informИнформатикаInformatics1816-03012617-6963UIIP NASB10.37661/1816-0301-2021-18-4-40-52inform-1158Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИINFORMATION TECHNOLOGYПраектаванне беларуска- і рускамоўных натуральна-маўленчых інтэрфейсаў для даведкавых сістэмDesign of Belarusian and Russian natural language interfaces for online help systemsГецэвічЮ. С.HetsevichS. A.

Гецэвіч Юрась Станіслававіч - кандыдат тэхнічных навук, загадчык лабараторыі распазнавання і сінтэзу маўлення.

вул. Сурганава, 6, Мінск, 220012.

Sviatlana A. Hetsevich - M. of Philological Sci., Junior Researcher, The United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus.

Surganova st., 6, Minsk, 220012.

yuras.hetsevich@gmail.comДзенісюкД. А.DzenisykDz. A.

Дзенісюк Дзмітры Анатольевіч - магістр тэхнічных навук.

вул. Сурганава, 6, Мінск, 220012.

Dzmitry A. Dzenisyk - M. Sci. (Eng.).

Surganova st., 6, Minsk, 220012.

d.denissyuk@gmail.comГецэвічС. А.HetsevichYu. S.

Гецэвіч Святлана Анатольеўна - магістр філалагічных навук, малодшы навуковы супрацоўнік.

вул. Сурганава, 6, Мінск, 220012.

Yuras S. Hetsevich - Cand. Sci. (Eng.), Head of the Speech Recognition and Synthesis Laboratory, The United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus.

Surganova st., 6, Minsk, 220012.

novaeimya@gmail.comКайгародаваЛ. І.KaigorodovaL. I.

Кайгародава Леся Іосіфаўна - магістр тэхнічных навук, навуковы супрацоўнік.

вул. Сурганава, 6, Мінск, 220012.

Lesia I. Kaigorodova - M. Sci. (Eng.), Researcher, The United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus.

Surganova st., 6, Minsk, 220012.

lesia.piatrouskaya@gmail.comНікалаенкаК. А.NikalaenkaK. A.

Нікалаенка Кірыл Аляксандравіч - магістр тэхнічных навук.

вул. Сурганава, 6, Мінск, 220012.

Kiryl A. Nikalaenka - M. Sci. (Eng.).

Surganova st., 6, Minsk, 220012.

Anak247@gmail.comАб’яднаны інстытут праблем інфарматыкі Нацыянальнай акадэміі навук БеларусіThe United Institute of Informatics Problems of the National Academy of Sciences of Belarus2021311220211844052Copyright © Гецэвіч Ю.С., Дзенісюк Д.А., Гецэвіч С.А., Кайгародава Л.І., Нікалаенка К.А., 20212021Гецэвіч Ю.С., Дзенісюк Д.А., Гецэвіч С.А., Кайгародава Л.І., Нікалаенка К.А.Hetsevich S.A., Dzenisyk D.A., Hetsevich Y.S., Kaigorodova L.I., Nikalaenka K.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://inf.grid.by/jour/article/view/1158М э т ы

М э т ы. Галоўнай мэтай працы з’яўляецца даследаванне натуральна-маўленчых карыстальніцкіх інтэрфейсаў, а таксама стварэнне прататыпу такога інтэрфейсу на прыкладзе двухмоўнай пытальна-адказнай

дыялогавай  сістэмы  з  выкарыстаннем  рускай  і  беларускай  моў.  Натуральна-маўленчыя інтэрфейсы даследуюцца з пункту гледжання выкарыстання натуральнай мовы для арганізацыі дыялогу карыстальніка з камп’ютарнай сістэмай. Пры гэтым абмяркоўваюцца асноўныя складанасці, звязаныя з неадназначнасцю натуральнай мовы і неадпаведнасцю магчымасцей рэалізацыі натуральна-маўленчага інтэрфейсу спадзяванням карыстальніка.

М е та д ы

М е та д ы. Прыводзяцца асноўныя прынцыпы мадэлявання натуральна-маўленчага карыстальніцкага інтэрфейсу. Будучы інтэлектуальнай сістэмай, у якасці асноўных сваіх кампанентаў ѐн мае базу ведаў, машыну  апрацоўкі  ведаў  і  карыстальніцкі  інтэрфейс.  Кампаненты  сістэмы  распазнавання  і сінтэзу маўлення па тэксце робяць натуральна-маўленчы інтэрфейс яшчэ больш зручным для карыстальніка.

