Esta Tese apresenta a investigação de técnicas computacionais que permitam a simulação computacional da compreensão de frases faladas. Esta investigação é baseada em estudos neurocognitivos que descrevem o processamento do cérebro ao interpretar a audição de frases. A partir destes estudos, realiza-se a proposição do COMFALA, um modelo computacional para representação do processo de compreensão da fala. O COMFALA possui quatro módulos, correspondentes às fases do processamento cerebral: processamento do sinal de fala, análise sintática, análise semântica e avaliação das respostas das análises. Para validação do modelo são propostas implementações para cada módulo do COMFALA. A codificação do sinal se dá através das transformadas ondeletas (wavelets transforms), as quais permitem uma representação automática de padrões para sistemas conexionistas (redes neurais artificiais) responsáveis pela análise sintática e semântica da linguagem. Para a análise sintática foi adaptado um sistema conexionista de linguagem escrita. Por outro lado, o sistema conexionista de análise semântica realiza agrupamentos por características prosódicas e fonéticas do sinal. Ao final do processo, compara-se a saída sintática com a semântica, na busca de uma melhor interpretação da fala.

Este trabalho apresenta um modelo de rede neural voltado ao tratamento de informagbes codificadas em sequencias, tendo em vista que esta classe de informações nao tem um tratamento adequado nos modelos convencionais. Isso decorre da caracteristica destes modelos convencionais de manipular isoladamente as celulas de informacao apresentadas como entrada, sem Integra-las entre si. O modelo utiliza paradigmas a mecanismos conhecidos, tais coma a regra de HEBB, o modelo de Energia de Hopfield e o paradigma de organizacao em camadas, compondo-os com novas ideias e mecanismos direcionados para o tratamento de sequencias, em um sistema exploratório, extraindo com isso novas propriedades nao existentes em modelos tradicionais. Os novas mecanismos propostos permitem uma integragao entre entradas a rede e o contexto no qual elas sao apresentadas, para que com isso se forme uma Unica representacAo interna para Coda uma seqUencia de entradas. Todo o trabalho de validaco do modelo foi baseado em simulac6es, para as quaffs foi desenvolvido um ambiente em estacao de trabalho, dotado de interface grafica que permite o acompanhamento visual do funcionamento da rede. Para viabilizar a validacao do modelo por meio das simulac6es, tendo em vista os limites computacionais dos recursos disponiveis, foi proposto e utilizado um sistema de codificacao de informacbes ficticias simplicadas baseadas na fala, mais especificamente na organizacao fonetica. O sistema de codificação, embora simplificado, incorpora as mais importantes caracteristicas da codificação de informacbes realizada na fala, pelo menos pelo ponto de vista de seu reconhecimento por mein de redes neurais. / This work presents a Neural Network model to process sequence information, since this information class does not have a reasonable treatment in the conventional models. This is due to this models features that manipulate incoming information cells individually, without integrating them. The model uses already known mechanisms and paradigms, like the HEBB's rule, the Hopfield's Energy Model and the layer organization paradigm, added with new ideas and mechanisms for the sequence handling in a exploratory system, so that it extracts new properties not found in traditional models. The proposed new mechanisms allow the integration between network entries and context , in order to generate a unique internal representation. The model was validated through simulations. A workstation based environment was designed and implemented to support them. It incorporates a graphical interface that permits the network behavior visualization. In order to enable the model's validation through simulations and considering the computational limits of the available resources, a codification system was proposed to generate simplified ficticious and speech based informations. Although simplified, this codification system incorporates the most important features of the information codification that occur in the speech, at least from its neural network based recognition point of view.

Este trabalho relata o desenvolvimento de uma aplicação capaz de reconhecer um vocabulário restrito de comandos de direcionamento pronunciados de forma isolada e independentes do locutor. Os métodos utilizados para efetivar o reconhecimento foram: técnicas clássicas de processamento de sinais e redes neurais artificiais. No processamento de sinais visou-se o pré-processamento das amostras para obtenção dos coeficientes cepstrais. Enquanto que para o treinamento e classificação foram utilizadas duas redes neurais distintas, as redes: Backpropagation e Fuzzy ARTMAP. Diversas amostras foram coletadas de diferentes usuários no sentido de compor um banco de dados flexível para o aprendizado das redes neurais, que garantisse uma representação satisfatória da grande variabilidade que apresentam as pronúncias entre as vozes dos usuários. Com a aplicação de tais técnicas, o reconhecimento demostrou-se eficaz, distinguindo cada um dos comandos com bons índices de acerto, uma vez que o sistema é independente do locutor.

