for typesetting complex mathematical equations and formulae. However, LaTeX's complex syntax and code-like appearance present accessibility barriers for individuals with disabilities, as well as those unfamiliar with coding conventions. In this paper, we present a novel solution to this challenge through the development of a novel speech-to-LaTeX equations system specifically designed for the Greek language. We propose an end-to-end system that harnesses the power of Automatic Speech Recognition (ASR) and Natural Language Processing (NLP) techniques to enable users to verbally dictate mathematical expressions and equations in natural language, which are subsequently converted into LaTeX format. We present the architecture and design principles of our system, highlighting key components such as the ASR engine, the LLM-based prompt-driven equations generation mechanism, as well as the application of a custom evaluation metric employed throughout the development process. We have made our system open source and available at https://github.com/magcil/greek-speech-to-math.

Auteurs: Evangelia Gkritzali, Panagiotis Kaliosis, Sofia Galanaki, Elisavet Palogiannidi, Theodoros Giannakopoulos

Dernière mise à jour: Dec 11, 2024

Langue: English

Source URL: https://arxiv.org/abs/2412.12167

Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2412.12167

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

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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