MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Ngày nay, đã có những thay đổi rất lớn về cách thức con người trao đổi thông tin với hệ thống. Sự thay đổi này biểu hiện ở chỗ, các cách thức trao đổi thông tin đã được định dạng và có cấu trúc chặt chẽ được chuyển sang các cách thức linh hoạt và tự nhiên hơn. Trong đó, tiếng nói là cách thức trao đổi thông tin tự nhiên nhất, cho phép tương tác giữa con người với hệ thống nhanh và dễ dàng.
Đối thoại dùng ngôn ngữ nói không chỉ đơn giản, thuận tiện và tiết kiệm thời gian mà còn góp phần đảm bảo khía cạnh an toàn trong những môi trường có tính rủi ro. Để có thể thiết lập hệ thống tương tác có tính linh hoạt cao, kiến trúc của các hệ thống đối thoại người - máy cần được trang bị thêm các chức năng mới. Các chức năng này bao gồm nhận dạng cảm xúc tiếng nói, phát hiện các tham biến dựa trên tình huống cũng như trạng thái của người dùng và quản lý tình huống để đưa ra các mô hình dựa trên các tham biến đã được phát hiện làm cho quá trình đối thoại phù hợp. Chính vì vậy, trong nhiều năm qua, các nghiên cứu về cảm xúc tiếng nói đã thu hút mối quan tâm mạnh mẽ trong lĩnh vực tương tác người - máy và mong muốn tìm ra cách làm thế nào có thể tích hợp trạng thái cảm xúc của người nói vào hệ thống đối thoại người - máy dùng tiếng nói.
Trên thế giới đã có nhiều nghiên cứu về cảm xúc và nhận dạng cảm xúc tiếng nói với các ngôn ngữ khác nhau nhưng kết quả ứng dụng trên thực tế còn nhiều khó khăn vì cảm xúc được thể hiện rất đa dạng trong mỗi con người. Do đó, việc phát hiện chính xác cảm xúc còn phải được tiếp tục nghiên cứu. Riêng về nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói, còn rất ít các công trình nghiên cứu, mặc dù cũng đã có những nghiên cứu và đã đạt được những thành công nhất định nhưng để triển khai thành các sản phẩm ứng dụng thực tế vẫn còn nhiều mặt hạn chế, đặc biệt là độ chính xác, chất lượng nhận dạng. Chính vì vậy, cần thiết phải nghiên cứu nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói để tăng cường hiệu quả và ứng dụng được cho các hệ thống tương tác dùng tiếng Việt nói.
Từ những lý do nêu trên, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu “Nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói” nhằm nghiên cứu sâu hơn về vấn đề xử lý nhận dạng cảm xúc, đặc biệt đối với tiếng Việt nói để tìm ra các tham số cũng như mô hình nhận dạng cảm xúc phù hợp cho tiếng Việt, góp phần phát triển các ứng dụng công nghệ thông tin cho người Việt cũng như các sản phẩm ứng dụng công nghệ thông tin sử dụng tiếng Việt nói trong giao tiếp và tương tác người-máy. Mục tiêu nghiên cứu của luận án Với tính thiết thực của cảm xúc trong tiếng nói được áp dụng trong thực tế đang rất được quan tâm, mục tiêu chính của đề tài là nghiên cứu nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói dựa trên phương diện xử lý tín hiệu tiếng nói. Đề tài nghiên cứu thử nghiệm và đề xuất mô hình nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói dựa trên việc nghiên 13 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep cứu đánh giá các tham số và so sánh một số mô hình nhận dạng. Bốn cảm xúc cơ bản sẽ được nghiên cứu bao gồm cảm xúc: vui, buồn, tức và bình thường.
Ngữ liệu tiếng Việt dùng cho nhận dạng là giọng phổ thông miền Bắc có cả giọng nam và giọng nữ. Nhiệm vụ nghiên cứu của luận án Để đạt được những mục tiêu đã đề ra, luận án cần thực hiện các nhiệm vụ chính sau: • Nghiên cứu tổng quan về cảm xúc và nhận dạng cảm xúc tiếng nói. • Nghiên cứu một số mô hình nhận dạng dùng cho nhận dạng cảm xúc tiếng nói như mô hình GMM, ANN, … • Phân tích đánh giá và đề xuất bộ ngữ liệu cảm xúc tiếng Việt dùng cho nhận dạng bốn cảm xúc cơ bản vui, buồn, tức và bình thường. • Nghiên cứu đề xuất và phân tích ảnh hưởng của các tham số đặc trưng tín hiệu tiếng nói đến cảm xúc tiếng Việt.