Este trabalho relata o desenvolvimento de uma aplicação capaz de reconhecer um vocabulário restrito de comandos de direcionamento pronunciados de forma isolada e independentes do locutor. Os métodos utilizados para efetivar o reconhecimento foram: técnicas clássicas de processamento de sinais e redes neurais artificiais. No processamento de sinais visou-se o pré-processamento das amostras para obtenção dos coeficientes cepstrais. Enquanto que para o treinamento e classificação foram utilizadas duas redes neurais distintas, as redes: Backpropagation e Fuzzy ARTMAP. Diversas amostras foram coletadas de diferentes usuários no sentido de compor um banco de dados flexível para o aprendizado das redes neurais, que garantisse uma representação satisfatória da grande variabilidade que apresentam as pronúncias entre as vozes dos usuários. Com a aplicação de tais técnicas, o reconhecimento demostrou-se eficaz, distinguindo cada um dos comandos com bons índices de acerto, uma vez que o sistema é independente do locutor.

Este trabalho relata o desenvolvimento de uma aplicação capaz de reconhecer um vocabulário restrito de comandos de direcionamento pronunciados de forma isolada e independentes do locutor. Os métodos utilizados para efetivar o reconhecimento foram: técnicas clássicas de processamento de sinais e redes neurais artificiais. No processamento de sinais visou-se o pré-processamento das amostras para obtenção dos coeficientes cepstrais. Enquanto que para o treinamento e classificação foram utilizadas duas redes neurais distintas, as redes: Backpropagation e Fuzzy ARTMAP. Diversas amostras foram coletadas de diferentes usuários no sentido de compor um banco de dados flexível para o aprendizado das redes neurais, que garantisse uma representação satisfatória da grande variabilidade que apresentam as pronúncias entre as vozes dos usuários. Com a aplicação de tais técnicas, o reconhecimento demostrou-se eficaz, distinguindo cada um dos comandos com bons índices de acerto, uma vez que o sistema é independente do locutor.

Este trabalho apresenta um modelo de rede neural voltado ao tratamento de informagbes codificadas em sequencias, tendo em vista que esta classe de informações nao tem um tratamento adequado nos modelos convencionais. Isso decorre da caracteristica destes modelos convencionais de manipular isoladamente as celulas de informacao apresentadas como entrada, sem Integra-las entre si. O modelo utiliza paradigmas a mecanismos conhecidos, tais coma a regra de HEBB, o modelo de Energia de Hopfield e o paradigma de organizacao em camadas, compondo-os com novas ideias e mecanismos direcionados para o tratamento de sequencias, em um sistema exploratório, extraindo com isso novas propriedades nao existentes em modelos tradicionais. Os novas mecanismos propostos permitem uma integragao entre entradas a rede e o contexto no qual elas sao apresentadas, para que com isso se forme uma Unica representacAo interna para Coda uma seqUencia de entradas. Todo o trabalho de validaco do modelo foi baseado em simulac6es, para as quaffs foi desenvolvido um ambiente em estacao de trabalho, dotado de interface grafica que permite o acompanhamento visual do funcionamento da rede. Para viabilizar a validacao do modelo por meio das simulac6es, tendo em vista os limites computacionais dos recursos disponiveis, foi proposto e utilizado um sistema de codificacao de informacbes ficticias simplicadas baseadas na fala, mais especificamente na organizacao fonetica. O sistema de codificação, embora simplificado, incorpora as mais importantes caracteristicas da codificação de informacbes realizada na fala, pelo menos pelo ponto de vista de seu reconhecimento por mein de redes neurais. / This work presents a Neural Network model to process sequence information, since this information class does not have a reasonable treatment in the conventional models. This is due to this models features that manipulate incoming information cells individually, without integrating them. The model uses already known mechanisms and paradigms, like the HEBB's rule, the Hopfield's Energy Model and the layer organization paradigm, added with new ideas and mechanisms for the sequence handling in a exploratory system, so that it extracts new properties not found in traditional models. The proposed new mechanisms allow the integration between network entries and context , in order to generate a unique internal representation. The model was validated through simulations. A workstation based environment was designed and implemented to support them. It incorporates a graphical interface that permits the network behavior visualization. In order to enable the model's validation through simulations and considering the computational limits of the available resources, a codification system was proposed to generate simplified ficticious and speech based informations. Although simplified, this codification system incorporates the most important features of the information codification that occur in the speech, at least from its neural network based recognition point of view.

