Um Novo Sistema para Geração de Fala e Gestos em Tempo Real
Esse framework melhora as animações em tempo real ao sincronizar fala e gestos de forma suave.
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Índice
- O Problema com os Métodos Atuais
- Apresentando uma Nova Estrutura
- Como o Sistema Funciona
- Principais Características da Estrutura
- Abordando Velocidade e Eficiência
- Melhorias Arquitetônicas
- Explorando os Dados Usados
- Avaliação de Desempenho
- Estudos com Usuários
- Comparação com Métodos Tradicionais
- Destaques dos Resultados
- Direções Futuras
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Gerar fala e gestos a partir de texto é importante pra fazer avatares que conversam em jogos e eventos virtuais. Os métodos tradicionais usam sistemas separados: um pra transformar texto em fala e outro pra transformar fala em gestos. Isso muitas vezes leva a um descompasso no timing e pode ser lento. Um novo sistema promete resolver isso criando fala e gestos ao mesmo tempo, de forma rápida e precisa.
O Problema com os Métodos Atuais
As abordagens atuais que geram fala e gestos separadamente não funcionam bem juntas. O sistema de geração de fala cria áudio, mas depende de aproximações pro timing dos gestos, e o sistema de geração de gestos tenta fazer gestos com base nesse áudio. Isso resulta em uma má sincronização e desperdício de poder de processamento. Como consequência, os usuários veem um desempenho mais lento e animações menos realistas.
Apresentando uma Nova Estrutura
O novo sistema proposto aqui busca unir esses processos em um só. Ele utiliza as mesmas características subjacentes da criação da fala pra informar a criação dos gestos. Fazendo isso, pode agilizar o processo e criar animações e sons de melhor qualidade sem etapas desnecessárias. Importante, esse sistema consegue gerar fala e gestos quase que instantaneamente, o que é crucial pra aplicações em tempo real.
Como o Sistema Funciona
A estrutura funciona reutilizando características específicas que representam o ritmo da fala, como pitch e volume. Essas características ajudam a garantir que os gestos feitos coincidam com a fala, tanto no timing quanto na expressão. Em vez de criar componentes separados que podem não se alinhar, esse sistema integra tudo em um único fluxo.
Principais Características da Estrutura
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Geração Concomitante: A estrutura produz fala e gestos ao mesmo tempo, reduzindo o lag e melhorando o alinhamento.
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Uso de Características Compartilhadas: Ela reutiliza características obtidas durante a geração da fala pra informar a construção dos gestos, aumentando o realismo dos gestos.
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Design Eficiente: O sistema foi projetado pra ser leve e rápido, o que é importante pra aplicações que precisam de respostas rápidas.
Abordando Velocidade e Eficiência
Um problema significativo dos métodos anteriores era a lentidão. Gerar apenas alguns segundos de fala e gestos levava muito tempo e não era adequado pras necessidades em tempo real. O novo sistema resolve isso simplificando sua arquitetura. Ele usa menos camadas de processamento, o que acelera muito o tempo de geração.
Melhorias Arquitetônicas
No novo sistema, a complexidade da rede foi reduzida. Tornando a rede mais rasa e eliminando conexões desnecessárias, a estrutura pode funcionar rapidamente enquanto ainda entrega resultados eficazes. Essa mudança significa que o que antes levava vários segundos agora pode ser completado em menos de um segundo, tornando-o mais adequado para interações ao vivo.
Explorando os Dados Usados
Pra testar essa estrutura, foi escolhida uma base de dados específica que inclui fala gravada e gestos correspondentes. Essa base apresenta conversas sobre vários tópicos familiares, permitindo que a estrutura aprenda com interações realistas. Usando uma base de dados tão abrangente, o sistema pode entender melhor os movimentos e padrões de fala semelhantes aos humanos.
Avaliação de Desempenho
Quando testado, o novo sistema superou os métodos anteriores tanto em velocidade quanto em qualidade. Ele mostrou que produzia gestos e fala que estavam bem alinhados e eram realistas, melhorando significativamente a experiência do usuário em comparação com sistemas mais antigos que dependiam de processos separados.
Estudos com Usuários
Os participantes foram convidados a avaliar a qualidade tanto da fala quanto dos gestos produzidos pelo novo sistema. O feedback indicou uma clara preferência pela nova estrutura em relação às anteriores. Os usuários relataram que os gestos pareciam mais naturais e estavam melhor ajustados à fala do que o que tinham visto antes.
Comparação com Métodos Tradicionais
O novo sistema foi comparado com métodos estabelecidos que lidavam com a geração de fala e gestos separadamente. Não só conseguiu velocidades de processamento mais rápidas, mas também gerou resultados que estavam no mesmo nível ou melhores que os produzidos pelos métodos mais antigos.
Destaques dos Resultados
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Geração Mais Rápida: A nova estrutura processa fala e gestos em 0,17 segundos pra cada segundo de conteúdo, uma melhoria significativa.
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Melhor Alinhamento: Observadores notaram que os gestos pareciam mais sincronizados com o áudio da fala, aumentando a credibilidade geral.
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Maior Qualidade: A qualidade da fala e dos gestos foi classificada mais alta, indicando que a abordagem de integração funciona de maneira eficaz.
Direções Futuras
Embora essa nova estrutura seja um avanço significativo, ainda tem espaço pra melhorias. Atualmente, ela só consegue replicar as vozes presentes nos dados de treinamento. Trabalhos futuros visam integrar técnicas de conversão de voz pra permitir saídas e timbres de fala mais variados.
Conclusão
A estrutura inovadora pra gerar fala e gestos a partir de texto marca um passo significativo na criação de avatares animados realistas. Ao combinar esses processos em um sistema eficiente, aborda muitos dos problemas enfrentados com métodos tradicionais. À medida que a tecnologia continua a se desenvolver, tais sistemas prometem melhorar as experiências interativas em jogos, eventos virtuais e além. Essa estrutura não só melhora a qualidade da fala e dos gestos, mas também abre caminho pra respostas mais rápidas, tornando-a ideal para aplicações ao vivo.
Título: FastTalker: Jointly Generating Speech and Conversational Gestures from Text
Resumo: Generating 3D human gestures and speech from a text script is critical for creating realistic talking avatars. One solution is to leverage separate pipelines for text-to-speech (TTS) and speech-to-gesture (STG), but this approach suffers from poor alignment of speech and gestures and slow inference times. In this paper, we introduce FastTalker, an efficient and effective framework that simultaneously generates high-quality speech audio and 3D human gestures at high inference speeds. Our key insight is reusing the intermediate features from speech synthesis for gesture generation, as these features contain more precise rhythmic information than features re-extracted from generated speech. Specifically, 1) we propose an end-to-end framework that concurrently generates speech waveforms and full-body gestures, using intermediate speech features such as pitch, onset, energy, and duration directly for gesture decoding; 2) we redesign the causal network architecture to eliminate dependencies on future inputs for real applications; 3) we employ Reinforcement Learning-based Neural Architecture Search (NAS) to enhance both performance and inference speed by optimizing our network architecture. Experimental results on the BEAT2 dataset demonstrate that FastTalker achieves state-of-the-art performance in both speech synthesis and gesture generation, processing speech and gestures in 0.17 seconds per second on an NVIDIA 3090.
Autores: Zixin Guo, Jian Zhang
Última atualização: 2024-09-24 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2409.16404
Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.16404
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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