• Thử nghiệm nhận dạng cảm xúc tiếng Việt dựa trên các mô hình đã nghiên cứu có tính đến các đặc trưng của tiếng Việt nói. • Phân tích đánh giá kết quả nhận dạng cảm xúc của các mô hình dựa trên các kết quả thử nghiệm. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của luận án Đối tượng nghiên cứu của luận án là nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói theo phương diện xử lý tín hiệu tiếng nói. Từ kết quả nhận dạng cảm xúc, xây dựng mô hình nhận dạng cảm xúc cho tiếng Việt nói.
Các hình thái cảm xúc rất đa dạng và ở những vùng miền khác nhau thì ngôn điệu đối với biểu hiện cảm xúc cũng khác nhau. Trong khuôn khổ có hạn, luận án tập trung thực hiện nghiên cứu nhận dạng 4 cảm xúc cơ bản: vui, buồn, tức và bình thường với giọng phổ thông miền Bắc gồm cả giọng nam và nữ. Nghiên cứu của luận án nhằm nhận dạng cảm xúc chỉ qua diễn đạt câu nói mà tín hiệu tiếng nói đã thu thập được tương ứng và cũng không xét đến các từ cảm thán, hoặc biểu lộ cảm xúc qua khuôn mặt cũng như chưa thể xét đến suy nghĩ thực tế trong bộ não của con người liên quan đến cảm xúc. Chính vì vậy, chẳng hạn nếu người nói diễn đạt câu nói theo cảm xúc tức thì hệ thống nhận dạng là cảm xúc tức.
Mặc dù người nói đang tức song diễn đạt câu nói lại theo cảm xúc bình thường thì hệ thống nhận dạng là cảm xúc bình thường. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Về mặt lý thuyết, luận án góp phần làm sáng tỏ các mô hình nhận dạng tiếng nói và nhận dạng cảm xúc đối với tiếng Việt nói, đánh giá kết quả thử nghiệm với các mô hình nhận dạng cảm xúc tiếng Việt nói và tạo tiền đề cho các nghiên cứu tiếp theo về cảm xúc tiếng Việt. Về mặt thực tiễn, kết quả nghiên cứu của luận án có thể được ứng dụng đa dạng trong các lĩnh vực khoa học, công nghệ, đặc biệt trong lĩnh vực tương tác người-hệ thống sử dụng tiếng nói với việc tổng hợp và nhận dạng tiếng Việt có cảm xúc. 14 luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep do an to nghiep docx 123docz luan van hay luan van tot nghiep 6.
Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu thực hiện trong luận án là nghiên cứu lý thuyết kết hợp với thực nghiệm. Về mặt lý thuyết, luận án tìm hiểu tổng quan về cảm xúc trong tiếng nói, các phương pháp nhận dạng cảm xúc, các tham số đặc trưng của tín hiệu tiếng nói có ảnh hưởng đến cảm xúc xét theo phương diện tín hiệu tiếng nói đồng thời cũng trình bày một số mô hình nhận dạng cảm xúc tiếng nói được tổng hợp từ các tài liệu, bài báo khoa học. Về mặt thực nghiệm, lựa chọn và đánh giá bộ ngữ liệu cảm xúc tiếng Việt, sử dụng các bộ công cụ để tính toán, phân tích, thống kê và đánh giá các tham số đặc trưng, tiến hành nghiên cứu và thực hiện các thử nghiệm nhận dạng cảm xúc dựa trên các mô hình nhận dạng cảm xúc cho ngữ liệu tiếng Việt với bốn cảm xúc vui, buồn, tức, bình thường từ đó đánh giá kết quả đạt được để xác nhận giá trị của các mô hình và các tham số sử dụng. Kết quả mới của luận án Kết quả nghiên cứu mới của luận án có thể được tóm tắt tập trung vào các điểm chính sau: • Sử dụng các phương pháp thích hợp để đánh giá bộ ngữ liệu cảm xúc tiếng Việt từ đó đề xuất được bộ ngữ liệu cảm xúc tiếng Việt dùng cho thử nghiệm nhận dạng cảm xúc tiếng Việt nói.
• Nghiên cứu, khai thác và đề xuất được các mô hình GMM, DCNN và các tham số đặc trưng phù hợp cho nhận dạng cảm xúc tiếng Việt nói đồng thời đánh giá được ảnh hưởng của các tham số đặc trưng đến kết quả nhận dạng cảm xúc tiếng Việt với bốn cảm xúc vui, buồn, tức và bình thường. Cấu trúc của luận án Luận án được trình bày trong 4 chương với nội dung tóm tắt như sau: Chương 1: Tổng quan về cảm xúc và nhận dạng cảm xúc tiếng nói.