Caracterização prosódica das disfluências e suas implicações para o processamento de fala

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1 technology from seed" Caracterização prosódica das disfluências e suas implicações para o processamento de fala Helena Moniz CLUL/INESC-ID

2 Resenha Conceitos prosódicos Sistemas de anotação prosódica Diferenciação de estruturas linguísticas por mecanismos prosódicos Prosódia e processamento automático de língua natural Área de aplicação: as disfluências Caracterização segmental e prosódica das disfluências Natureza fluente/disfluente Teste percetivo e CART Conclusões 2

3 Juízos de valor sobre oradores: fundamentos prosódicos?

4 Conceitos prosódicos Prosódia: estudo das sequências que vão da sílaba à frase (nível suprassegmental) ritmo e entoação da língua Prosódia constituída por 3 propriedades/traços: duração (medida em milissegundos) intensidade (medida em decibéis, corresponde à energia de um som) acento (proeminência de uma palavra em relação às adjacentes)

5 Organização prosódica diferentes propostas de hierarquização de constituintes prosódicos, mas um princípio comum: a sequência fónica é constituída por proeminências distintas. enunciado sintagma entoacional sintagma fonológico palavra prosódica sílaba línguas podem ter uma organização fonológica diferente (Japonês vs Português).

6 Línguas tonais e línguas entoacionais Línguas tonais distinção entre significados de palavras contrastes gramaticais distinções pragmáticas e discursivas Chinês standard, Cantonês, Thai, etc. Línguas entoacionais distinção entre tipos frásicos distinções pragmáticas e discursivas Línguas Românicas (Português, Castelhano, Francês, Italiano), Inglês, etc..

7 Configuração de diferentes significados Informação nova/já dada fraseamento e desambiguação sintáctica mecanismos discursivos funções pragmáticas emoções Contorno entoacional, localização e tipo de tom, amplitude e gama de variação de F0, velocidade de fala

8 ToBI (Tones and Break Indices)

9 ToBI Sistema de anotação de tons (Tones) e índices de ruturas (Break Indices), inicialmente usado para descrever o inglês americano. 4 fiadas: ortografia tons índices de ruturas miscelânea (efeitos paralinguísticos, disfluências e comentários)

10 ToBI Eventos tonais H (high) e L (low) monotonais ou bitonais acentos tonais e tons de constituinte ou de fronteira. Índices de ruptura níveis de relação entre as palavras: da co-articulação máxima ou ruptura 0 a níveis de disjunção 4 (e.g., fim de enunciado).

11 Exemplo de declarativa neutra 11

12 Exemplo de interrogativa global 12

13 Melodias e interpretação de significados Interrogativa global vs concordância-continuação

14 Por que razão devem os engenheiros importar-se com a prosódia? E. Shriberg (2008) Crescente interesse nas áreas do processamento automático síntese de fala reconhecimento de fala sistemas de diálogo

15 Extração de pistas prosódicas Software público (Praat e snack) Extracção de F0 e energia do áudio (pistas a serem pósprocessadas) interpolação para retirar efeitos de micro-prosódia normalização de F0 e energia Alinhamento de F0 e energia com as palavras e os fones reconhecidos automaticamente

16 Áreas de aplicação Detecção de frases faladas /enunciados para tarefas de pontuação (Batista, 2008; 2009): extracção de informação, tradução automática, sumariação extractiva Computação realizada com pistas prosódicas e lexicais combinadas prosódicas ( F0, duração, energia) modeladas, e.g., com árvores de decisão; lexicais (n-gramas de palavras e marcas de pontuação) modelos de língua; combinação através, e.g., modelos de máxima entropia

17 Motivação Área de aplicação que não estava descrita linguisticamente para o português Controvérsia: erros vs mecanismos linguísticos fluentes Padrões regulares em diferentes línguas Caracterização importante para diferentes áreas: Linguística, ASRU, TTS, Diálogos e Agentes Conversacionais, etc.