Esta Tese apresenta a investigação de técnicas computacionais que permitam a simulação computacional da compreensão de frases faladas. Esta investigação é baseada em estudos neurocognitivos que descrevem o processamento do cérebro ao interpretar a audição de frases. A partir destes estudos, realiza-se a proposição do COMFALA, um modelo computacional para representação do processo de compreensão da fala. O COMFALA possui quatro módulos, correspondentes às fases do processamento cerebral: processamento do sinal de fala, análise sintática, análise semântica e avaliação das respostas das análises. Para validação do modelo são propostas implementações para cada módulo do COMFALA. A codificação do sinal se dá através das transformadas ondeletas (wavelets transforms), as quais permitem uma representação automática de padrões para sistemas conexionistas (redes neurais artificiais) responsáveis pela análise sintática e semântica da linguagem. Para a análise sintática foi adaptado um sistema conexionista de linguagem escrita. Por outro lado, o sistema conexionista de análise semântica realiza agrupamentos por características prosódicas e fonéticas do sinal. Ao final do processo, compara-se a saída sintática com a semântica, na busca de uma melhor interpretação da fala.

Este trabalho apresenta um modelo de rede neural voltado ao tratamento de informagbes codificadas em sequencias, tendo em vista que esta classe de informações nao tem um tratamento adequado nos modelos convencionais. Isso decorre da caracteristica destes modelos convencionais de manipular isoladamente as celulas de informacao apresentadas como entrada, sem Integra-las entre si. O modelo utiliza paradigmas a mecanismos conhecidos, tais coma a regra de HEBB, o modelo de Energia de Hopfield e o paradigma de organizacao em camadas, compondo-os com novas ideias e mecanismos direcionados para o tratamento de sequencias, em um sistema exploratório, extraindo com isso novas propriedades nao existentes em modelos tradicionais. Os novas mecanismos propostos permitem uma integragao entre entradas a rede e o contexto no qual elas sao apresentadas, para que com isso se forme uma Unica representacAo interna para Coda uma seqUencia de entradas. Todo o trabalho de validaco do modelo foi baseado em simulac6es, para as quaffs foi desenvolvido um ambiente em estacao de trabalho, dotado de interface grafica que permite o acompanhamento visual do funcionamento da rede. Para viabilizar a validacao do modelo por meio das simulac6es, tendo em vista os limites computacionais dos recursos disponiveis, foi proposto e utilizado um sistema de codificacao de informacbes ficticias simplicadas baseadas na fala, mais especificamente na organizacao fonetica. O sistema de codificação, embora simplificado, incorpora as mais importantes caracteristicas da codificação de informacbes realizada na fala, pelo menos pelo ponto de vista de seu reconhecimento por mein de redes neurais. / This work presents a Neural Network model to process sequence information, since this information class does not have a reasonable treatment in the conventional models. This is due to this models features that manipulate incoming information cells individually, without integrating them. The model uses already known mechanisms and paradigms, like the HEBB's rule, the Hopfield's Energy Model and the layer organization paradigm, added with new ideas and mechanisms for the sequence handling in a exploratory system, so that it extracts new properties not found in traditional models. The proposed new mechanisms allow the integration between network entries and context , in order to generate a unique internal representation. The model was validated through simulations. A workstation based environment was designed and implemented to support them. It incorporates a graphical interface that permits the network behavior visualization. In order to enable the model's validation through simulations and considering the computational limits of the available resources, a codification system was proposed to generate simplified ficticious and speech based informations. Although simplified, this codification system incorporates the most important features of the information codification that occur in the speech, at least from its neural network based recognition point of view.

Esta Tese apresenta a investigação de técnicas computacionais que permitam a simulação computacional da compreensão de frases faladas. Esta investigação é baseada em estudos neurocognitivos que descrevem o processamento do cérebro ao interpretar a audição de frases. A partir destes estudos, realiza-se a proposição do COMFALA, um modelo computacional para representação do processo de compreensão da fala. O COMFALA possui quatro módulos, correspondentes às fases do processamento cerebral: processamento do sinal de fala, análise sintática, análise semântica e avaliação das respostas das análises. Para validação do modelo são propostas implementações para cada módulo do COMFALA. A codificação do sinal se dá através das transformadas ondeletas (wavelets transforms), as quais permitem uma representação automática de padrões para sistemas conexionistas (redes neurais artificiais) responsáveis pela análise sintática e semântica da linguagem. Para a análise sintática foi adaptado um sistema conexionista de linguagem escrita. Por outro lado, o sistema conexionista de análise semântica realiza agrupamentos por características prosódicas e fonéticas do sinal. Ao final do processo, compara-se a saída sintática com a semântica, na busca de uma melhor interpretação da fala.