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Joaquim LlisterriGrup de Fonètica, Seminari de Filologia i Informàtica
Departament de Filologia Espanyola, Universitat Autònoma de Barcelona
El anEl anáálisis del plano de la expresilisis del plano de la expresióónnLXIII Cursos de Verano ExtensiLXIII Cursos de Verano Extensióón Universitaria 2003n Universitaria 2003
Universidad de Oviedo, 17 de julio de 2003Universidad de Oviedo, 17 de julio de 2003
Fonética y tecnologías del hablaJoaquim Llisterri
Departament de Filologia Espanyola,
Universitat Autònoma de Barcelona
Joaquim.Llisterri@uab.es
liceu.uab.es/~joaquim
Joaquim LlisterriGrup de Fonètica, Seminari de Filologia i Informàtica
Departament de Filologia Espanyola, Universitat Autònoma de Barcelona
El anEl anáálisis del plano de la expresilisis del plano de la expresióónnLXIII Cursos de Verano ExtensiLXIII Cursos de Verano Extensióón Universitaria 2003n Universitaria 2003
Universidad de Oviedo, 17 de julio de 2003Universidad de Oviedo, 17 de julio de 2003
Materiales en la webhttp//liceu.uab.es/~joaquim/teaching/Phonetics/Oviedo_03/
Oviedo_03.html
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Fonética y tecnologías del habla
�Las tecnologías del habla�La conversión de texto en
habla�El reconocimiento del habla�Los sistemas de diálogo
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Fonética y tecnologías del habla
�Las tecnologías del habla�La conversión de texto en
habla�El reconocimiento del habla�Los sistemas de diálogo
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La interacción con los ordenadores
• Pantalla• Teclado• Ratón• Lápiz• Tacto
Canal visualLengua escrita
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La interacción humana
• Hace unos 5.000 años queescribimos
… pero hace unos 100.000 añosque hablamos (250.000 -50.000 años según los autores)
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Las nuevas necesidades
• Desarrollo de la Sociedad dela Información “para todos”
• Automatización de serviciostelefónicos: información,transacciones…
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¿Qué quisiéramos tener?
Un ordenador que…� Habla
� Reconoce
� El habla
� El usuario
� Entiende
�Ayuda alusuario�Traduce�La lengua
escrita�La lengua
oral
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LingWear - Interactive System Labshttp://www.is.cs.cmu.edu/LingWear/movie.html
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¿Qué tecnologías necesitamos?
Un ordenador que…
� Habla SSííntesis (CTH)ntesis (CTH)� Reconoce� El habla ReconocimientoReconocimiento� El usuario IdentificaciIdentificacióónn
� “Entiende” Comprensión
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¿Qué tecnologías necesitamos?
Un ordenador que…
� Ayuda Sistema de diSistema de diáálogologo
� Traduce El escrito TA� El habla TA oralTA oral
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Fonética y tecnologías del habla
�Las tecnologías del habla�La conversión de texto en
habla�El reconocimiento del habla�Los sistemas de diálogo
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La conversión de texto en habla
Del texto… …al habla GTP-UPC
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Esquema general de unconversor de texto en habla
Pre-procesado y normalización
Análisis lingüístico Transcripción fonética
Asignación de prosodia Selección de unidades
Conversión en parámetros acústicos
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Un ejemplo en español
CASTEJÓN LAPEYRA, F.- ESCALADASARDINA, G.- MONZÓN SERRANO, L.-RODRÍGUEZ CRESPO, M.A.- SANZVELASCO, P. (1994) "Un conversor texto-vozpara el español", Comunicaciones de TelefónicaI+D, 5, 2: 114-131.http://www.tid.es/presencia/publicaciones/comsid/esp/articulos/vol52/artic8/8.html
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Módulo normalizador Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Texto: El Sr. JosTexto: El Sr. Joséé Luis L Luis Lóópez tiene 201 vipez tiene 201 viññas.as.
NORMALIZADORNORMALIZADOR
Frase normalizada: el Sr. josFrase normalizada: el Sr. jos éé luis l luis lóópez tiene 201pez tiene 201viviññas.as.
Formato: mm abr Mm Mm Mm mm mm mm sig
Códigos: mm: palabra en minúscula, Mm: palabra coninicial mayúscula, abr: abreviatura, sig: signoortográfico
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Módulo de preproceso Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Frase normalizada: el Sr. josé luis lópez tiene 201viñas.