18 Exemplos de disfluências em aulas univeritárias Pausas preenchidas <aa> Houve um marco fundamental na evolução da indústria informática Alongamentos regularização de existências e= o que é que aconteceu agora? Repetições é preciso codificar <não é> não é directo Fragmentos porque não há <direcç-> direccionalidade na relação Substituições que, aliás, <sai> saiu na vossa ficha 18

19 Exemplos de disfluências em aulas univeritárias Apagamentos <significa isto que se nós considerarmos nós temos aqui> Ah, e no fim, e no fim, diz aí que vocês tinham ainda um stock de cento e cinquenta traves, Sequências complexas O ano passado houve uns colegas vossos da matemática que <fizeram o projecto só qua-> queriam fazer o projecto quase só com strings. Marcadores de edição esta cobra <que une que vai que não é que une> que vai depois 19

20 Modelo de auto-monitorização Levelt (1983; 1989) O falante monitoriza o seu próprio discurso e o dos seus interlocutores: Conceção da mensagem pretendida (clarificação ou correcção da mensagem); Estruturação formal da mensagem (coesão e coerência); Erros lexicais (seleção lexical); Erros sintáticos ou morfológicos (concordâncias); Erros fonológicos (seleção de fones, comutação de sílabas); Inadequação à situação comunicativa (contexto apropriado, estatuto social dos interlocutores).

21 Modelo de auto-monitorização de Levelt (1983; 1989) Como e quando interrompe o seu discurso: Regra Geral de Interrupção o falante interrompe o discurso assim que detecta um erro, não respeitando fronteiras de palavra. As auto-correcções podem ser explícitas (são produzidas) e nãoexplícitas (não chegam a ser produzidas). Uso de marcadores de edição e de pausas preenchidas, para sinalizar que vai ser feita uma correção.

22 Modelo de auto-monitorização de Levelt (1983; 1989) A forma como o corrige (restrições linguísticas várias): Boa formação de constituintes (são respeitados e reconstituídos): seguem as regras das estruturas coordenadas. Convenção da identidade da palavra e/ou a convenção da categoria da palavra (ex. manter a preposição e introduzir uma outra palavra). Marcação prosódica (diferença de valores da frequência fundamental, amplitude e duração) dos constituintes que são erros, semanticamente motivada.

23 Estrutura de uma sequência disfluente

24 Corpora ( 1999 (Mata, CPE-FACES apresentações orais no 3º ciclo ( professora 2h de fala espontânea e preparada (4 alunos e 1 anotação manual de disfluências (Shriberg, 1994; Eklund, 2004), anotação morfo-sintática e prosódica ( 2008 al. LECTRA (Trancoso et aulas universitárias ( professores 10h de fala preparada e espontânea (5 anotação manual de disfluências (Shriberg, 1994; Eklund, 2004), anotação morfo-sintática e prosódica 24

25 Análise de frequência das disfluências % de disfluências 13,24% (1569 disfluências e palavras) no corpus do básico 7,0% professora do básico (341 em 4530 palavras) 3,16% no já tratado do universitário (273 em 8636 palavras) Valores estão de acordo com os reportados na literatura: intervalo de 5% a 10% em diálogos humanos (Shriberg, 2001) média de 6% (Fox Tree, 1995) em diferentes aplicações Alongamentos, pausas preenchidas e repetições são mais frequentes.

26 Frequência no corpus do básico Categoria Sequência complexa Isolada ou mesma categoria Alongamentos 497/31,68% 288/45,93% Repetições 485/30,91% 94/14,99% Pausas Preenchidas 274/17,46% 198/31,58% Substituições 177/11,28% 23/3,67% Apagamentos 112/7,14% 24/3,83% Marcadores de edição 20/1,28% 0/0% Inserções 4/0,25% 0/0% Total 1569/100% 627/100%

27 Frequência nas aulas universitárias s1 s2 s3 s4 s5 Total pausas preenchidas complexas repetições alongamentos apagamentos substituições fragmentos total

28 Frequência por falante e situação Frequência superior de disfluências na situação preparada: evidência para uma maior monitorização e adaptação por parte do falante à situação específica. Classificação de Shriberg: falantes como repeaters vs deleters. falantes são mais repetidores. Professora produz mais pausas preenchidas do que os alunos, mas com maior controlo na sua distribuição; repetições com inserções, como estratégia pedagógica de reforço.

