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# Ingegneria elettrica e scienze dei sistemi # Elaborazione dell'audio e del parlato

Affrontare le disfluenze nel parlato in inglese indiano

Nuovo dataset mira a migliorare la comprensione del balbettio negli assistenti vocali.

Priyanka Kommagouni, Vamshiraghusimha Narasinga, Purva Barche, Sai Akarsh C, Anil Vuppala

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Progressi nella ricerca Progressi nella ricerca sul balbuzie delle disfluenze nel parlato. Nuovo dataset migliora la comprensione
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Quando si parla, le cose non vanno mai perfette. Puoi titubare, ripetere una parola o fare una piccola pausa. Questi intoppi nel Discorso si chiamano Disfluenze. Alcune disfluenze sono normali, come quando dici "um" o "uh". Queste sono tipiche. Altre, specialmente quelle che si vedono in chi balbetta, possono essere più serie e segnalare un disturbo del linguaggio. Capire la differenza è importante, soprattutto per creare assistenti vocali migliori che possano aiutare chi balbetta.

L'importanza di differenziare le disfluenze

Gli assistenti vocali spesso fraintendono quando qualcuno finisce di parlare. Per chi balbetta, questo può portare a frustrazione e interruzioni in momenti imbarazzanti. È un po' come cercare di raccontare una barzelletta, ma qualcuno ti interrompe prima della punchline. Riconoscere la differenza tra disfluenze tipiche e atipiche può aiutare nella diagnosi precoce della balbuzie nei bambini, assicurandosi che ricevano l'aiuto giusto prima che le cose diventino complicate.

Presentazione di IIITH-TISA: Un nuovo dataset

Per affrontare il problema delle disfluenze nel parlato dell'inglese indiano, è stato creato un nuovo dataset chiamato IIITH-TISA. Pensa a questo come a un tesoro di campioni di parlato che include diversi tipi di inciampi nel linguaggio. È il primo del suo genere in India e cattura come le persone balbettano in inglese. Questo dataset è importante perché nella maggior parte delle ricerche ci si è concentrati sull'inglese britannico e americano, lasciando un vuoto per quanto riguarda i parlanti indiani.

Uno sguardo più vicino ai modelli di parlato

Studiano il parlato, i ricercatori hanno scoperto che le disfluenze tipiche si verificano in circa il 6% del parlato. Vuol dire che se dici 100 parole, 6 di esse potrebbero uscire come "um" o "tipo". Dall'altro lato, la balbuzie può essere tutto un altro discorso, colpendo circa 70 milioni di persone a livello globale. È essenziale riconoscere che non tutte le disfluenze sono uguali; derivano da cause diverse.

Sfide nella ricerca sulla balbuzie

La ricerca sulla balbuzie si è principalmente concentrata sul trovare modi per rilevare e correggere gli errori di linguaggio. Tuttavia, molte persone che balbettano trovano fastidioso quando gli assistenti vocali li interrompono troppo presto. Immagina di parlare, e un robot decide che hai finito prima che tu abbia terminato la tua frase. È davvero scortese! Alcuni ricercatori stanno cercando di adattare i sistemi per renderli più attenti, ma è un equilibrio complicato perché ciò che funziona per una persona potrebbe non funzionare per un'altra.

Rilevazione precoce della balbuzie nei bambini

È anche fondamentale cogliere le disfluenze precocemente nei bambini, poiché la balbuzie viene spesso confusa con normali intoppi dello sviluppo linguistico. I bambini già dai due anni possono iniziare a rendersi conto di avere una balbuzie, il che può renderli titubanti nel parlare. L'intervento precoce può fare una grande differenza, quindi individuare i modelli nel parlato è fondamentale.

Comprendere i tipi di disfluenza

I tipi di disfluenza includono eventi diversi come pause riempitive, prolungamenti e ripetizioni. Le ripetizioni tipiche sono comuni nel linguaggio quotidiano e di solito non segnalano un problema. Ma per chi balbetta, le ripetizioni possono essere legate a tensioni fisiche nelle loro voci. Studiare come queste variazioni si manifestano può aiutarci a creare strumenti migliori per tutti.

Costruire il dataset

Il dataset IIITH-TISA è stato costruito per includere vari tipi di disfluenze. Utilizzando registrazioni di persone che balbettano, i ricercatori hanno raccolto esempi diversi di parlato. Il team ha selezionato attentamente le registrazioni per assicurarsi che catturassero la vera natura della balbuzie, concentrandosi su un parlato naturale senza rumore di fondo. Hanno annotato ogni clip per indicare quando si verificava una disfluenza, accumulando una collezione di oltre 3.000 clip audio.

Cosa rende una buona caratteristica?

