Detail předmětu

Zpracování řeči

FEKT-MPC-ZPRAk. rok: 2019/2020

Předmět podává ucelený pohled na různé současné oblasti zpracování řečových signálů, které se ve verbální komunikaci objevují. Nejprve je uveden způsob tvorby řeči a její vnímání a je popsáno sluchové ústrojí člověka a proces slyšení. Potom jsou probrány segmentální a suprasegmentální parametry, které se při analýze řeči nejvíce používají. Dále pak jsou zmíněny všechny důležité oblasti zpracování řeči, především analýza řeči, rozpoznávání vzoru, syntéza a kódování řeči. S tím jsou spojené metody analýzy základního tónu řeči, modelování prozodie, emoční analýza, analýza řečových patologií, de-identifikace řeči, vodoznační řeči atd. Dále je pozornost věnována jednokanálovým a vícekanálovým metodám zvýraznění řeči a potlačení šumu. Nakonec jsou popsány objektivní a subjektivní metody posuzování kvality a srozumitelnosti řeči.

Výsledky učení předmětu

Absolvent předmětu je schopen:
- popsat hlasové a sluchové ústrojí, způsob tvorby řeči a její vnímání
- analyzovat řeč pomocí nejpoužívanějších segmentálních a suprasegmentálních parametrů
- využívat kepstrální a lineární predikční analýzu
- využívat strojové učení v oblasti zpracování řeči (rozpoznávání řeči, rozpoznávání řečníků, identifikace řečových patologií, identifikace emocí řečníka atd.)
- navrhnout a realizovat systém TTS (text-to-speech) založený na konkatenační syntéze
- modelovat hlasový trakt a provádět kódování řeči
- používat objektivní a subjektivní testy kvality a srozumitelnosti řeči
- zvýrazňovat řeč jednokanálovými a vícekanálovými metodami
- navrhnout systém vodoznačení a de-identifikace řeči
- zpracovávat/analyzovat řečové signály v prostředí Matlab

Prerekvizity

Jsou požadovány znalosti na úrovni bakalářského studia. Dále je požadována znalost metod a algoritmů číslicového zpracování signálu. Navíc by měli mít studenti základy programování v prostředí Matlab.

Doporučená nebo povinná literatura

SMÉKAL, Z. Zpracování řeči. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2012. s. 1-171. ISBN: 978-80-214-4896-4. (CS)
PSUTKA, J.; MÜLLER, L.; MATOUŠEK, J.; RADOVÁ, V. Mluvíme s počítačem česky. 1. vyd. Praha: Academia, 2006. ISBN 978-80-200-1309-5. (CS)

Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody

Všechny přednášky předmětu jsou k dispozici studentům na e-learningu a jsou vytvořeny v formou slajdů. Přednášky jsou doplňovány video a audio ukázkami, které vznikly při práci na výzkumných projektech. V počítačových cvičeních si studenti si navrhují vlastní systémy zpracování řeči. Na závěr své znalosti prokazují při řešení zadaného projektu.

Způsob a kritéria hodnocení

Pro úspěšné ukončení předmětu je nutné absolvovat povinně počítačová cvičení a získat zápočet. Z počítačových laboratoří mohou studenti získat 30 bodů ze 100. Zbylých 70 bodů mohou získat úspěšným složením závěrečné písemné zkoušky.

Jazyk výuky

čeština

Osnovy výuky

1. Způsob tvorby řeči a její vnímání. Sluchové ústrojí a proces slyšení
2. Analýza řečových signálů, segmentální a suprasegmentální parametry I, analýza základního tónu řeči
3. Analýza řečových signálů, segmentální a suprasegmentální parametry II
4. Analýza řečových signálů III, rozpoznávání vzoru (klasifikace založená na vzdálenostech)
5. Rozpoznávání vzoru (statistické klasifikátory)
6. Syntéza řeči a systémy typu TTS, modelování prozodie
7. Kódování řeči a její přenos
8. Objektivní a subjektivní metody posuzování kvality řeči a její srozumitelnosti
9. Jednokanálové a vícekanálové metody zvýrazňování řeči
10. Analýza emocí a její aplikace
11. Analýza neurodegenerativních onemocnění
12. Vodoznační řeči, de-idnetifikace řeči

Cíl

Cílem je poskytnout ucelený pohled na systémy řečové komunikace v informačních a telekomunikačních systémech. Je určen studentům, kteří si chtějí osvojit základní a pokročilé techniky analýzy, kódování a syntézy řeči. Mimo základních principů ověřování mluvčího se studenti seznámí s problematikou jednokanálové a vícekanálové separace řeči z hlučného pozadí, principy automatického rozpoznávání řeči a aplikacemi v oblasti zdravotnictví. Kromě toho studenti budou v počítačových laboratořích analyzovat řečový signál v reálném čase.

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky

Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program MPC-AUD magisterský navazující

    specializace AUDM-ZVUK , 1. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný
    specializace AUDM-TECH , 2. ročník, letní semestr, 6 kreditů, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Cvičení na poč.

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor