A conversão de voz é um problema emergente em processamento de fala e voz com um crescente interesse comercial, tanto em aplicações como Tradução Fala para Fala (Speech-to-Speech Translation - SST) e em sistemas Text-To-Speech (TTS) personalizados. Um sistema de Conversão de Voz deve permitir o mapeamento de características acústicas de sentenças pronunciadas por um falante origem para valores correspondentes da voz do falante destino, de modo que a saída processada é percebida como uma sentença pronunciada pelo falante destino. Nas últimas duas décadas, o número de contribuições cientícas relacionadas ao problema de conversão de voz tem crescido consideravelmente, e um panorama sólido do processo histórico, assim como de técnicas propostas são indispensáveis para contribuição neste campo. O objetivo deste trabalho é realizar um levantamento geral das técnicas utilizadas para resolver o problema, apontando vantagens e desvantagens de cada método, e a partir deste estudo, desenvolver novas ferramentas. Dentre as contribuições do trabalho, foram desenvolvidos um método para decomposição espectral em termos de bases radiais, mapas fonéticos articiais, agrupamentos k-verossímeis, funções de empenamento em frequência entre outras, com o intuito de implementar um sistema de conversão de voz inter-linguístico independente de texto de alta qualidade. / Voice conversion is an emergent problem in voice and speech processing with increasing commercial interest, due to applications such as Speech-to-Speech Translation (SST) and personalized Text-To-Speech (TTS) systems. A Voice Conversion system should allow the mapping of acoustical features of sentences pronounced by a source speaker to values corresponding to the voice of a target speaker, in such a way that the processed output is perceived as a sentence uttered by the target speaker. In the last two decades the number of scientic contributions to the voice conversion problem has grown considerably, and a solid overview of the historical process as well as of the proposed techniques is indispensable for those willing to contribute to the eld. The goal of this work is to provide a critical survey that combines historical presentation to technical discussion while pointing out advantages and drawbacks of each technique, and from this study, to develop new tools. Some contributions proposed in this work include a method for spectral decomposition in terms of radial basis functions, articial phonetic map, warping functions among others, in order to implement a text-independent crosslingual voice conversion system of high quality.

O presente trabalho de doutorado teve por objetivo a criaçãao de uma nova família de transformadas wavelet, chamadas Morphlets, que é específica para o processo de conversão de voz. Antes de explicar a criação da Morphlet, foi apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre o funcionamento da Transformada Discreta Wavelet, sobre os processos de conversão de voz, algoritmos para criação de novas wavelets, entre outros tópicos. Em seguida é feita uma descrição detalhada da técnica utilizada para criação das Morphlets e, posteriormente, foi apresentado um novo algoritmo para conversão de voz baseado nas Morphlets. A criação das Morphlet, assim como o algoritmo proposto para conversão de voz baseado nela, inexistem na literatura, até o presente momento. Para testar à eficiência da técnica proposta de conversão de voz usando as Morphlets foram realizados testes diversos, principalmente baseados em critérios perceptuais, sendo os resultados obtidos motivadores, o que indicou um avanço na área. / The objective of this PhD work is the creation of a new family of wavelet transforms, called Morphlets, particularly designed for voice conversion. Before explaining the creation of this new family of transforms, a brief literature review on the Discrete Wavelet Transform, voice morphing procedures, algorithms to create specific wavelets, among other topics, was presented. This is followed by a detailed description of the technique used to create the new family of wavelets and, then, the algorithm for voice conversion based on this new transform. To date, the creation of Morphlets and the algorithm for voice conversion do not exist in the literature. In order to test the effectiveness of the proposed approach, many tests, mainly based on perceptual criteria, were performed. The results indicate an improvement in the area.

O presente trabalho de doutorado teve por objetivo a criaçãao de uma nova família de transformadas wavelet, chamadas Morphlets, que é específica para o processo de conversão de voz. Antes de explicar a criação da Morphlet, foi apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre o funcionamento da Transformada Discreta Wavelet, sobre os processos de conversão de voz, algoritmos para criação de novas wavelets, entre outros tópicos. Em seguida é feita uma descrição detalhada da técnica utilizada para criação das Morphlets e, posteriormente, foi apresentado um novo algoritmo para conversão de voz baseado nas Morphlets. A criação das Morphlet, assim como o algoritmo proposto para conversão de voz baseado nela, inexistem na literatura, até o presente momento. Para testar à eficiência da técnica proposta de conversão de voz usando as Morphlets foram realizados testes diversos, principalmente baseados em critérios perceptuais, sendo os resultados obtidos motivadores, o que indicou um avanço na área. / The objective of this PhD work is the creation of a new family of wavelet transforms, called Morphlets, particularly designed for voice conversion. Before explaining the creation of this new family of transforms, a brief literature review on the Discrete Wavelet Transform, voice morphing procedures, algorithms to create specific wavelets, among other topics, was presented. This is followed by a detailed description of the technique used to create the new family of wavelets and, then, the algorithm for voice conversion based on this new transform. To date, the creation of Morphlets and the algorithm for voice conversion do not exist in the literature. In order to test the effectiveness of the proposed approach, many tests, mainly based on perceptual criteria, were performed. The results indicate an improvement in the area.

A conversão de voz é um problema emergente em processamento de fala e voz com um crescente interesse comercial, tanto em aplicações como Tradução Fala para Fala (Speech-to-Speech Translation - SST) e em sistemas Text-To-Speech (TTS) personalizados. Um sistema de Conversão de Voz deve permitir o mapeamento de características acústicas de sentenças pronunciadas por um falante origem para valores correspondentes da voz do falante destino, de modo que a saída processada é percebida como uma sentença pronunciada pelo falante destino. Nas últimas duas décadas, o número de contribuições cientícas relacionadas ao problema de conversão de voz tem crescido consideravelmente, e um panorama sólido do processo histórico, assim como de técnicas propostas são indispensáveis para contribuição neste campo. O objetivo deste trabalho é realizar um levantamento geral das técnicas utilizadas para resolver o problema, apontando vantagens e desvantagens de cada método, e a partir deste estudo, desenvolver novas ferramentas. Dentre as contribuições do trabalho, foram desenvolvidos um método para decomposição espectral em termos de bases radiais, mapas fonéticos articiais, agrupamentos k-verossímeis, funções de empenamento em frequência entre outras, com o intuito de implementar um sistema de conversão de voz inter-linguístico independente de texto de alta qualidade. / Voice conversion is an emergent problem in voice and speech processing with increasing commercial interest, due to applications such as Speech-to-Speech Translation (SST) and personalized Text-To-Speech (TTS) systems. A Voice Conversion system should allow the mapping of acoustical features of sentences pronounced by a source speaker to values corresponding to the voice of a target speaker, in such a way that the processed output is perceived as a sentence uttered by the target speaker. In the last two decades the number of scientic contributions to the voice conversion problem has grown considerably, and a solid overview of the historical process as well as of the proposed techniques is indispensable for those willing to contribute to the eld. The goal of this work is to provide a critical survey that combines historical presentation to technical discussion while pointing out advantages and drawbacks of each technique, and from this study, to develop new tools. Some contributions proposed in this work include a method for spectral decomposition in terms of radial basis functions, articial phonetic map, warping functions among others, in order to implement a text-independent crosslingual voice conversion system of high quality.