Nell'analisi del parlato, le "Caratteristiche" sono i tratti che osserviamo per aiutare a capire i modelli di linguaggio. I ricercatori hanno proposto di utilizzare qualcosa chiamato Coefficienti Cepstrali Finestrati Zero-Temporali Perceptivamente Potenziati (PE-ZTWCC) per la loro analisi. Sembra complicato, ma in parole semplici, aiuta a catturare meglio le sfumature del parlato, specialmente le differenze tra disfluenze tipiche e atipiche.

Come funziona la classificazione?

Per classificare le differenze nel parlato, è stata utilizzata una rete neurale superficiale (TDNN). Questo significa che il modello computerizzato ha analizzato brevi estratti audio per capire se qualcuno stava parlando in modo tipico o se stava balbettando. Questo è essenziale perché analizzare estratti più lunghi può complicare le cose, specialmente con un dataset più piccolo.

Il ruolo dei Cepstra Delta Spostati (SDC)

Per migliorare ulteriormente il modello, i ricercatori hanno aggiunto caratteristiche di Cepstra Delta Spostati (SDC), che aiutano a catturare i cambiamenti nel tempo nel parlato. Combinando queste caratteristiche con il PE-ZTWCC, hanno creato uno strumento potente per distinguere tra diversi tipi di disfluenze. È come aggiungere un turbo a un'auto; aiuta il modello ad accelerare la sua capacità di riconoscere schemi.

Analisi della raccolta del dataset

La creazione del dataset ha coinvolto il lavoro di squadra. Un gruppo di sei studenti ha seguito un training per imparare a identificare e categorizzare diversi tipi di disfluenze. Hanno prestato attenzione a dettagli come quanto durava una balbuzie e che tipo di balbuzie fosse. Questo sforzo collaborativo ha reso il dataset più accurato e utile per la ricerca.

Valutazione dei modelli

Per vedere quanto bene funzionasse il modello, i ricercatori hanno confrontato le loro nuove caratteristiche con le tecniche tradizionali di analisi del parlato. Hanno testato vari metodi per misurare quanto frequentemente il modello identificava correttamente disfluenze tipiche e atipiche. I risultati hanno chiaramente mostrato che le caratteristiche PE-ZTWCC hanno superato le altre, rendendole la scelta migliore per riconoscere i modelli di parlato.

Risultati della ricerca

Confrontando i tipi di disfluenze, i risultati hanno indicato che le ripetizioni erano più facilmente identificabili rispetto a pause riempitive o prolungamenti. È come riconoscere la risata di qualcuno in una stanza affollata: c'è qualcosa di distintivo che spicca. Questa scoperta aiuta i ricercatori a capire come meglio adattare i loro modelli per riconoscere diversi schemi di parlato.

Conclusione e direzioni future

Il dataset IIITH-TISA rappresenta un passo significativo avanti nella comprensione delle disfluenze nel parlato nel contesto indiano. Apre porte per future ricerche mirate a migliorare gli assistenti vocali e gli strumenti di terapia del linguaggio per chi balbetta. Migliorando la nostra comprensione dei modelli di parlato, possiamo creare tecnologie più inclusive che rispettino e accolgano diversi modi di comunicare.

Riconoscimenti

Un grande grazie va a tutti coloro che hanno condiviso le loro storie e esperienze. È un promemoria che ognuno ha una voce, e a volte, il modo migliore per supportarsi a vicenda è ascoltare—veramente ascoltare—prima di intervenire con soluzioni.

Fonte originale

Titolo: Typical vs. Atypical Disfluency Classification: Introducing the IIITH-TISA Corpus and Temporal Context-Based Feature Representations

Estratto: Speech disfluencies in spontaneous communication can be categorized as either typical or atypical. Typical disfluencies, such as hesitations and repetitions, are natural occurrences in everyday speech, while atypical disfluencies are indicative of pathological disorders like stuttering. Distinguishing between these categories is crucial for improving voice assistants (VAs) for Persons Who Stutter (PWS), who often face premature cutoffs due to misidentification of speech termination. Accurate classification also aids in detecting stuttering early in children, preventing misdiagnosis as language development disfluency. This research introduces the IIITH-TISA dataset, the first Indian English stammer corpus, capturing atypical disfluencies. Additionally, we extend the IIITH-IED dataset with detailed annotations for typical disfluencies. We propose Perceptually Enhanced Zero-Time Windowed Cepstral Coefficients (PE-ZTWCC) combined with Shifted Delta Cepstra (SDC) as input features to a shallow Time Delay Neural Network (TDNN) classifier, capturing both local and wider temporal contexts. Our method achieves an average F1 score of 85.01% for disfluency classification, outperforming traditional features.

Autori: Priyanka Kommagouni, Vamshiraghusimha Narasinga, Purva Barche, Sai Akarsh C, Anil Vuppala

Ultimo aggiornamento: 2024-11-26 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2411.17149

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2411.17149

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

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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