В ы н ік і

В ы н ік і. Прадстаўлена апісанне прататыпа інтэрфейсу натуральнай мовы для інтэлектуальнай пытальна-адказнай сістэмы. Мадэль прататыпа ўключае ў сябе беларускую і рускую версіі падсістэмы («маўленне ў тэкст» і «тэкст у маўленне»), генерацыю адказаў у выглядзе натуральнай мовы і фармальнага тэксту. Дадатковы кампанент – падача на ўваход сістэмы чалавечага маўлення. Некаторыя дадзеныя, неабходныя для распазнавання натуральнага маўлення, захоўваюцца ў базе ведаў альбо ствараюцца на аснове існуючых ведаў. Сінтэз беларускага і рускага маўлення з'яўляецца неабходным для таго, каб зрабіць інтэрфейс на натуральнай мове больш зручным для карыстальнікаў.

З а к л ю ч э н н е

З а к л ю ч э н н е. Прадстаўлена паслядоўнасць даследавання і праектавання натуральна-маўленчых карыстальніцкіх інтэрфейсаў. Прыводзіцца апісанне прататыпа інтэрфейсу натуральнай мовы для інтэлектуальнай пытальна-адказнай сістэмы.

O b j e c t i v e s

O b j e c t i v e s. The main goal of the work is a research of the natural language user interfaces and the development

of a prototype of such an interface. The prototype is a bilingual Russian and Belarusian question-and-answer dialogue system. The research of the natural language interfaces was conducted in terms of the use of natural language for interaction between a user and a computer system. The main problems here are the ambiguity of natural language and the difficulties in the design of natural language interfaces that meet user expectations.

M e t ho d s

M e t ho d s. The main principles of modelling the natural language user interfaces are considered. As an intelligent system, it consists of a database, knowledge machine and a user interface. Speech recognition and speech synthesis components make natural language interfaces more convenient from the point of view of usability.

R e s u l t s

R e s u l t s. The description of the prototype of a natural language interface for a question-and-answer intelligent system is presented. The model of the prototype includes speech-to-text and text-to-speech Belarusian and Russian subsystems, generation of responses in the form of the natural language and formal text.

An additional component is natural Belarusian and Russian voice input. Some of the data, required for human voice recognition, are stored as knowledge in the knowledge base or created on the basis of existing knowledge. Another important component is Belarusian and Russian voice output. This component is the top required for making the natural language interface more user-friendly.

Co n c l u s i o n

Co n c l u s i o n. The article presents the research of natural language user interfaces, the result of which provides the development and description of the prototype of the natural language interface for the intelligent question- and-answer system.

