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  1. README.md +163 -235
  2. media/noise_chain.mp4 +3 -0
README.md CHANGED
@@ -32,260 +32,188 @@ configs:
32
  path: data/STEAK-tough/test-*.parquet
33
  ---
34
 
35
- # STEAK — **S**peech-to-**T**ext **E**valuation for **A**TC **K**nowledge
36
-
37
- ATC synthétique. **Une ligne = un audio** (un énoncé contrôleur ATCO *ou* un
38
- readback pilote). 2,519,694 audios.
39
- La **paire ATCO↔pilote est toujours présente** dans le dataset : les deux rôles
40
- d'un échange partagent le même `pair_id` — filtrer/regrouper sur `pair_id` pour
41
- reconstituer les paires complètes (voir « Regrouper les audios en paires »).
42
-
43
- ## Génération du texte (règles formelles + ontologie ATC)
44
-
45
- Le texte de chaque échange n'est pas tiré d'enregistrements réels : il est
46
- **généré par règles formelles** suivant une **ontologie de la communication
47
- ATC**. Chaque énoncé du contrôleur est une **chaîne de commandes** assemblée
48
- ainsi :
49
-
50
- - **82 commandes** au total sont générables (table complète plus bas).
51
- Un énoncé en contient **au plus 7** (1 commande *seed* + 6 ajoutées au maximum)
52
- et **2,2 en moyenne** (1 seed + ~1,2 ajoutée, cf. tirage ci-dessous).
53
- - La **première commande (seed)** est tirée au hasard parmi les 82
54
- selon une **pondération** (toutes n'ont pas la même probabilité) : les poids
55
- sont issus des **observations EDA** sur les corpus ATC réels **ATCO2** et
56
- **UWB-ATCC**, pour que le cœur en-route (climb/descend/heading/contact…)
57
- domine et que les commandes rares restent rares.
58
- - **Ajout des commandes suivantes** : 6 slots, chacun rempli par un tirage de
59
- **Bernoulli indépendant de probabilité 0,2** (≈ Binomiale(6 ; 0,2)). En
60
- moyenne ~1,2 commande supplémentaire, parfois 0, parfois jusqu'à 6.
61
- - **Règles d'incompatibilité** dans un même énoncé : au plus **une commande par
62
- groupe** (jamais deux commandes verticales, ni deux commandes de cap, etc.),
63
- cohérence du sens vertical (pas de « climb … rate of descent »), exclusivité
64
- sol/vol (pas de « taxi … descend FL90 ») et conflits de phase
65
- (départ ⊥ arrivée…).
66
- - **Formulations multiples** : chaque commande dispose de plusieurs formulations
67
- côté contrôleur, et de plusieurs façons d'être **relue** côté pilote — la
68
- formulation du readback n'est **pas forcément la même** que celle de
69
- l'instruction (parfois réduite à la valeur seule, « level 100 »).
70
- - **Valeur** de chaque commande **tirée au hasard dans son domaine** de valeurs
71
- possibles (cf. table ci-dessous).
72
-
73
- Les valeurs concrètes (waypoints, noms et fréquences de stations, aéroports,
74
- compagnies/indicatifs) proviennent de **sources publiques** :
75
-
76
- | ressource | source |
77
- |---|---|
78
- | waypoints | [OpenNav](https://opennav.com/waypoint/FR) (une page par pays) |
79
- | aéroports ICAO | [OpenNav](https://opennav.com/airportcodes) |
80
- | stations ATC + fréquences | [VATEUD](https://fsmine.dhis.org/vateud8/) |
81
- | compagnies / indicatifs (telephony) | [Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_airline_codes), [flugzeuginfo.net](https://www.flugzeuginfo.net/), [OpenNav](https://opennav.com/airlinecodes/), [FAA CNT](https://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/cnt_html/) |
82
- | voix de référence seed-vc (accent, `accent_ref`) | [Speech Accent Archive](https://accent.gmu.edu) (≈ 3 000 locuteurs de toutes langues maternelles → accents variés ; cf. « Rendu audio ») |
83
-
84
- ### Conditions accrochées aux commandes
85
-
86
- Une commande peut recevoir une **condition** (déclencheur temporel/spatial). Le
87
- mécanisme :
88
-
89
- - Avec une probabilité de **8 %**, l'énoncé reçoit **une** condition
90
- (dans 92 % des cas, aucune).
91
- - Une **commande hôte** est tirée parmi celles de l'énoncé éligibles, et la
92
- condition est filtrée sur **le groupe de cette hôte** (une condition verticale
93
- ne s'accroche qu'à une commande verticale, etc.).
94
- - Le connecteur est tiré (pondéré) parmi ceux applicables à ce groupe ; certains
95
- portent une **valeur** (waypoint, FL, altitude, distance, vario, heure) tirée
96
- dans son domaine — un waypoint de condition ne réutilise jamais un waypoint
97
- déjà cité dans l'énoncé.
98
- - Avec une probabilité de **18 %**, une **2e** condition (à
99
- connecteur différent) est chaînée à la même hôte (ex. « when established …
100
- until 4 miles final »).
101
- - Côté pilote, la condition est relue avec une probabilité de
102
- **55 %** (pas toujours relue, comme sur les vraies
103
- fréquences).
104
-
105
- La condition apparaît dans la colonne `commandes` (`atco_condition`) et, si relue,
106
- dans `pilot_condition_readback`.
107
 