Formato: mm abr Mm Mm Mm mm mm mm sig
PREPROCESOPREPROCESO
Palabras: el se#or josPalabras: el se#or jos ’’e luis le luis l’’opez tiene doscientas unaopez tiene doscientas unavi#as.vi#as.
Palab_silab: el se. #or jo. sPalab_silab: el se. #or jo. s’’e luis le luis l’’o. pez tio. pez ti’’e.ne dos.e.ne dos.cici’’en. tas en. tas ‘‘u. na vu. na v’’i. #as.i. #as.
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Módulo conversor grafema-alófono Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Palab_silab: el se. #or jo. s’e luis l’o. pezti’e.ne dos. ci’en. tas ‘u. na v’i. #as.
CONVERSOR GRAFEMA-ALCONVERSOR GRAFEMA-ALÓÓFONOFONOAlAlóófonos: el se. N~or xo. sfonos: el se. N~or xo. s’’e luis le luis l’’o. peTo. peT
[sil] tj[sil] tj’’e.ne Dos. Tje.ne Dos. Tj’’en. tas en. tas ‘‘u. na Bu. na B’’i. N~asi. N~as[sil][sil]
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Módulo categorizador Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Palabras: el se#or jos’e luis l’opez tiene doscientas unavi#as.
Palab_silab: el se. #or jo. s’e luis l’o. pez ti’e.ne dos.ci’en. tas ‘u. na v’i. #as.
CATEGORIZADORCATEGORIZADOR
CategorCategoríías: ART N NP NP NP V NUM NUM N SIGas: ART N NP NP NP V NUM NUM N SIG
Códigos: ART: artículo, N: nombre, NP: nombre propio,V: verbo, NUM: número, SIG: signo ortográfico
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Módulo de análisis sintáctico Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Palabras: el se#or jos’e luis l’opez tienedoscientas una vi#as.
Categorías: ART N NP NP NP V NUMNUM N SIG
ESTRUCTURADORESTRUCTURADOR
ÁÁrbol sintrbol sintáácticoctico
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La contribución de las pausas
• Texto sintetizado con pausas
• Texto sintetizado sin pausas
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Módulo pausador Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Palabras: el se#or jos’e luis l’opez tiene doscientas unavi#as.
Categorías: ART N NP NP NP V NUM NUM N SIG
PAUSADORPAUSADOR
Palabras: el se#or josPalabras: el se#or jos ’’e luis le luis l’’opez [pau_v] tiene doscientasopez [pau_v] tiene doscientasuna vi#as.una vi#as.
Palab_silab: el se. #or jo. sPalab_silab: el se. #or jo. s’’e luis le luis l’’o. pez [pau_v] tio. pez [pau_v] ti’’e.nee.nedos. cidos. ci’’en. tas en. tas ‘‘u. na vu. na v’’i. #as.i. #as.
Códigos: [pau_v]: pausa insertada ante el verbo
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La contribución de la curva melódica
• Texto sintetizado con variaciones deF0
• Texto sintetizado sin variación de F0
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Módulo de generación de parámetros prosódicos Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Alófonos: el se. N~or xo. s’e luis l’o. peT [sil] tj’e.ne Dos.Tj’en. tas ‘u. na B’i. N~as [sil]
Categorías: ART N NP NP NP V NUM NUM N SIG
Alófonos: el se. N~or xo. s’e luis l’o. peT [sil] tj’e.ne Dos.Tj’en. tas
PROSOPROSO
Duraciones (ms): 76 60 56 65 89 75 43 67 56 60 60Duraciones (ms): 76 60 56 65 89 75 43 67 56 60 60
EntonaciEntonacióón (Hz):n (Hz):
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Módulos de conversión en parámetros acústicos para laconversión de texto a habla
Telefónica I+D (Castejón et al., 1994)
Alófonos: el se. N~or xo. s’e luis l’o. peT [sil] tj’e.ne Dos.Tj’en. tas ‘u. na B’i. N~as [sil]
Duraciones (ms): 76 60 56 65 89 75 43 67 56 60 60
Entonación (Hz):
PARLAPARLA SelecciSeleccióón de unidades de sn de unidades de sííntesis en elntesis en elinventarioinventario
GeneraciGeneracióón de tramas de sn de tramas de sííntesisntesis
SSÍÍNTESISNTESIS ConversiConversióón en una onda sonora mediante eln en una onda sonora mediante elsintetizadorsintetizador
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Telefónica I+D, Madrid
• Sistema de síntesis por concatenación desubalófonos, difonemas, trifonemas ytetrafonemas codificados mediante LPCmultipulso (MPLPC), basado en tecnologíadesarrollada en AT&T Bell Laboratories
• Primera versión en 1991 Rodríguez et al. (1993)v. 2.6 voz masculina y femenina
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Telefónica I+D, Madrid
• Sistema de conversión de texto en hablabasado en corpus