29 Caracterização linguística 5 formas distintas <anotação ortográfica> uma vogal central alongada: <aa> <ee> um murmúrio nasal: <mm> combinação de ambas: <aam> <eem> Qualidade da vogal central: ] ou [ 6: ] (mais frequente) Alguns falantes usam consistentemente [ 1: ] em vez de ] / [ 6: ] Outros ambas, por vezes no mesmo enunciado Contrariamente ao observado para outras línguas não se comportam como palavras plenas não estão sujeitas à mesma variação contextual O mesmo parece acontecer com os alongamentos

30 Pausas preenchidas: tipologias de línguas Inventário extraído de Clark & Fox Tree (2002)

31 Pausas preenchidas e alongamentos (isolados) Aluno Professora Funções distintas como afirmam Clark & Fox Tree (2002) e Eklund (2004)? Acústica e funcionalmente similares, como sugerem os dados? <mm> - categoria separada ou recurso linguístico ao serviço do prolongamento de pausas preenchidas e alongamentos?

32 Distribuição contextual de pausas preenchidas e alongamentos (Dis)FLs Constit.s Oração Frase aam 7,5% 15,0% 77,5% aa 30,3% 25,7% 44,0% mm 7,7% 92,3% 0% Alonga/.s 34,2% 56,5% 9,3%

33 Padrões temporais Diferenças significativas (ANOVA: p<001): entre aa e aam entre alongamentos e mm, mas não entre mm e aam, sendo que este último par permite ganhar mais tempo do que os restantes. Pausas silenciosas antes e depois com comportamento similar ao verificado para estes pares. (Dis) Fluência s Pausas Silenc. Antes Duração das (Dis)FLs Pausas Silenc. Após aam 800 ms 655 ms 616 ms aa 603 ms 378 ms 166 ms mm 651 ms 585 ms 744 ms Alonga/ s 416 ms 392 ms 277 ms

34 Teste perceptivo 34

35 Teste percetivo 35

36 Teste percetivo 30 estímulos Classificação manual de momentos de facilidade de expressão (fluência/disfluência, H. Riggenbach ed., 2000) numa escala de 5 níveis por 3 anotadores independentes 95% de concordância 40 participantes 20 engenheiros e 20 professores de português 5 vezes cada estímulo 36

37 Teste percetivo % (Dis)fluency Ratings PRL PRLs FP FPs SUB DEL FRAG REP Varia REPs Categories 37

38 Teste percetivo Concordância de 80% com os juízos dos anotadores Participantes rejeitam todas as sequências com disfluências complexas Participantes preferem alongamentos e pausas preenchidas Alongamentos julgados fluentes: ocorrem em conjunções coordenativas ou completivas não perturbam o contorno global de F0 Pausas preenchidas julgadas fluentes: têm contorno estacionário ocorrem em fronteiras de sintagmas entoacionais comportam-se como parentéticas não perturbam o contono global de F0 38

39 CART Objectivo: quais as pistas linguísticas mais salientes quando se classificam todos os tipos ditos de disfluências como fluentes ou disfluentes? 39

40 CART Resultados apontam 2 pistas: índices de ruptura e contono de F0 Eventos produzidos numa fronteira 3/4 são considerados fluentes vs. eventos dentro de um constituinte Eventos com contornos estacionários ou ascendentes vs descendente 40

41 Conclusões Resultados apontam para padrões regulares na produção das disfluências (fraseamento e contorno de F0). Fraseamento prosódico (rupturas 3 e 4) é crucial para realizar uma tarefa de avaliação de níveis de fluência/ disfluência. Contorno estacionário ou ascendente também influencia a classificação vs. descendente e com efeitos glotais. Características são salientes tanto no teste perceptivo quanto na CART. 41

42 Contribuições para uma definição de fluência A fala espontânea é regulada, estruturada, organizada e hierarquizada em função do todo discursivo. A produção consciente dos fenómenos (dis)fluentes envolve condicionantes linguísticas (contextualização, localização, padrões temporais e funções). As categorias não são todas disfluentes e podem mesmo contribuir para o planeamento on-line dos enunciados. A fluência pode ser entendida, também, como: a propriedade e mestria no uso e integração de disfluências no todo discursivo.