108
- <details>
109
- <summary>Les 26 connecteurs de condition » = valeur générée)</summary>
110
 
111
- | connecteur | s'accroche aux commandes |
112
- |---|---|
113
- | « when ready » | contact fréquence, direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
114
- | « when able » | direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
115
- | « when established » | approche, verticales (climb / descend / maintain…) |
116
- | « when passing … feet » | verticales (climb / descend / maintain…) |
117
- | « until further advised » | cap, verticales (climb / descend / maintain…), vitesse |
118
- | « until passing flight level … » | verticales (climb / descend / maintain…) |
119
- | « until … » | direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
120
- | « until … miles » | verticales (climb / descend / maintain…), vitesse |
121
- | « after … » | cap, direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
122
- | « after … then … » | cap, direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
123
- | « after the low approach » | cap, verticales (climb / descend / maintain…) |
124
- | « after departure » | direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
125
- | « level by … » | verticales (climb / descend / maintain…) |
126
- | « before … » | direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
127
- | « at … feet per minute » | verticales (climb / descend / maintain…) |
128
- | « at … feet per minute or greater » | verticales (climb / descend / maintain…) |
129
- | « time … » | cross waypoint, direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
130
- | « from present » | cap, direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…) |
131
- | « from present position » | cap, direct-to / inbound |
132
- | « if able » | direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…), vitesse |
133
- | « if possible » | direct-to / inbound, verticales (climb / descend / maintain…), vitesse |
134
- | « if available » | verticales (climb / descend / maintain…) |
135
- | « until … miles final » | approche, verticales (climb / descend / maintain…), vitesse |
136
- | « on conversion » | vitesse |
137
- | « when established on the localizer » | approche, verticales (climb / descend / maintain…), vitesse |
138
- | « when you are done de icing » | contact fréquence |
139
 
140
- </details>
 
 
141
 
142
- ### Les 82 commandes et leur domaine de valeurs
 
 
143
 
144
- Les 82 commandes sont regroupées **par famille** (verticales, cap,
145
- vitesse…) ; une ligne = un type de commande, avec son **domaine de valeurs**
146
- commun (les valeurs concrètes sont tirées dans ces plages).
 