Voz femenina, castellano (marzo de 2003)Voz femenina, catalán(marzo de 2003)
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Actor 5, Loquendohttp://actor.loquendo.com/actordemo/default.asp
Es, m, f
EsCh, f
EsMx, f
EsAr, m
Cat, f
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Fonética y tecnologías del habla
�Las tecnologías del habla�La conversión de texto en
habla�El reconocimiento del habla�Los sistemas de diálogo
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El reconocimiento del habla
Del habla … … al texto
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Representación simbólica de unaseñal vocal
�Tipo de enunciados�Número de locutores�Tamaño del vocabulario�Entorno
El reconocimiento del habla
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Etapas en el reconocimiento
ADQUISICIÓN DE DATOS
EXTRACCIÓN DECARACTERÍSTICAS
CREACIÓN DE PLANTILLAS DEREFERENCIA
PROCEDIMIENTO DEDECISIÓN
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Reconocimiento de palabras aisladas
DIGITALIZACION DE LA SEÑAL DETECCIÓN DE PRINCIPIO Y FINAL DE PALABRA
CODIFICACIÓN EN FORMA DE PLANTILLADICCIONARIO
DE PLANTILLASDE REFERENCIA
COMPARACICOMPARACIÓÓNN
MEDIDA DE LA DISTANCIA ENTELA PLANTILLA DE REFERENCIAY LA PLANTILLA DE ENTRADA
DECISIÓN SOBRE ELRECONOCIMIENTO
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Modelo de reconocimiento de habla continua
voz texto
ENTRENAMIENTO algoritmo de entrenamiento
base de datos de modelos fonéticos
diccionariofonético
COMPILACIÓN DE
MODELOS LÉXICOSgenerador de
modelos léxicos
base de datos de modelos léxicos
RECONOCIMIENTO
algoritmo de reconocimiento
gramática
procesadoracústico
hablasecuencia de
unidades
Mariño (1993)
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Procesadoracústico
Algoritmode reconocimiento
Algoritmode comprensión
Reglasfonológicas
Modelosfonéticos
Diccionarioy gramática
Modelode la tarea
elocución significado
Hz
Mariño, 1999
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Procesadoracústico
Algoritmode reconocimiento
Algoritmode comprensión
Reglasfonológicas
Modelosfonéticos
Diccionarioy gramática
Modelode la tarea
Fonema k-1 Fonema k Fonema k+1
Modelo de Markov
Mariño, 1999
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Procesadoracústico
Algoritmode reconocimiento
Algoritmode comprensión
Reglasfonológicas
Modelosfonéticos
Diccionarioy gramática
Modelode la tarea
Pr{la puerta no estaba abierta} = Pr{la}Pr{puerta/la} Pr{no/la puerta}Pr{estaba/la puerta no} Pr{abierta/lapuerta no estaba} = Pr{la} Pr{puerta/la}Pr{no/la puerta} Pr{estaba/puerta no}Pr{abierta/no estaba}
Bigrama
Mariño, 1999
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Procesadoracústico
Algoritmode reconocimiento
Algoritmode comprensión
Reglasfonológicas
Modelosfonéticos
Diccionarioy gramática
Modelode la tarea
elocución significado
textovozBASE DE DATOS
Modeladofonético
Procesadoracústico
Modeladode lenguaje
ENTRENA-MIENTO
Mariño, 1999
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Fonética y tecnologías del habla
�Las tecnologías del habla�La conversión de texto en
habla�El reconocimiento del habla�Los sistemas de diálogo
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Objetivos de un sistema de diálogo
SLS, Spoken Language System
• Establecimiento decomunicación “natural” einteractiva entre una personay un sistema informático
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Módulos de un sistema de diálogo
Un sistema de diálogo es un conjunto deconjunto demmóódulosdulos� Reconocimiento de habla� Analizador� Base de datos� Generador de unidades lingüísticas� Conversión de texto en habla
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Módulos de un sistema de diálogo
Comprensión del contenido� Comprensión del lenguaje natural (NLU)Eh, pues mire, quería saber a qué horasale la… el último tren, eh… haciaBarcelona, desde Madrid, el sábado
PETICIÓN, DESTINO=“Barcelona”, ORIGEN=“Madrid”, FECHA:DÍA=“28”, HORA=“Último”
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Módulos de un sistema de diálogo
Control del diálogo�coherencia entre la pregunta del
usuario y el sistema�resolución de anáforas y elipsis�predicción de las reacciones del
usuario�...