43 Reflexão Somos diariamente cirurgiões da mensagem que ouvimos e/ou produzimos, sem nunca atendermos realmente a todos os contornos que podem estar contemplados na mera produção e na perceção de uma (dis)fluência.

44 Referências Beckman, M. (2003). The meaning of intonational structure. Proc. of ICPhS. Barcelona. Blaauw, E. (1995). On the perceptual classification of spontaneous and read speech. Utrecht: Led. Bolinger, D. (1986). Intonation and its parts: melody in spoken English. Stanford: Stanford University Press. Clark, H. (2002). Speaking in time. Speech Communication, 36, Cruz-Ferreira (1998). Intonation in European Portuguese. In Hirst, D & A. Di Cristo (eds.). Intonation systems. Cambridge: Cambridge University Press, Cruz-Ferreira (1983). Non-native comprehension of intonation patterns in Portuguese and in English. Dissertação de Doutoramento. University of Manchester. Falé, I. (2006). Categorical perception of intonation contrasts in European Portuguese. In ICPhS. Falé, I. (2005). Percepção e reconhecimento da informação entoacional em Português Europeu. Dissertação de Doutoramento. Universidade de Lisboa. Falé, I. (1995). Fragemnto da prosódia do Português Europeu: as estruturas coordenadas. Dissertação de Mestrado. Universidade de Lisboa. Frota, S. (no prelo). The intonation of European Portuguese. In Jun, Sun-Ah (ed.). Prosodic Typology II: the Phonology and Intonation of Phrasing. Oxford University Press. Frota, S. (2002). Nuclear falls and rises in European Portuguese: a phonological analysis of declarative and question intonation. Probus, 14, Frota, S. (2000) Prosody and focus in European Portuguese. Phonological phrasing and intonation. New York: Garland Publishing. Frota, S. (1998). Prosody and Focus in European Portuguese. Dissertação de Doutoramento. Universidade de Lisboa. Frota, S. (1991). Para a Prosódia da Frase: Quantificador, Advérbio e Marcação Prosódica. Tese de Mestrado. Universidade de Lisboa.

45 Referências Hirschberg, J. (2003). "Pragmatics and Intonation. Handbook of Pragmatics, L. Horn & G. Ward (eds), Blackwell. Ladd, R. (1996). Intonational phonology. Cambridge: Cambridge University Press. Martins, F. (1986). Entoação e organização do enunciado. Dissertação de Mestrado. Universidade de Lisboa. Mata, I. (1999). Para o estudo da entoação em fala espontânea e preparada em Português Europeu. Metodologia, resultados e implicações didácticas. Dissertação de Doutoramento. Universidade de Lisboa. Mata, I. (1992). Questão da entoação e interrogação em Português. «Isso é uma pergunta?». In Pereira, I., Mata, I. & M. Freitas. Estudos em prosódia. Lisboa: Edições Colibri, Mata, I. (1990). Questões de entoação e interrogação em Português. «Isso é uma pergunta?». Dissertação de Mestrado. Universidade de Lisboa. Mateus et al. (2003). Gramática da Língua Portuguesa. Lisboa: Editorial Caminho. Nespor & Vogel (1986). Prosodic phonology. Dordrecht: Foris publications. Ostendorf et al (2008). Viana, M. C. (1987). Para a síntese da entoação do Português. Dissertação de Carreira de Investigação. Universidade de Lisboa. Vigário, M. (1995). Aspectos da prosódia do Português Europeu. Estruturas com advérbios de exclusão e negação frásica. Dissertação de Mestrado. Universidade do Minho.

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