Presentiamo Prak: uno strumento per l'allineamento fonetico

Etichettare le registrazioni vocali è un compito importante nella ricerca Fonetica. Trovare i punti esatti in cui si verificano suoni diversi può richiedere molto tempo e impegno. Per rendere questo processo più semplice, abbiamo creato uno strumento chiamato Prak. Questo strumento è gratuito e aiuta ad allineare automaticamente i suoni nella lingua ceca con la loro forma scritta.

#La Necessità di uno Strumento

Attualmente ci sono alcune opzioni software per assistere in questo compito, ma molte funzionano solo per lingue ampiamente parlate e non sono gratuite. Alcuni di questi strumenti sono complicati da installare e non possono essere utilizzati senza determinate licenze. Le opzioni per lingue meno comuni come il ceco sono ancora più scarse. Gli strumenti esistenti nella ricerca fonetica ceca, come Prague Labeller e Kaldi, hanno limitazioni, soprattutto quando si tratta di set di dati audio più grandi o quando ci sono pause nel discorso.

C'è bisogno di uno strumento che sia facile da accedere e che possa aiutare ricercatori e studenti nel loro lavoro senza richiedere competenze di programmazione. Abbiamo progettato Prak tenendo presente queste esigenze.

#Come Funziona Prak

Prak prende un audio e una trascrizione scritta come input. L'idea è che, mentre i sistemi di riconoscimento vocale automatico (ASR) possono trascrivere audio, vogliamo mantenere quel compito separato. In questo modo, gli utenti possono abbinare qualsiasi sistema ASR potente con Prak senza dover cambiare il modo in cui quei sistemi funzionano.

La prima versione di Prak attualmente supporta solo la lingua ceca, che è stata il nostro principale obiettivo. Tuttavia, abbiamo progettato lo strumento per essere facilmente estendibile ad altre lingue in futuro.

#Dati per l'Allenamento

Per addestrare gli strumenti in modo efficace, abbiamo bisogno di dati audio di qualità. Anche se ci sono alcune buone risorse audio per il ceco, molte sono commerciali e non gratuite. La nostra scelta è stata di utilizzare il dataset CommonVoice. Anche se la quantità di audio in ceco è limitata, presenta diverse voci con una buona qualità di registrazione.

Abbiamo anche ricevuto aiuto da un istituto locale di fonetica, che ha fornito registrazioni etichettate. Abbiamo usato una piccola parte di questi dati per scopi di test, non per l'allenamento, in modo che il nostro strumento rimanga completamente indipendente.

#Software e Tecnologia Utilizzati

Abbiamo scelto di usare PyTorch per costruire il nostro modello acustico perché è uno strumento moderno e ampiamente utilizzato. L'approccio che abbiamo preso è stato di creare una struttura più semplice che fosse più facile da comprendere per gli studenti rispetto a sistemi più complessi come Kaldi.

Prak si integra facilmente con Praat, uno strumento ben noto nella fonetica. Gli utenti possono semplicemente cliccare un pulsante per allineare il testo con l'audio, rendendolo user-friendly.

#Caratteristiche di Pronuncia

In Prak, utilizziamo un sistema che cattura suoni diversi e le loro variazioni. Ci assicuriamo che l'output sia allineato con gli standard fonetici accettati, utilizzando formati facili da leggere. Internamente, abbiamo anche organizzato il modo in cui i suoni sono rappresentati in un modo che è semplice per i programmatori.

#Gestione dell'Input Testuale

Qualsiasi input testuale in Prak viene elaborato con attenzione per rimuovere problemi comuni che possono verificarsi con la codifica del testo, assicurando che funzioni senza problemi su diverse piattaforme. Permettiamo agli utenti di creare regole per qualsiasi parola straniera o eccezione, rendendo lo strumento adattabile a vari contesti.

#Logica di Assimilazione

Il ceco ha regole specifiche su come i suoni cambiano in base al loro contesto. Abbiamo incorporato un sistema per gestire questi cambiamenti utilizzando un concetto chiamato Trasduttore a Stato Finitario (FST). Questo consente a Prak di elaborare come i suoni possono influenzarsi a vicenda durante il discorso, aggiungendo un ulteriore livello di accuratezza al compito di Allineamento.

#Modello Acustico Telefonico

Mentre modelli sofisticati come i transformers sono popolari nel campo del trattamento del parlato, ci siamo concentrati su un approccio più semplice che si adatti al nostro compito specifico di allineamento telefonico. Questa scelta di design rende anche più facile per gli studenti apprendere i processi coinvolti.

Il nostro modello prende in input più frame audio per prevedere quali suoni si stanno verificando. Abbiamo utilizzato un metodo ben noto per addestrare il nostro modello, permettendogli di migliorare nel tempo sulla base dei dati audio forniti.

#Valutazione delle Prestazioni

Per valutare quanto bene funziona Prak, abbiamo confrontato i suoi risultati con quelli di altri strumenti come Prague Labeller. Questo tipo di valutazione è difficile perché ogni strumento ha modi diversi di riconoscere i suoni. Ci siamo concentrati sul conteggio di eventuali discrepanze e disallineamenti temporali nei confini telefonici.

I risultati hanno mostrato che Prak ha performato significativamente meglio degli strumenti esistenti quando si tratta di identificare accuratamente i confini dei suoni.

#Possibilità Future

Anche se siamo orgogliosi di ciò che abbiamo realizzato con Prak, vediamo margini di miglioramento. Ci sono opportunità di integrare tecniche più avanzate dai sistemi ASR attuali. Questo potrebbe portare a risultati ancora migliori in futuro.

Speriamo che Prak continui a servire come una risorsa preziosa per ricercatori e studenti, fornendo una base solida per futuri sviluppi nell'allineamento fonetico.

#Conclusione

In sintesi, Prak è uno strumento progettato per semplificare il processo di allineamento fonetico nella lingua ceca. È gratuito, facile da accedere e costruito per facilitare la ricerca e l'educazione nella fonetica. Concentrandoci sulla facilità d'uso e sull'affidabilità, puntiamo a far avanzare il campo e supportare le esigenze di chi studia lingua e parlato.