натуральна-маўленчы інтэрфейсгаласавы сэрвісраспазнаванне маўленнясінтэз маўленняпытальна-адказныя сістэмыnatural language interfacevoice servicesspeech recognitionspeech synthesisquestion-and- answer systemsReferencesCurrent trends in multilingual speech processing / H. Bourlard, J. Dines, M. Mathew-Doss, P. Garner, D. Imseng, …, F. Valente // Indian Academy of Science. − 2011. − Vol. 36, part 5. − P. 885−915.Bourlard H., Dines J., Mathew-Doss M., Garner P., Imseng D., Motlicek P., Liang H., Saheer L., Valente F. Current trends in multilingual speech processing. Indian Academy of Science, 2011, vol. 36, part 5, pp. 885−915.Landauer T. K. Selection from alphabetic and numeric menu trees using a touch screen: Breadth, depth, and width / T. K. Landauer, D. W. Nachbar // CHI '85 Proc. of the SIGCHI Conf. on Human Factors in Computing Systems. – N. Y. : ACM, 1985. − Vol. 16, iss. 4. − P. 73−78.Landauer T. K., Nachbar D. W. Selection from alphabetic and numeric menu trees using a touch screen: Breadth, depth, and width. CHI '85 Proceedings of the SIGCHI Conference on Human Factors in Computing Systems. New York, ACM, 1985, vol. 16, iss. 4, pp. 73−78.Oppenhejm, A. V. From frequency to quefrancy: A history of the cepstrum / A. V. Oppenhejm, R. W. Schafer // IEEE Signal Processing Magazine. − 2004. − Vol. 21. − P. 95−106.Oppenhejm A. V. , Schafer R. W. From frequency to quefrancy: A history of the cepstrum. IEEE Signal Processing Magazine, 2004, vol. 21, pp. 95−106.Rabiner, L. A. Tutorial on hidden Markov models and selected applications in speech / L. A. Rabiner // Proc. of the IEEE. − 1988. – Vol. 77, iss. 2. – P. 257−286.Rabiner L. A. Tutorial on hidden Markov models and selected applications in speech. Proceedings of the IEEE, 1988, vol. 77, iss. 2, pp. 257−286.Бовбель, Е. И. Скрытые марковские модели и машины на опорных векторах: от теории к практике : пособие для студентов естественно-научных специальностей / Е. И. Бовбель, И. Э. Хейдоров, Ю. В. Пачковский. − Минск : БГУ, 2007. − 131 с.Bovbel E. I., Heidorov I. E., Pachkovsky Y. V. Skrytye markovskie modeli i mashiny na opornyx vektorax: ot teorii k praktike : posobie dlya studentov estestvenno-nauchnyx specialnostej. Hidden Markov Models and Support Vector Machines: From Theory to Practice: A Handbook for Science Students. Minsk, BSU, 2007, 131 p. (In Russ.).Бовбель, Е. И. Статистические методы распознавания речи: скрытые марковские модели / Е. И. Бовбель, И. Э. Хейдоров // Зарубежная радиоэлектроника. Успехи современной электроники. − 1998. − № 3. − С. 36−54.Bovbel E. I., Heidorov I. E. Statistical speech recognition techniques: hidden Markov models. Zarubezhnaya radioelektronika. Uspexi sovremennoj elektronik [Foreign Radio Electronics. Advances in Modern Electronics], 1998, no. 3, pp. 36−54 (In Russ.).Семантическая технология проектирования белорусско- и русскоязычных ЕЯ-интерфейсов вопросно-ответных систем / С. А. Гецевич [и др.] // Открытые семантические технологии проектирования интеллектуальных систем = Open Semantic Technologies for Intelligent Systems (OSTIS–2012) : материалы II Междунар. науч.-техн. конф., Минск, 16–18 февр. 2012 г. / редкол. : В. В. Голенков (отв. ред.) [и др.]. – Минск : БГУИР, 2012. – С. 401–412.Hetsevich S. A., Hetsevich Y. S., Eliseeva O. E, Zhitko V. A, Kuzmin A. A. Semantic technology for designing Belarusian- and Russian-language NL-interfaces of question-answer systems. Otkrytye semanticheskie tehnologii proektirovanija intellektual'nyh sistem : materialy II Mezhdunarodnoj nauchno-tehnicheskoj konferencii, Minsk, 16–18 fevralja 2012 g. Redkollegija : V. V. Golenkov (otvetstvennyj redaktor) [i dr.]. [Open Semantic Technologies for Intelligent Systems (OSTIS–2012) : Materials of the II International Scientific and Technical Conference, Minsk, 16–18 February 2012. In V. V. Golenkov (ed.) [et al.]]. Minsk, Belorusskij gosudarstvennyj universitet informatiki i radiojelektroniki, 2012, pp. 401–412 (In Russ.).Гецевич, Ю. С. Система синтеза белорусской речи по тексту / Ю. С. Гецевич, Б. М. Лобанов // Речевые технологии. – 2010. – № 1. – С. 91–100.Hetsevich Y. S., Lobanov B. M. System for the synthesis of Belarusian speech by text. Rechevye texnologii [Speech Technology], 2010, vol. 1, pp. 91–100 (In Russ.).Лобанов, Б. М. Компьютерный синтез и клонирование речи / Б. М. Лобанов, Л. И. Цирульник. – Минск : Беларус. навука, 2008. – 342 с.Lobanov B. M, Cirulnik L. I. Kompyuternyj sintez i klonirovanie rechi. Computer Synthesis and Cloning of Speech. Belаruskaya navuka, 2008, 342 p. (In Russ.).Оппенгейм, А. В. Цифровая обработка сигналов / А. В. Оппенгейм, Р. В. Шафер. − М. : Связь, 1979. − 416 с.Oppenheim A. V., Schafer R. W. Digital Signal Processing. 1st ed. New Jersey, Prentice Hall, 585 p.Лобанов, Б. М. Компьютерная система анализа и интерпретации интонации речи / Б. М. Лобанов, В. А. Житко, Ю. А. Здоронок // Междунар. конгресс по информатике: информационные системы и технологии = International Congress on Computer Science: Information Systems and Technologies / под ред. С. В. Абламейко. – Минск : БГУ, 2016. – P. 589–594.Lobanov B. M., Zhitko V. A., Zdaranok Y. A. Computer system for analyzing and interpreting speech intonation. Mezhdunarodnyj kongress po informatike: informacionnye sistemy i tehnologii. Pod redakciej S. V. Ablamejko [International Congress on Computer Science: Information Systems and Technologies. In S. V. Ablameiko]. Minsk, Belorusskij gosudarstvennyj universitet, 2016, pp. 589–594.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.