Speech emotion recognition using deep learning

This thesis aims to build a robust system for recognizing speech emotions through the utilization of supervised labeled data and advanced deep-learning techniques with image classification. The core objective of this study is to construct a model that can precisely distinguish between emotional clas...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Σκουλίδης, Γεώργιος
Άλλοι συγγραφείς: Skoulidis, Georgios
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2023
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:https://hdl.handle.net/10889/25645
id nemertes-10889-25645
record_format dspace
spelling nemertes-10889-256452023-09-16T04:02:07Z Speech emotion recognition using deep learning Αναγνώριση συναισθημάτων ομιλίας με χρήση βαθιάς μάθησης Σκουλίδης, Γεώργιος Skoulidis, Georgios Deep learning Speech emotion recognition Image classification Ekman model Transfer learning Convolutional neural networks Machine learning Acoustic spectral features Parameter tuning Frozen layers Speech to image Back-propagation Activation function Βαθιά μάθηση Αναγνώριση συναισθημάτων ομιλίας Ταξινόμηση εικόνων Μοντέλο Έκμαν Μεταφορά μάθησης Συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα Συναίσθημα Μηχανική μάθηση Ακουστικά φασματικά χαρακτηριστικά Παγωμένα στρώματα Βαθιά νευρωνικά δίκτυα This thesis aims to build a robust system for recognizing speech emotions through the utilization of supervised labeled data and advanced deep-learning techniques with image classification. The core objective of this study is to construct a model that can precisely distinguish between emotional classes for English speakers. The investigation extends to the analysis of the influence of three specific spectral features. These features are treated as images, each displayed in four different output sizes resulting from a quadratic transformation achieved through bilinear image interpolation. We also emphasize the evaluation of three custom abstract Convolutional Neural Network (CNN) architectures. These architectures are characterized by their composition of three convolutional layers and three fully-connected layers, among other components. We use parameter tuning to identify the optimal internal parameters and concretize the CNN structures, but to also adjust the batch size and learning rate values to enhance performance. Furthermore, to improve generalization, a custom early-stopping algorithm is integrated with the 5-fold cross-validation method. Specific pre-processing steps are employed, along with some audio-based techniques for cross-validation data. An additional objective is to study the impact of the optimized pre-trained English Speech Emotion Recognition model when applied to speech samples from Greek speakers. A limited dataset of Greek speech is employed to train, validate, and test the model's performance, while we assess the knowledge of the model's pre-trained layers. Αυτή η διατριβή στοχεύει στη δημιουργία ενός ισχυρού μοντέλου για αναγνώριση συναισθημάτων από ανθρώπινη ομιλία, μέσω της χρήσης δεδομένων με ετικέτες, καθώς και προηγμένων τεχνικών βαθιάς μάθησης για ταξινόμηση εικόνων. Ο βασικός στόχος αυτής της μελέτης είναι η κατασκευή ενός μοντέλου που να μπορεί να διακρίνει με ακρίβεια τις συναισθηματικές τάξεις για αγγλόφωνους ομιλητές. Ένας επιπλέον στόχος είναι η μελέτη της επίδρασης του βελτιστοποιημένου προ-εκπαιδευμένου μοντέλου Αγγλικής Αναγνώρισης Συναισθημάτων Ομιλίας, όταν εφαρμόζεται σε δείγματα Ελλήνων ομιλητών. Χρησιμοποιείται ένα περιορισμένο σύνολο δεδομένων ελληνικής ομιλίας για την εκπαίδευση, την επικύρωση και τη δοκιμή της απόδοσης του μοντέλου, ενώ επιδιώκουμε επίσης στην εύρεση ενσωματωμένης γνώσης στα προ-εκπαιδευμένα επίπεδα του μοντέλου. 2023-09-15T12:34:54Z 2023-09-15T12:34:54Z 2023-09-14 https://hdl.handle.net/10889/25645 en Attribution-NonCommercial 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc/3.0/us/ application/pdf
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Deep learning
Speech emotion recognition
Image classification
Ekman model
Transfer learning
Convolutional neural networks
Machine learning
Acoustic spectral features
Parameter tuning
Frozen layers
Speech to image
Back-propagation
Activation function
Βαθιά μάθηση
Αναγνώριση συναισθημάτων ομιλίας
Ταξινόμηση εικόνων
Μοντέλο Έκμαν
Μεταφορά μάθησης
Συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα
Συναίσθημα
Μηχανική μάθηση
Ακουστικά φασματικά χαρακτηριστικά
Παγωμένα στρώματα
Βαθιά νευρωνικά δίκτυα
spellingShingle Deep learning
Speech emotion recognition
Image classification
Ekman model
Transfer learning
Convolutional neural networks
Machine learning
Acoustic spectral features
Parameter tuning
Frozen layers
Speech to image
Back-propagation
Activation function
Βαθιά μάθηση
Αναγνώριση συναισθημάτων ομιλίας
Ταξινόμηση εικόνων
Μοντέλο Έκμαν
Μεταφορά μάθησης
Συνελικτικά νευρωνικά δίκτυα
Συναίσθημα
Μηχανική μάθηση
Ακουστικά φασματικά χαρακτηριστικά
Παγωμένα στρώματα
Βαθιά νευρωνικά δίκτυα
Σκουλίδης, Γεώργιος
Speech emotion recognition using deep learning
description This thesis aims to build a robust system for recognizing speech emotions through the utilization of supervised labeled data and advanced deep-learning techniques with image classification. The core objective of this study is to construct a model that can precisely distinguish between emotional classes for English speakers. The investigation extends to the analysis of the influence of three specific spectral features. These features are treated as images, each displayed in four different output sizes resulting from a quadratic transformation achieved through bilinear image interpolation. We also emphasize the evaluation of three custom abstract Convolutional Neural Network (CNN) architectures. These architectures are characterized by their composition of three convolutional layers and three fully-connected layers, among other components. We use parameter tuning to identify the optimal internal parameters and concretize the CNN structures, but to also adjust the batch size and learning rate values to enhance performance. Furthermore, to improve generalization, a custom early-stopping algorithm is integrated with the 5-fold cross-validation method. Specific pre-processing steps are employed, along with some audio-based techniques for cross-validation data. An additional objective is to study the impact of the optimized pre-trained English Speech Emotion Recognition model when applied to speech samples from Greek speakers. A limited dataset of Greek speech is employed to train, validate, and test the model's performance, while we assess the knowledge of the model's pre-trained layers.
author2 Skoulidis, Georgios
author_facet Skoulidis, Georgios
Σκουλίδης, Γεώργιος
author Σκουλίδης, Γεώργιος
author_sort Σκουλίδης, Γεώργιος
title Speech emotion recognition using deep learning
title_short Speech emotion recognition using deep learning
title_full Speech emotion recognition using deep learning
title_fullStr Speech emotion recognition using deep learning
title_full_unstemmed Speech emotion recognition using deep learning
title_sort speech emotion recognition using deep learning
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/10889/25645
work_keys_str_mv AT skoulidēsgeōrgios speechemotionrecognitionusingdeeplearning
AT skoulidēsgeōrgios anagnōrisēsynaisthēmatōnomiliasmechrēsēbathiasmathēsēs
_version_ 1799945007346483200