Une plate-forme ouverte pour la conception et l'implémentation de systèmes de dialogue vocaux en langage naturel

An open-source framework for supporting the design and implementation of natural-language spoken dialog systems

• Auteur / Autrice : Pierrick Milhorat
• Direction : Gérard Chollet, Jérôme Boudy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Signal et images
• Date : Soutenance le 17/12/2014
• Etablissement(s) : Paris, ENST
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : David Sadek
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Charles Rich, Marìa Inés Torres
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Pietquin, Kristiina Jokinen

Mots clés

Mots clés contrôlés

Systèmes homme-machine

Traitement automatique du langage naturel

Traitement automatique de la parole

Mots clés libres

Système de dialogue vocal

Spoken dialog system

Résumé

L'interaction vocale avec des systèmes automatiques connaît, depuis quelques années, un accroissement dans l'intérêt que lui porte tant le grand public que la communauté de la recherche. Cette thèse s'inscrit dans ce cadre pour aborder le sujet depuis deux points de vue complémentaires. D'une part, celui apparent de la fiabilité, de l'efficacité et de l'utilisabilité de ces interfaces. D'autre part, les aspects de conception et d'implémentation sont étudiés pour apporter des outils de développement aux concepteurs plus ou moins initiés de tels systèmes. A partir des outils et des évolutions dans le domaine, une plate-forme modulaire de dialogue vocal a été agrégée. L'interaction continue, basée sur une "écoute" permanente du système pose des problèmes de segmentation, de débruitage, de capture de son, de sélection des segments adressés au système, etc... Une méthode simple, basée sur la comparaison des résultats de traitements parallèles a prouvé son efficacité, tout comme ses limites pour une interaction continue avec l'utilisateur. Les modules de compréhension du langage forment un sous-système interconnecté au sein de la plate-forme. Ils sont les adaptations d'algorithmes de l'état de l'art comme des idées originales. Le choix de la gestion du dialogue basé sur des modèles de tâches hiérarchiques, comme c'est la cas pour la plate-forme, est argumenté. Ce formalisme est basé sur une construction humaine et présente, de fait, des obstacles pour concevoir, implémenter, maintenir et faire évoluer les modèles. Pour parer à ceux-ci, un nouveau formalisme est proposé qui se transforme en hiérarchie de tâches grâce aux outils associés.

Recently, global tech companies released so-called virtual intelligent personal assistants.This thesis has a bi-directional approach to the domain of spoken dialog systems. On the one hand, parts of the work emphasize on increasing the reliability and the intuitiveness of such interfaces. On the other hand, it also focuses on the design and development side, providing a platform made of independent specialized modules and tools to support the implementation and the test of prototypical spoken dialog systems technologies. The topics covered by this thesis are centered around an open-source framework for supporting the design and implementation of natural-language spoken dialog systems. Continuous listening, where users are not required to signal their intent prior to speak, has been and is still an active research area. Two methods are proposed here, analyzed and compared. According to the two directions taken in this work, the natural language understanding subsystem of the platform has been thought to be intuitive to use, allowing a natural language interaction. Finally, on the dialog management side, this thesis argue in favor of the deterministic modeling of dialogs. However, such an approach requires intense human labor, is prone to error and does not ease the maintenance, the update or the modification of the models. A new paradigm, the linked-form filling language, offers to facilitate the design and the maintenance tasks by shifting the modeling to an application specification formalism.