基于二叉樹結(jié)構(gòu)的漢語韻律邊界研究.pdf

1、語音合成的任務(wù)是將文字的輸入自動(dòng)轉(zhuǎn)換成語音的輸出。它在公共信息咨詢與發(fā)布、語音應(yīng)答、電子郵件中的語音服務(wù)、文稿校對、自動(dòng)口語翻譯以及殘疾人語音輔助等許多方面有很廣泛的應(yīng)用前景。 可懂度和自然度是衡量語音合成質(zhì)量的主要指標(biāo)。合成高可懂度、高自然度的語音,一直是語音合成所追求的目標(biāo)。現(xiàn)階段合成語音的可懂度已經(jīng)達(dá)到了較高的水平,但自然度還不夠理想。主要問題是節(jié)奏感較差,缺少輕重緩急和抑揚(yáng)頓挫。因此,實(shí)現(xiàn)恰當(dāng)?shù)捻嵚汕蟹?正確地把握話語的

2、韻律結(jié)構(gòu),是加強(qiáng)合成語音節(jié)奏感、提高其自然度的關(guān)鍵,具有重要的意義。 本論文的工作圍繞韻律結(jié)構(gòu)這一影響合成語音自然度的關(guān)鍵問題,從以下兩個(gè)方面展開： (1)基于文本的韻律邊界預(yù)測 (a)基于二叉樹結(jié)構(gòu)的韻律邊界預(yù)測模型 針對人工韻律標(biāo)注大規(guī)模訓(xùn)練語料的困難和不足,本文首先對漢語書面語中的標(biāo)點(diǎn)符號和有聲語言中的語音停頓進(jìn)行了比較和分析；并在此基礎(chǔ)上,提出利用漢語文本中的標(biāo)點(diǎn)符號位置模擬韻律結(jié)構(gòu)的邊界,并使用

3、詞和詞之間出現(xiàn)標(biāo)點(diǎn)的可能性大小估計(jì)該位置作為韻律邊界和出現(xiàn)語音停頓的概率。其次,根據(jù)句子各個(gè)語法詞邊界作為韻律邊界的概率估計(jì)值大小,并采用樹結(jié)構(gòu)生成算法,為句子建立二叉樹形結(jié)構(gòu)；最后,依據(jù)二叉樹結(jié)構(gòu)并結(jié)合韻律學(xué)知識,分別提出了基于二叉樹結(jié)構(gòu)的韻律詞邊界預(yù)測模型和韻律短語邊界預(yù)測模型。 (b)應(yīng)用基于二叉樹結(jié)構(gòu)的路徑裁剪策略的韻律詞識別模型 在對樹結(jié)構(gòu)與韻律結(jié)構(gòu)進(jìn)行對比分析的過程中,本文發(fā)現(xiàn)：韻律詞在樹結(jié)構(gòu)中往往表現(xiàn)為一種

4、完整子樹的形式,且兩者的一致性很高。利用這一特征,本文提出了一種二叉樹結(jié)構(gòu)與最大熵模型相結(jié)合的韻律詞識別方法。即在利用最大熵模型進(jìn)行韻律詞識別的解碼過程中,引入基于二叉樹結(jié)構(gòu)的路徑裁剪策略,對搜索空間中的候選路徑進(jìn)行裁剪。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這種裁剪策略不僅大大縮小了搜索空間,提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率,更關(guān)鍵的是它使得模型的韻律詞識別效果有了大幅的提高。 (2)基于語音的韻律邊界識別 在語音合成和語音識別領(lǐng)域,韻律標(biāo)注工作需要耗費(fèi)大

5、量的人力,減少手工勞動(dòng)對于語音合成中語料庫的韻律標(biāo)注以及語音識別中韻律單元的自動(dòng)劃分都有重要意義。針對這個(gè)問題,本文討論了一種結(jié)合語音韻律特征、二叉樹特征、其它語言學(xué)特征,基于真實(shí)語音進(jìn)行韻律短語間停頓自動(dòng)檢測和識別的方法。本文分別利用分類回歸樹和最大熵兩種方法建立了識別模型,并取得了較好的停頓識別效果。 論文主要的創(chuàng)新性成果如下： (1)提出了使用漢語書面語中的標(biāo)點(diǎn)符號位置模擬韻律邊界的思想和方法。即使用句子內(nèi)部各個(gè)語

6、法詞邊界鄰接標(biāo)點(diǎn)符號的可能性大小估計(jì)該位置作為韻律邊界的概率?；谶@一思想,能夠避免人工標(biāo)注大規(guī)模訓(xùn)練語料的困難。 (2)提出了基于二叉樹結(jié)構(gòu)的漢語韻律邊界預(yù)測模型。依據(jù)任意漢語句子內(nèi)部各個(gè)語法詞邊界作為韻律邊界的概率估計(jì)值大小,將其表示成二叉樹形結(jié)構(gòu)；利用二叉樹結(jié)構(gòu)并結(jié)合韻律學(xué)知識,實(shí)現(xiàn)韻律詞和韻律短語邊界的自動(dòng)預(yù)測。 (3)發(fā)現(xiàn)了韻律單元在二叉樹結(jié)構(gòu)中的表現(xiàn)形式。通過韻律結(jié)構(gòu)與樹結(jié)構(gòu)的對比,本文發(fā)現(xiàn)韻律詞和韻律短語在