Reconocimiento de voz codificada sobre redes IP

El rapido desarrollo de diversas redes inalambricas, como por ejemplo 3G, redes WiFi y Bluetooth, ha propiciado que los terminales moviles incrementen sustancialmente su conectividad. Paralelamente, estos dispositivos tienden a reducir sus dimensiones para aumentar su portabilidad, lo que dificulta la accesibilidad de sus interfaces. Esta tendencia imposibilita, en cierta medida, el desarrollo de nuevos servicios sobre redes inalambricas. Por ello, se hace necesario el desarrollo de nuevos interfaces, que proporcionen una facil interaccion multimodal, para la proxima generacion de dispositivos moviles. En este escenario, el reconocimiento automatico del habla es un camino prometedor para un acceso facil y natural a nuevas aplicaciones. Sin embargo, los terminales moviles se caracterizan por tener una capacidad de computo restringida, asi como una duracion de bateria limitada. El reconocimiento remoto de voz permite salvar estas restricciones ubicando las tareas de mayor coste computacional en un servidor remoto, es decir, fuera del propio dispositivo movil. Uno de los aspectos claves del panorama actual de las telecomunicaciones es la convergencia de las distintas redes inalambricas hacia las redes IP. Asi, en un futuro cercano, este tipo de redes presentaran un alcance practicamente global, posibilitando el reconocimiento remoto de la voz de forma ubicua. Como desventaja, estas redes resultan propensas a perdidas de paquetes, ya que no fueron originariamente disenadas para la transmision de datos en tiempo real. El interes de esta tesis se centra en el analisis de las degradaciones ocasionadas por las perdidas de paquetes sobre el reconocimiento de voz codificada, asi como la propuesta y posterior desarrollo de soluciones para prevenir, reducir y compensar los efectos degradantes. El rendimiento de la arquitectura de reconocimiento remoto vendra supeditado a la robustez del esquema de codificacion de voz utilizado. Los codificadores convencionales consiguen reducir sustancialmente la tasa de transmision haciendo uso de tecnicas predictivas que explotan las correlaciones temporales de la voz. No obstante, estas tecnicas predictivas introducen fuertes dependencias intertrama, de modo que una perdida de un paquete no solo afecta al segmento de voz correspondiente, sino que ademas genera una propagacion de error en los paquetes posteriores, reduciendo severamente la precision del reconocimiento. Por otro lado, los decodificadores integran sus propios algoritmos de mitigacion de perdidas, los cuales estan basados en consideraciones perceptuales que no son adecuadas para las tareas de reconocimiento. Para combatir estas degradaciones, proponemos diferentes tecnicas, las cuales pueden dividirse en dos clases en funcion de si actuan en el emisor o en el receptor. En cuanto a las tecnicas basadas en el emisor, en esta tesis realizamos dos propuestas. La primera de ellas consiste en llevar a cabo una combinacion de diferentes esquemas de codificacion, mezclando tramas independientes y dependientes, de modo que, por un lado, se consigue limitar la posible propagacion de error (tramas independientes) y, por otro, se obtiene una tasa de codificacion moderada (tramas dependientes). La segunda de las propuestas emplea codigos FEC especificos, basados en la codificacion multipulso, que permiten reducir la propagacion de error mediante un incremento limitado de la tasa de codificacion. Ambas tecnicas, ademas de aumentar la precision de reconocimiento, consiguen mejorar la calidad perceptual en la sintesis de voz. Por otra parte, tambien proponemos un conjunto de tecnicas de mitigacion basadas en el receptor. En este caso, el proceso de reconstruccion se lleva a cabo mediante estimacion MMSE. Esta tecnica consigue buenos resultados ya que emplea un modelado estadistico de la evolucion temporal de la voz y de las distorsiones originadas por las perdidas. Ademas, esta tecnica permite determinar valores de confianza asociados a las reconstrucciones realizadas, los cuales pueden ser utilizados para tratar las perdidas en el propio reconocedor. Finalmente, en esta tesis se proponen esquemas para la transformacion directa de los parametros de voz codificada en vectores de caracteristicas para el reconocimiento, a los que nos referimos como transaparametrizadores. Estas soluciones permiten soslayar ciertas consideraciones preceptuales del proceso de decodificacion de voz, las cuales no son oportunas para el reconocimiento, asi como adaptar eficientemente las tecnicas basadas en el receptor.