Voice activity detection
وائس ایکٹیویٹی ڈٹیکشن (وی اے ڈی)، جسے اسپیچ ایکٹیویٹی ڈٹیکشن یا اسپیچ ڈٹیکشن بھی کہا جاتا ہے، انسانی تقریر کی موجودگی یا عدم موجودگی کا پتہ لگانا ہے، جو اسپیچ پروسیسنگ میں استعمال ہوتا ہے۔ وی اے ڈی کے اہم استعمال اسپیکر ڈائریائزیشن، اسپیچ کوڈنگ اور اسپیچ ریکگنیشن میں ہیں۔ یہ اسپیچ پروسیسنگ کو آسان بنا سکتا ہے، اور آڈیو سیشن کے نان اسپیچ سیکشن کے دوران کچھ عمل کو غیر فعال کرنے کے لیے بھی استعمال کیا جا سکتا ہے: یہ وائس اوور انٹرنیٹ پروٹوکول (وی او آئی پی) ایپلی کیشنز میں خاموشی کے پیکٹوں کی غیر ضروری کوڈنگ/ٹرانسمیشن سے بچ سکتا ہے، کمپیوٹیشن اور نیٹ ورک بینڈوتھ پر بچت کر سکتا ہے۔ وی اے ڈی مختلف قسم کی تقریر پر مبنی ایپلی کیشنز کے لیے ایک اہم فعال کرنے والی ٹیکنالوجی ہے۔ لہذا، مختلف وی اے ڈی الگورتھم تیار کیے گئے ہیں جو تاخیر، حساسیت، درستگی اور کمپیوٹیشنل لاگت کے درمیان مختلف خصوصیات اور سمجھوتے فراہم کرتے ہیں۔ کچھ وی اے ڈی الگورتھم مزید تجزیہ بھی فراہم کرتے ہیں، مثال کے طور پر آیا تقریر آواز میں ہے، غیر آواز میں ہے یا برقرار ہے۔ آواز کی سرگرمی کا پتہ لگانا عام طور پر زبان سے آزاد ہوتا ہے۔ اس کی تحقیق سب سے پہلے آن ٹائم اسائنمنٹ اسپیچ انٹرپولیشن (ٹی اے ایس آئی) سسٹمز کے استعمال کے لیے کی گئی تھی۔ الگورتھم کا جائزہ وی اے ڈی الگورتھم کا عام ڈیزائن مندرجہ ذیل ہے: پہلے شور میں کمی کا مرحلہ ہو سکتا ہے، مثال کے طور پر۔ سپیکٹرم گھٹاؤ کے ذریعے۔ پھر ان پٹ سگنل کے ایک حصے سے کچھ خصوصیات یا مقداروں کا حساب لگایا جاتا ہے۔ درجہ بندی کے اصول کا اطلاق سیکشن کو تقریر یا غیر تقریر کے طور پر درجہ بندی کرنے کے لیے کیا جاتا ہے-اکثر یہ درجہ بندی کا اصول اس وقت معلوم ہوتا ہے جب کوئی قدر کسی خاص حد سے تجاوز کر جاتی ہے۔ اس ترتیب میں کچھ تاثرات ہو سکتے ہیں، جس میں وی اے ڈی کا فیصلہ شور میں کمی کے مرحلے میں شور کے تخمینے کو بہتر بنانے کے لیے، یا حد کو موافقت کے ساتھ تبدیل کرنے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے۔ یہ فیڈ بیک آپریشن غیر مستحکم شور میں وی اے ڈی کی کارکردگی کو بہتر بناتے ہیں (یعنی۔ جب شور بہت مختلف ہوتا ہے)۔ حال ہی میں شائع شدہ وی اے ڈی طریقوں کا ایک نمائندہ سیٹ تقریر اور شور کے درمیان انحراف کے فاصلے کے فوری اقدامات کا استعمال کرتے ہوئے فریم بہ فریم بنیاد پر فیصلہ کے اصول کی تشکیل کرتا ہے۔ وی اے ڈی طریقوں میں استعمال ہونے والے مختلف اقدامات میں سپیکٹرم سلوپ، ارتباط گتانک، لاگ امکانات کا تناسب، سیپسٹرل، ویٹڈ سیپسٹرل، اور ترمیم شدہ فاصلے کے اقدامات شامل ہیں۔ وی اے ڈی الگورتھم کے انتخاب سے آزادانہ طور پر، شور کے طور پر آواز کا پتہ لگانے، یا آواز کے طور پر شور کا پتہ لگانے (غلط مثبت اور غلط منفی کے درمیان) کے درمیان سمجھوتہ کیا جانا چاہیے۔ موبائل فون میں کام کرنے والے وی اے ڈی کو بہت ہی متنوع قسم کے صوتی پس منظر کے شور کی موجودگی میں تقریر کا پتہ لگانے کے قابل ہونا چاہیے۔ ان مشکل پتہ لگانے کے حالات میں اکثر یہ بہتر ہوتا ہے کہ وی اے ڈی کو ناکام-محفوظ ہونا چاہیے، جس سے تقریر کے حصوں کو کھونے کے امکان کو کم کرنے کے لیے فیصلہ شک میں ہونے پر تقریر کا پتہ چلتا ہے۔ اس ماحول میں تقریر کا پتہ لگانے میں سب سے بڑی دشواری بہت کم سگنل سے شور کا تناسب (ایس این آر) ہے جس کا سامنا کرنا پڑتا ہے۔ سادہ سطح کا پتہ لگانے کی تکنیکوں کا استعمال کرتے ہوئے تقریر اور شور کے درمیان فرق کرنا ناممکن ہو سکتا ہے جب تقریر کے الفاظ کے کچھ حصے شور کے نیچے دفن ہو جاتے ہیں۔ ایپلی کیشنز وی اے ڈی مختلف اسپیچ کمیونیکیشن سسٹمز کا ایک لازمی حصہ ہے جیسے آڈیو کانفرنسنگ، ایکو کینسلشن، اسپیچ ریکگنیشن، اسپیچ انکوڈنگ، اسپیکر ریکگنیشن اور ہینڈز فری ٹیلی فونی۔ ملٹی میڈیا ایپلی کیشنز کے میدان میں، وی اے ڈی بیک وقت آواز اور ڈیٹا ایپلی کیشنز کی اجازت دیتا ہے۔ اسی طرح، یونیورسل موبائل ٹیلی کمیونیکیشن سسٹم (یو ایم ٹی ایس) میں، یہ اوسط بٹ ریٹ کو کنٹرول اور کم کرتا ہے اور تقریر کے مجموعی کوڈنگ معیار کو بڑھاتا ہے۔ سیلولر ریڈیو سسٹمز میں (مثال کے طور پر جی ایس ایم اور سی ڈی ایم اے سسٹمز) جو ڈس کانٹینیوس ٹرانسمیشن (ڈی ٹی ایکس) موڈ پر مبنی ہیں، پورٹیبل ڈیجیٹل ڈیوائسز میں شریک چینل کی مداخلت اور بجلی کی کھپت کو کم کرکے سسٹم کی صلاحیت کو بڑھانے کے لیے وی اے ڈی ضروری ہے۔ اسپیچ پروسیسنگ ایپلی کیشنز میں، آواز کی سرگرمی کا پتہ لگانا ایک اہم کردار ادا کرتا ہے کیونکہ غیر تقریر کے فریموں کو اکثر مسترد کر دیا جاتا ہے۔ ڈیجیٹل موبائل ریڈیو، ڈیجیٹل سمٹلینوس وائس اینڈ ڈیٹا (ڈی ایس وی ڈی) یا اسپیچ اسٹوریج جیسی ایپلی کیشنز کی ایک وسیع رینج کے لیے، اسپیچ کوڈنگ پیرامیٹرز کی مسلسل ترسیل فراہم کرنا مطلوب ہے۔ فوائد میں موبائل ہینڈ سیٹس میں کم اوسط بجلی کی کھپت، بیک وقت خدمات جیسے ڈیٹا ٹرانسمیشن کے لیے زیادہ اوسط بٹ ریٹ، یا اسٹوریج چپس پر زیادہ صلاحیت شامل ہو سکتی ہے۔ تاہم، بہتری کا انحصار بنیادی طور پر تقریر کے دوران وقفوں کے فیصد اور ان وقفوں کا پتہ لگانے کے لیے استعمال ہونے والے وی اے ڈی کی وشوسنییتا پر ہوتا ہے۔ ایک طرف، تقریر کی سرگرمی کا کم فیصد ہونا فائدہ مند ہے۔ دوسری طرف، کلپنگ، یعنی فعال تقریر کے ملی سیکنڈ کا نقصان، معیار کو برقرار رکھنے کے لیے کم سے کم کیا جانا چاہیے۔ بھاری شور کے حالات میں وی اے ڈی الگورتھم کے لیے یہ اہم مسئلہ ہے۔ ٹیلی مارکیٹنگ میں استعمال وی اے ڈی کی ایک متنازعہ ایپلی کیشن ٹیلی مارکیٹنگ فرموں کے ذریعہ استعمال ہونے والے پیشن گوئی کرنے والے ڈائلرز کے ساتھ مل کر ہے۔ ایجنٹ کی پیداواری صلاحیت کو زیادہ سے زیادہ بڑھانے کے لیے، ٹیلی مارکیٹنگ کمپنیاں پیش گوئی کرنے والے ڈائلرز قائم کرتی ہیں تاکہ ان کے پاس موجود ایجنٹوں سے زیادہ نمبروں پر کال کی جا سکے، یہ جانتے ہوئے کہ زیادہ تر کالز یا تو "رنگ-نو آنسر" یا جوابی مشینوں میں ختم ہو جائیں گی۔ جب کوئی شخص جواب دیتا ہے، تو وہ عام طور پر مختصر طور پر بات کرتے ہیں ("ہیلو"، "گڈ ایوننگ" وغیرہ)۔ اور پھر ایک مختصر مدت کی خاموشی ہوتی ہے۔ مشین پیغامات کا جواب دینا عام طور پر مسلسل تقریر کے 3-15 سیکنڈ ہوتے ہیں۔ وی اے ڈی پیرامیٹرز کو صحیح طریقے سے ترتیب دے کر، ڈائلر اس بات کا تعین کر سکتے ہیں کہ آیا کسی شخص یا مشین نے کال کا جواب دیا ہے اور، اگر یہ کوئی شخص ہے، تو کال کو کسی دستیاب ایجنٹ کو منتقل کر دیں۔ اگر یہ جواب دینے والی مشین کے پیغام کا پتہ لگاتا ہے، تو ڈائلر بند ہو جاتا ہے۔ اکثر، یہاں تک کہ جب سسٹم کال کا جواب دینے والے شخص کا صحیح طریقے سے پتہ لگاتا ہے، تو کوئی ایجنٹ دستیاب نہیں ہو سکتا، جس کے نتیجے میں "خاموش کال" ہوتی ہے۔ "براہ کرم بتائیں کہ آپ کون ہیں، اور میں فون اٹھا سکتا ہوں" جیسے کثیر سیکنڈ کے پیغام کے ساتھ کال اسکریننگ اس طرح کی خودکار کالوں کو مایوس کرے گی۔ کارکردگی کی تشخیص وی اے ڈی کا اندازہ لگانے کے لیے، ٹیسٹ ریکارڈنگ کا استعمال کرتے ہوئے اس کی پیداوار کا موازنہ "مثالی" وی اے ڈی سے کیا جاتا ہے-جو ریکارڈنگ میں آواز کی موجودگی یا عدم موجودگی کو ہاتھ سے نوٹ کرکے بنایا جاتا ہے۔ وی اے ڈی کی کارکردگی کا اندازہ عام طور پر مندرجہ ذیل چار پیرامیٹرز کی بنیاد پر کیا جاتا ہے: ایف ای سی (فرنٹ اینڈ کلپنگ): شور سے تقریر کی سرگرمی میں منتقل ہونے میں کلپنگ متعارف کرائی گئی۔ ایم ایس سی (مڈ اسپیچ کلپنگ): تقریر کی وجہ سے کلپنگ کو شور کے طور پر غلط درجہ بندی کیا گیا۔ اوور: شور کی تشریح تقریر کے طور پر کی گئی ہے کیونکہ وی اے ڈی پرچم تقریر کی سرگرمی سے شور کی طرف منتقل ہونے میں فعال رہتا ہے۔ این ڈی ایس (شور کا پتہ تقریر کے طور پر لگایا گیا): شور کی تشریح خاموشی کی مدت کے اندر تقریر کے طور پر کی جاتی ہے۔ اگرچہ اوپر بیان کردہ طریقہ وی اے ڈی کی کارکردگی سے متعلق مفید معروضی معلومات فراہم کرتا ہے، لیکن یہ صرف ساپیکش اثر کی ایک تخمینہ پیمائش ہے۔ مثال کے طور پر، اسپیچ سگنل کلپنگ کے اثرات کو بعض اوقات پس منظر کے شور کی موجودگی سے چھپایا جا سکتا ہے، جو آرام دہ شور کی ترکیب کے لیے منتخب کردہ ماڈل پر منحصر ہے، لہذا معروضی ٹیسٹ کے ساتھ ماپا جانے والا کچھ کلپنگ حقیقت میں قابل سماعت نہیں ہے۔ لہذا وی اے ڈی پر ساپیکش ٹیسٹ کرنا ضروری ہے، جس کا بنیادی مقصد اس بات کو یقینی بنانا ہے کہ سمجھی جانے والی کلپنگ قابل قبول ہے۔ وی او آئی پی ایپلی کیشنز میں، فرنٹ اینڈ کلپنگ کو پتہ لگانے سے کچھ دیر پہلے ریونڈنگ کرکے اور بہت قدرے تاخیر سے ڈیٹا بھیج کر کم کیا جا سکتا ہے۔ اس قسم کے ٹیسٹ کے لیے سامعین کی ایک مخصوص تعداد کی ضرورت ہوتی ہے کہ وہ وی اے ڈی کی جانچ کے پروسیسنگ کے نتائج پر مشتمل ریکارڈنگ کا فیصلہ کریں، جس سے درج ذیل خصوصیات پر متعدد تقریر کے سلسلے کو نشانات ملتے ہیں: معیار ؛ فہم میں دشواری ؛ کلپنگ کی آڈیبلٹی۔ اس کے بعد ان نشانات کو اوپر درج کردہ ہر خصوصیت کے اوسط نتائج کا حساب لگانے کے لیے استعمال کیا جاتا ہے، اس طرح جانچ کیے جانے والے وی اے ڈی کے رویے کا عالمی تخمینہ فراہم کیا جاتا ہے۔ نتیجہ اخذ کرنے کے لیے، جب کہ وی اے ڈی کے معیار کا اندازہ کرنے کے لیے ابتدائی مرحلے میں معروضی طریقے بہت مفید ہوتے ہیں، ساپیکش طریقے زیادہ اہم ہوتے ہیں۔ چونکہ انہیں چند دنوں کے لیے کئی لوگوں کی شرکت کی ضرورت ہوتی ہے، بڑھتی ہوئی لاگت، وہ عام طور پر صرف اس وقت استعمال ہوتے ہیں جب کوئی تجویز معیاری ہونے والی ہوتی ہے۔ نفاذ ایک ابتدائی معیاری وی اے ڈی ہے جسے برٹش ٹیلی کام نے 1991 میں پین یورپی ڈیجیٹل سیلولر موبائل ٹیلی فون سروس میں استعمال کے لیے تیار کیا تھا۔ یہ پس منظر کے شور کو فلٹر کرنے کے لیے غیر تقریر والے حصوں پر تربیت یافتہ الٹا فلٹرنگ کا استعمال کرتا ہے، تاکہ اس کے بعد یہ فیصلہ کرنے کے لیے کہ آیا کوئی آواز موجود ہے یا نہیں، زیادہ قابل اعتماد طریقے سے ایک سادہ پاور تھریشولڈ کا استعمال کر سکے۔ G.729 معیار اپنے VAD کے لیے درج ذیل خصوصیات کا حساب لگاتا ہے: لائن سپیکٹرم فریکوئنسیز، فل بینڈ انرجی، لو بینڈ انرجی (<1 کلو ہرٹز)، اور زیرو کراسنگ ریٹ۔ یہ ان خصوصیات کے ذریعہ بیان کردہ جگہ میں ایک مقررہ فیصلہ کی حد کا استعمال کرتے ہوئے ایک سادہ درجہ بندی کا اطلاق کرتا ہے، اور پھر تخمینے کو بہتر بنانے کے لیے ہموار اور انکولی اصلاح کا اطلاق کرتا ہے۔ جی ایس ایم معیار میں ای ٹی ایس آئی کے تیار کردہ دو وی اے ڈی اختیارات شامل ہیں۔ آپشن 1 نو بینڈوں میں ایس این آر کا حساب لگاتا ہے اور ان اقدار پر ایک حد لاگو کرتا ہے۔ آپشن 2 مختلف پیرامیٹرز کا حساب لگاتا ہے: چینل پاور، وائس میٹرکس، اور شور پاور۔ اس کے بعد یہ ایک حد کا استعمال کرتے ہوئے صوتی میٹرکس کی حد طے کرتا ہے جو تخمینہ شدہ ایس این آر کے مطابق مختلف ہوتا ہے۔ سپیکس آڈیو کمپریشن لائبریری امپرووڈ منیما کنٹرولڈ ریکرسو ایوریجنگ نامی طریقہ کار کا استعمال کرتی ہے، جو سپیکٹرم پاور کی ہموار نمائندگی کا استعمال کرتی ہے اور پھر ہموار پیریڈوگرام کے منیما کو دیکھتی ہے۔ ورژن 1.2 سے اس کی جگہ اس نے لے لی جسے مصنف کلج کہتے ہیں۔ لنگوا لبری، ایک ویکیمیڈیا ٹول اور زبان کے دستاویزات کا منصوبہ، جو مختصر وقت میں بہت سے تلفظ ریکارڈ کرنے کی اجازت دینے کے لیے وی اے ڈی کا استعمال کرتا ہے۔ ٹاک پورٹ کمفرٹ شور حوالہ جات ڈی ایم اے موبائل اسٹیشنوں کے مسلسل ٹرانسمیشن آپریشن کے لیے کم از کم کارکردگی کے معیارات ٹی آئی اے ڈاک بھی دیکھیں۔ اور ڈیٹا بیس IS-727، جون 1998۔ ایم۔ وائی۔ اپیا، ایم۔ ششیکاتھ، آر۔ مکرکائٹ، ایم۔ گوسائٹ، "مضبوط آواز سرگرمی کا پتہ لگانے اور شور کم کرنے کا طریقہ کار (پی ڈی ایف)"، انسٹی ٹیوٹ آف الیکٹرانکس سسٹمز، آلبورگ یونیورسٹی ایکس۔ ایل۔ لیو، وائی۔ لیانگ، وائی۔ ایچ۔ لو، ایچ۔ لی، بی۔ ایس۔ شان، شور-شور آواز سرگرمی کا پتہ لگانے والا پوشیدہ نیم مارکوف ماڈلز پر مبنی، پروک۔ آئی سی پی آر '10، 81-84۔ ٹیلی فونی کا سامان کمپیوٹیشنل لسانیات تقریر کی شناخت ڈیجیٹل سگنل پروسیسنگ