Интерфейс безмолвного доступа

Интерфейс безмолвного доступа (англ. silent speech interfaces, SSI) — системы обработки речи, базирующиеся на получении и обработке речевых сигналов на ранней стадии артикулирования.

В прошлом десятилетии^{[когда?]} работа автоматических систем обработки речи, в том числе распознавания речи, текста, перевода и синтеза речи, значительно улучшилась. Это привело к использованию речи и речевых технологий в широком спектре услуг, таких как информационно-поисковые системы, колл-центры, голосовое управление мобильными телефонами и автомобильными навигационными системами, персональные переводчики, а также к применению речевых технологий в области безопасности. Тем не менее речевые интерфейсы, базирующиеся на традиционных акустических речевых сигналах, все ещё имеют ряд существенных ограничений. Во-первых, акустические сигналы, передаваемые через воздух, подвержены искажениям из-за шумов. Надежных систем обработки речи, которые бы безукоризненно функционировали в переполненных ресторанах, аэропортах и других общественных местах, несмотря на титанические усилия, по-прежнему не видно. Во-вторых, традиционные речевые интерфейсы требуют чётко и внятно произносимой речи, что имеет два основных недостатка: в общественном месте она ставит под угрозу конфиденциальность сообщения и, второе, беспокоит окружающих. Услуги, которые требуют доступа, поиска и передачи частной или конфиденциальной информации, такой, как PIN-коды, пароли — особенно уязвимы.

Недавно для решения этой проблемы были предложены интерфейсы безмолвного доступа, которые позволяют пользователям совершать коммуникацию, говоря «безмолвно», то есть без произнесения каких-либо звуков. Это осуществляется путём получения речевых сигналов на ранних этапах человеческой артикуляции, а именно до того, как речь появится в воздухе; после этого артикуляционные сигналы передаются системе для дальнейшей обработки и интерпретации. В связи с этим новым подходом интерфейсы безмолвного доступа обладают потенциалом для преодоления основных недостатков сегодняшних традиционных речевых интерфейсов:

• ограничение надежности распознавания речевого сигнала при наличии фонового шума,
• отсутствие надежности при передаче частной и конфиденциальной информации,
• беспокойство окружающих.

Кроме того, интерфейсы безмолвного доступа могли бы стать альтернативой для людей с недостатками речи (например, ларингэктомия), а также для пожилых или ослабленных людей, которые не могут говорить достаточно громко, четко и разборчиво.

Интерфейсы безмолвного доступа имеют очень недавнюю историю. [books.google.com/books?id=wWxTVII3Xp8C&printsec=frontcover&hl=ru&source=gbs_v2_summary_r&cad=0/ Chan и др. (2001, 2002)] доказали, что миоэлектрический сигнал от артикуляционных лицевых мышц содержит достаточно информации, чтобы точно различать небольшой набор слов. Эти слова распознаются, даже когда их произносят негромко, то есть при отсутствии звукового сигнала (Jorgensen и др. 2003, Bradley и др. 2006). Последние работы свидетельствуют о том, что распознавание фонемных единиц на основе электромиографических (ЭМГ) единиц (Jou и др. 2006, Walliczek и др. 2006) открывают путь для распознавания обширных словарных баз. Также совсем недавно появились исследования, позволяющие с помощью ультразвуковых и оптических изображений разработать Интерфейс Безмолвного Доступа, основанный на движениях языка и губ (Denby и Stone 2004, Denby и др. 2006, Hueber и др. 2007). Системы SSI, позволяющие преобразовывать «бурчание» в речевой сигнал, преимущественно разрабатываются в Японии. В Соединенных Штатах DARPA финансирует исследования активности голосовой щели для использования датчиков в шумных условиях.

В рамках программы современного речевого кодирования (англ. Advanced speech encoding, сокр. ASE) будут разрабатываться технологии, которые позволят обмениваться информацией в сложных военных условиях.

За последние 50 лет достигнуты большие успехи в развитии кодировщика голоса (вокодера), но, по-прежнему, ультранизкий битрейт (ULBR) голосового кодирования при 300 бит/с остается серьёзной проблемой. В частности ULBR-вокодеры до сих пор не имеют качественного анализатора речи, который бы без помех распознавал речь говорящего; эти недостатки гиперболизируются в акустически трудных средах (например, в шумном пространстве или в пространстве с отражающимся звуком).

Подход, реализуемый в рамках программы современного речевого кодирования (ASE), заключается в том, чтобы использовать новые сенсоры, не подверженные влиянию шумов в качестве дополнения к обработанным акустическим сигналам (см. рис.). Такие датчики будут изучены в отношении их потенциала, с тем чтобы доречевой/дослышимый режим речи мог быть использован в качестве альтернативных средств коммуникации в акустически суровых и опасных условиях, в которых военная маскировка оказывается обязательной.

