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Computer speech & language v.48, 2018년, pp.67 - 79   SCIE
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Application of the pairwise variability index of speech rhythm with particle swarm optimization to the classification of native and non-native accents

Gharsellaoui, Soumaya    (Department of Electrical and Computer Engineering, Université  ); Selouani, Sid Ahmed    (du Québec, Trois-Rivières, Québec, Canada   ); Cichocki, Wladyslaw    (Université  ); Alotaibi, Yousef    (de Moncton, Campus de Shippagan, Shippagan, New Brunswick, Canada   ); Dahmane, Adel Omar    (Department of French, University of New Brunswick, Fredericton, New Brunswick, Canada   );
  • 초록  

    Abstract This paper presents a technique that applies the pairwise variability index (PVI), a rhythm metric that quantifies variability in speech rhythm, to the classification of speech varieties. The technique combines the Particle Swarm Optimization (PSO) algorithm with a generalization of several rhythm metrics that are based on the PVI. The performance of this optimization-oriented classification is compared with classification that uses conventional (both PVI-based and interval-based) rhythm metrics. Application is made to the classification of native and non-native Arabic speech using data are from the West Point Arabic Speech Corpus; experiments are based on segmental durations and use Support Vector Machine (SVM) classification. Results show that the optimization-oriented classification provides a better discrimination between native and non-native speech varieties than classification based of the conventional rhythm metrics. When added to different combinations of these conventional metrics, the optimization-oriented procedure consistently improves classification rates. Highlights A new rhythm metric, Optimized Pairwise Variability Index (O-PVI), is proposed. The O-PVI provides a generalization of conventional PVI rhythm metrics. Particle Swarm Optimization (PSO) is used to select the best O-PVI parameters. The combined PSO/O-PVI approach achieves best classification of Arabic native/non-native speakers. Experiments compare interval- and PVI-based rhythm metrics.


  • 주제어

    Speech rhythm .   Rhythm metrics .   Pairwise variability index .   Classification .   Modern standard Arabic .   Particle swarm optimization .   Non-native accent.  

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