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Módulos de un sistema de diálogo
Creación de respuestas� Generación de lenguaje natural (NLG)
PETICIÓN, DESTINO=“Barcelona”,ORIGEN=“Madrid”, Fecha:DÍA=“28”, HORA=“Último”
El último tren sale a las 11y 53 minutos de la noche
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Modelo de la tarea
• Especificación del objetivo de la tarea yde sus características específicas� Obtención de información� Transacciones� Negociación
• Discriminación de sub-diálogos nopertenecienes a la tarea
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Diseño a partir de la intuición
• Determinación por parte del investigadorde todas las posibles respuestas a unapregunta
• Problemas� Variabilidad de las respuestas� Limitación de la clase de estructuras
lingüísticas utilizadas por el usuario
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Diseño a partir de la intuición
• Utilizado en determinadas condiciones� Estructuración clara de la tarea� Introducción de frases determinadas
previamente por parte del sistema� Las preguntas del sistema presuponen
una determinada respuesta por partedel usuario
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Diseño a partir de la observación de diálogosnaturales entre hablantes humanos
� Ayuda a la definición devocabularios y modelos lingüísticospropios de una tarea específica
� Diferencias entre la interacciónhumana natural y la interacciónpersona-máquina
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Diseño por simulaciónde la interacción persona-máquina
• Protocolo del Mago de Oz(Wizard of Oz)� Simulación de la interacción
en la que el papel de lamáquina lo realiza un humanosin que lo sepa el interlocutor
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Acceso al ordenador mediante el teléfono
• Portales de voz
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Portal de voz
Grabación previa
Selección por voz
Informaciónsolicitada
RestaurantesRestaurantes
Restaurantes de Ávila
Restaurantes de Ávila
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Portal de voz
Restaurantesde _________
ÁvilaMadrid
SalamancaCuenca…
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Portal de voz
Sistema automático
Selección por voz
Informaciónsolicitada
Farmacias de guardia
Farmacias de guardia
Existe unafarmacia…
Existe unafarmacia…
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Portal de voz
ochoHe encontrado nueve
diez
Existe una farmacia de guardia
Mensajes pregrabadospara insertar palabras
procedentes de unalista
Conversión de texto escrito en habla
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El papel del lingüistaLa conversión de texto en habla
• Tratamiento previo del texto• Análisis lingüístico del texto• Transcripción fonética automática• Diccionarios de unidades de síntesis• Modelos prosódicos• Evaluación de sistemas
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El papel del lingüistaEl reconocimiento del habla
• Selección de locutores para elentrenamiento del sistema
• Segmentación y transcripción delcorpus de entrenamiento
• Diccionarios de pronunciación
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El papel del lingüistaLos sistemas de diálogo
• Estudio de corpus de interacciones naturalesentre personas
• Estudio de corpus de interacciones ficticiasentre personas y sistemas informáticos
• Diseño de estrategias de diálogo
• Adecuación pragmática del diálogo
• Corrección lingüística del sistema
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El papel del lingüista
• Conocimiento de la interacción oralhumana
• Conocimiento de los mecanismos dede producción y percepción delhabla
• Conocimiento del sistema lingüístico
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Materiales en la webhttp//liceu.uab.es/~joaquim/teaching/Phonetics/Oviedo_03/
Oviedo_03.html
¡¡MuchasMuchasgracias!gracias!