—

Ссылки

• [csl.ira.uka.de/index.php?id=118/ Special Session on Silent Speech Interfaces]
• Алексей Есауленко. [www.osp.ru/nets/2010/04/13001497/ Плохой хороший IVR], «Сети/network world», № 04, 2010

Отрывок, характеризующий Интерфейс безмолвного доступа

Он продолжал всё так же на французском языке, произнося по русски только те слова, которые он презрительно хотел подчеркнуть.
– Как же? Вы со всею массой своею обрушились на несчастного Мортье при одной дивизии, и этот Мортье уходит у вас между рук? Где же победа?
– Однако, серьезно говоря, – отвечал князь Андрей, – всё таки мы можем сказать без хвастовства, что это немного получше Ульма…
– Отчего вы не взяли нам одного, хоть одного маршала?
– Оттого, что не всё делается, как предполагается, и не так регулярно, как на параде. Мы полагали, как я вам говорил, зайти в тыл к семи часам утра, а не пришли и к пяти вечера.
– Отчего же вы не пришли к семи часам утра? Вам надо было притти в семь часов утра, – улыбаясь сказал Билибин, – надо было притти в семь часов утра.
– Отчего вы не внушили Бонапарту дипломатическим путем, что ему лучше оставить Геную? – тем же тоном сказал князь Андрей.
– Я знаю, – перебил Билибин, – вы думаете, что очень легко брать маршалов, сидя на диване перед камином. Это правда, а всё таки, зачем вы его не взяли? И не удивляйтесь, что не только военный министр, но и августейший император и король Франц не будут очень осчастливлены вашей победой; да и я, несчастный секретарь русского посольства, не чувствую никакой потребности в знак радости дать моему Францу талер и отпустить его с своей Liebchen [милой] на Пратер… Правда, здесь нет Пратера.
Он посмотрел прямо на князя Андрея и вдруг спустил собранную кожу со лба.
– Теперь мой черед спросить вас «отчего», мой милый, – сказал Болконский. – Я вам признаюсь, что не понимаю, может быть, тут есть дипломатические тонкости выше моего слабого ума, но я не понимаю: Мак теряет целую армию, эрцгерцог Фердинанд и эрцгерцог Карл не дают никаких признаков жизни и делают ошибки за ошибками, наконец, один Кутузов одерживает действительную победу, уничтожает charme [очарование] французов, и военный министр не интересуется даже знать подробности.
– Именно от этого, мой милый. Voyez vous, mon cher: [Видите ли, мой милый:] ура! за царя, за Русь, за веру! Tout ca est bel et bon, [все это прекрасно и хорошо,] но что нам, я говорю – австрийскому двору, за дело до ваших побед? Привезите вы нам свое хорошенькое известие о победе эрцгерцога Карла или Фердинанда – un archiduc vaut l'autre, [один эрцгерцог стоит другого,] как вам известно – хоть над ротой пожарной команды Бонапарте, это другое дело, мы прогремим в пушки. А то это, как нарочно, может только дразнить нас. Эрцгерцог Карл ничего не делает, эрцгерцог Фердинанд покрывается позором. Вену вы бросаете, не защищаете больше, comme si vous nous disiez: [как если бы вы нам сказали:] с нами Бог, а Бог с вами, с вашей столицей. Один генерал, которого мы все любили, Шмит: вы его подводите под пулю и поздравляете нас с победой!… Согласитесь, что раздразнительнее того известия, которое вы привозите, нельзя придумать. C'est comme un fait expres, comme un fait expres. [Это как нарочно, как нарочно.] Кроме того, ну, одержи вы точно блестящую победу, одержи победу даже эрцгерцог Карл, что ж бы это переменило в общем ходе дел? Теперь уж поздно, когда Вена занята французскими войсками.
– Как занята? Вена занята?
– Не только занята, но Бонапарте в Шенбрунне, а граф, наш милый граф Врбна отправляется к нему за приказаниями.
Болконский после усталости и впечатлений путешествия, приема и в особенности после обеда чувствовал, что он не понимает всего значения слов, которые он слышал.
– Нынче утром был здесь граф Лихтенфельс, – продолжал Билибин, – и показывал мне письмо, в котором подробно описан парад французов в Вене. Le prince Murat et tout le tremblement… [Принц Мюрат и все такое…] Вы видите, что ваша победа не очень то радостна, и что вы не можете быть приняты как спаситель…
– Право, для меня всё равно, совершенно всё равно! – сказал князь Андрей, начиная понимать,что известие его о сражении под Кремсом действительно имело мало важности ввиду таких событий, как занятие столицы Австрии. – Как же Вена взята? А мост и знаменитый tete de pont, [мостовое укрепление,] и князь Ауэрсперг? У нас были слухи, что князь Ауэрсперг защищает Вену, – сказал он.
– Князь Ауэрсперг стоит на этой, на нашей, стороне и защищает нас; я думаю, очень плохо защищает, но всё таки защищает. А Вена на той стороне. Нет, мост еще не взят и, надеюсь, не будет взят, потому что он минирован, и его велено взорвать. В противном случае мы были бы давно в горах Богемии, и вы с вашею армией провели бы дурную четверть часа между двух огней.
– Но это всё таки не значит, чтобы кампания была кончена, – сказал князь Андрей.
– А я думаю, что кончена. И так думают большие колпаки здесь, но не смеют сказать этого. Будет то, что я говорил в начале кампании, что не ваша echauffouree de Durenstein, [дюренштейнская стычка,] вообще не порох решит дело, а те, кто его выдумали, – сказал Билибин, повторяя одно из своих mots [словечек], распуская кожу на лбу и приостанавливаясь. – Вопрос только в том, что скажет берлинское свидание императора Александра с прусским королем. Ежели Пруссия вступит в союз, on forcera la main a l'Autriche, [принудят Австрию,] и будет война. Ежели же нет, то дело только в том, чтоб условиться, где составлять первоначальные статьи нового Саmро Formio. [Кампо Формио.]