Advanced Quality Measures for Speech Translation

par Ngoc Tien Le

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de Laurent Besacier.

Le président du jury était Frédéric Béchet.

Le jury était composé de Benjamin Lecouteux.

Les rapporteurs étaient Yannick Estève, Georges Linarès.

  • Titre traduit

    Mesures de qualité avancées pour la traduction de la parole


  • Résumé

    Le principal objectif de cette thèse vise à estimer de manière automatique la qualité de la traduction de langue parlée (Spoken Language Translation ou SLT), appelée estimation de confiance (Confidence Estimation ou CE). Le système de SLT génère les hypothèses représentées par les séquences de mots pour l'audio qui contient parfois des erreurs. En raison de multiples facteurs, la sortie de SLT, ayant une qualité insatisfaisante, pourrait causer différents problèmes pour les utilisateurs finaux. Par conséquent, il est utile de savoir combien de confiance les tokens corrects pourraient être trouvés au sein de l'hypothèse. L'objectif de l'estimation de confiance consistait à obtenir des scores qui quantifient le niveau de confiance ou à annoter les tokens cibles en appliquant le seuil de décision (par exemple, seuil par défaut = 0,5). Dans le cadre de cette thèse, nous avons proposé un boîte à outils, qui consiste en un framework personnalisable, flexible et en une plate-forme portative, pour l'estimation de confiance au niveau de mots (Word-level Confidence Estimation ou WCE) de SLT.En premier lieu, les erreurs dans le SLT ont tendance à se produire sur les hypothèses de la reconnaissance automatique de la parole (Automatic Speech Recognition ou ASR) et sur celles de la traduction automatique (Machine Translation ou MT), qui sont représentées par des séquences de mots. Ce phénomène est étudié par l'estimation de confiance (CE) au niveau des mots en utilisant les modèles de champs aléatoires conditionnels (Conditional Random Fields ou CRF). Cette tâche, relativement nouvelle, est définie et formalisée comme un problème d'étiquetage séquentiel dans lequel chaque mot, dans l'hypothèse de SLT, est annoté comme bon ou mauvais selon un ensemble des traits importants. Nous proposons plusieurs outils servant d’estimer la confiance des mots (WCE) en fonction de notre évaluation automatique de la qualité de la transcription (ASR), de la qualité de la traduction (MT), ou des deux (combiner ASR et MT). Ce travail de recherche est réalisable parce que nous avons construit un corpus spécifique, qui contient 6.7k des énoncés pour lesquels un quintuplet est normalisé comme suit : (1) sortie d’ASR, (2) transcription en verbatim, (3) traduction textuelle, (4) traduction vocale et (5) post-édition de la traduction. La conclusion de nos multiples expérimentations, utilisant les traits conjoints entre ASR et MT pour WCE, est que les traits de MT demeurent les plus influents, tandis que les traits de ASR peuvent apporter des informations intéressantes complémentaires.En deuxième lieu, nous proposons deux méthodes pour distinguer des erreurs susceptibles d’ASR et de celles de MT, dans lesquelles chaque mot, dans l'hypothèse de SLT, est annoté comme good (bon), asr_error (concernant les erreurs d’ASR) ou mt_error (concernant les erreurs de MT). Nous contribuons donc à l’estimation de confiance au niveau de mots (WCE) pour SLT par trouver la source des erreurs au sein des systèmes de SLT.En troisième lieu, nous proposons une nouvelle métrique, intitulée Word Error Rate with Embeddings (WER-E), qui est exploitée afin de rendre cette tâche possible. Cette approche génère de meilleures hypothèses de SLT lors de l'optimisation de l'hypothèse de N-meilleure hypothèses avec WER-E.En somme, nos stratégies proposées pour l'estimation de la confiance se révèlent un impact positif sur plusieurs applications pour SLT. Les outils robustes d’estimation de la qualité pour SLT peuvent être utilisés dans le but de re-calculer des graphes de la traduction de parole ou dans le but de fournir des retours d’information aux utilisateurs dans la traduction vocale interactive ou des scénarios de parole aux textes assistés par ordinateur.Mots-clés: Estimation de la qualité, Estimation de confiance au niveau de mots (WCE), Traduction de langue parlée (SLT), traits joints, Sélection des traits.


  • Résumé

    The main aim of this thesis is to investigate the automatic quality assessment of spoken language translation (SLT), called Confidence Estimation (CE) for SLT. Due to several factors, SLT output having unsatisfactory quality might cause various issues for the target users. Therefore, it is useful to know how we are confident in the tokens of the hypothesis. Our first contribution of this thesis is a toolkit LIG-WCE which is a customizable, flexible framework and portable platform for Word-level Confidence Estimation (WCE) of SLT.WCE for SLT is a relatively new task defined and formalized as a sequence labelling problem where each word in the SLT hypothesis is tagged as good or bad accordingto a large feature set. We propose several word confidence estimators (WCE) based on our automatic evaluation of transcription (ASR) quality, translation (MT) quality,or both (combined/joint ASR+MT). This research work is possible because we built a specific corpus, which contains 6.7k utterances for which a quintuplet containing: ASRoutput, verbatim transcript, text translation, speech translation and post-edition of the translation is built. The conclusion of our multiple experiments using joint ASR and MT features for WCE is that MT features remain the most influent while ASR features can bring interesting complementary information.As another contribution, we propose two methods to disentangle ASR errors and MT errors, where each word in the SLT hypothesis is tagged as good, asr_error or mt_error.We thus explore the contributions of WCE for SLT in finding out the source of SLT errors.Furthermore, we propose a simple extension of WER metric in order to penalize differently substitution errors according to their context using word embeddings. For instance, the proposed metric should catch near matches (mainly morphological variants) and penalize less this kind of error which has a more limited impact on translation performance. Our experiments show that the correlation of the new proposed metric with SLT performance is better than the one of WER. Oracle experiments are also conducted and show the ability of our metric to find better hypotheses (to be translated) in the ASR N-best. Finally, a preliminary experiment where ASR tuning is based on our new metric shows encouraging results.To conclude, we have proposed several prominent strategies for CE of SLT that could have a positive impact on several applications for SLT. Robust quality estimators for SLT can be used for re-scoring speech translation graphs or for providing feedback to the user in interactive speech translation or computer-assisted speech-to-text scenarios.Keywords: Quality estimation, Word confidence estimation (WCE), Spoken Language Translation (SLT), Joint Features, Feature Selection.


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