147
 
148
- | type de commande | domaine de valeurs |
149
- |---|---|
150
- | Verticales montée / descente / niveau (climb, descend, maintain, stop climb/descent, rate of climb/descent…) | niveau de vol **FL060–FL400** (pas de 10) ou altitude **2000–15000 ft** (pas de 1000) ; taux vertical **500–3000 ft/min** |
151
- | Approche & atterrissage (cleared to land, cleared ILS / VOR / NDB / visual approach, touch-and-go, go-around…) | **piste 01–36** (+ suffixe **L / R / C**) |
152
- | Navigation par waypoints (direct to, inbound, cross waypoint, follow route / SID / STAR / transition) | **waypoint** (source OpenNav) — éventuellement + FL ; routes **SID / STAR / transition** |
153
- | Mouvements sur piste au sol (cross runway, hold short, line up, backtrack, vacate) | **piste 01–36** (+ suffixe **L / R / C**) ; taxiway pour *vacate* |
154
- | Cap (turn left/right, turn by N°, heading) | cap **005–360°** (multiples de 5) ; sens **left / right** ; virage de **{10, 20, 30, 40, 90, 180, 270, 360}°** |
155
- | QNH | **975–1045 hPa** |
156
- | Transpondeur (squawk, ident) | code **0000–7777 octal** (codes d'urgence 7500/7600/7700/7777/0000 exclus) ; *ident* sans valeur |
157
- | Vitesse (speed, reduce / increase speed, maintain speed, mach) | **160–340 kt** (pas de 10), Δ **10–50 kt**, ou **Mach 0.70–0.86** (pas de 0.01) |
158
- | Transfert fréquence & report (contact, monitor, report passing) | **station + fréquence 118.000–136.xxx MHz** (canaux 8.33/25 kHz, source VATEUD) ; waypoint pour *report passing* |
159
- | Roulage & départ sol (startup, pushback, taxi to / via, hold position) | identifiant de **taxiway** (sans valeur pour *startup / pushback / hold position*) |
160
- | Décollage (cleared for take-off) | **piste 01–36** (+ suffixe **L / R / C**) |
161
- | Clairances (IFR, destination, entrée CTR) | **aéroport ICAO** destination (source OpenNav) ; waypoint d'entrée CTR |
162
- | Contrainte horaire (time) | **heure hhmm** (+ waypoint) |
163
- | Attente (holding) | **waypoint** (source OpenNav) |
164
- | Informations (ATIS, piste active, trafic, vent) | ATIS **alpha…zulu** ; piste active **01–36** ; trafic en position relative (« x o'clock y miles »…) ; vent **direction / force / rafale** |
165
- | Réponses & initiation (affirm, standby, go ahead, appel initial) | — (sans valeur) |
166
-
167
- ## Rendu audio : voix, accent, bruit
168
-
169
- Le texte est ensuite synthétisé puis dégradé pour ressembler à une vraie
170
- fréquence ATC :
171
-
172
- - **Voix / timbre** : chaque énoncé est synthétisé par **Kokoro TTS**, avec une
173
- **voix tirée au hasard** parmi les voix Kokoro (colonne `voice`) — timbre varié
174
- gratuitement.
175
- - **Accent (conversion de voix)** : un étage **seed-vc** transfère ensuite la
176
- voix d'un **clip de référence** sur la synthèse (foreign-accent conversion).
177
- Les clips de référence (colonne `accent_ref`) sont **scrappés du
178
- [Speech Accent Archive](https://accent.gmu.edu)** (≈ 3 000 locuteurs de toutes
179
- langues maternelles lisant le même paragraphe → accents variés). Le pool est
180
- réparti par genre et la part de voix masculines est tirée par rôle
181
- (≈ 0,7 ATCO / ≈ 0,9 pilote).
182
- - **Bruit** : un profil de bruit issu d'**enregistrements ATCO2 réels** est
183
- ajouté avec un SNR tiré au hasard (cf. « Difficulté » et la colonne
184
- `atco2_noise_profile`). Pas de réverbération (cabines ATC petites et
185
- absorbantes → T60 négligeable).
186
-
187
- ## Difficulté (tiercile de RMS mesuré)
188
-
189
- Difficulté = tiercile du **RMS mesuré sur le WAV rendu** (colonne `rms`).
190
-
191
- Le **RMS** (*root-mean-square*) est le **niveau efficace** du signal : la
192
- moyenne quadratique des échantillons, c.-à-d. l'énergie/le volume moyen de
193
- l'audio sur toute sa durée. Il est exprimé en **dBFS** (decibels relative to
194
- full scale : 0 dBFS = pleine échelle), donc toujours ≤ 0 ; plus la valeur est
195
- **proche de 0**, plus l'audio est **fort/chargé en énergie**.
196
-
197
- Calcul, sur le WAV rendu complet `x` (échantillons dans `[-1, 1]`) :
198
 
199
- ```
200
- rms = 20 * log10( sqrt( mean( x² ) ) ) # dBFS
201
  ```
202
 
203
- c.-à-d. : on élève chaque échantillon au carré, on en prend la moyenne sur tout
204
- le fichier, sa racine carrée (= le RMS linéaire), puis on convertit en dB
205
- (`20*log10`). L'audio étant **peak-normalisé** en sortie de canal (crête fixée à
206
- 0 dBFS), le RMS qui inclut le bruit de fond et le repli du soft-clip — est
207
- **comparable d'un fichier à l'autre**. **RMS haut = audio bruité = plus dur.**
208
-
209
- | subset | bornes rms (dBFS) |
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
210
  |---|---|
211
- | `STEAK-rare` (facile, propre) | `<= -13.08` |
212
- | `STEAK-medium` | `]-13.08, -11.55]` |
213
- | `STEAK-tough` (difficile, bruité) | `> -11.55` |
 
 
214
 
215
- | subset | train | test | total |
216
- |---|---|---|---|
217
- | STEAK-rare | 419,716 | 420,218 | 839,934 |
218
- | STEAK-medium | 420,434 | 419,479 | 839,913 |
219
- | STEAK-tough | 419,864 | 419,983 | 839,847 |
220
 
221
- Split `train`/`test` (~50 % test) découpé **par paire** (`pair_id`) : une
222
- paire est **toujours entièrement dans `train` OU entièrement dans `test`**, jamais
223
- un rôle dans `train` et l'autre dans `test` — aucune fuite atco↔pilot entre les
224
- deux splits. Cela vaut **quel que soit le subset** : les deux rôles peuvent tomber
225
- dans des subsets de difficulté différents (`STEAK-rare`/`-medium`/`-tough`, selon
226
- leur bruit propre), mais ils partagent **toujours le même split**.
227
 
228
- ## Charger un subset
 
229
 
230
- ```python
231
- from datasets import load_dataset
232
- ds = load_dataset("<ns>/<repo>", "STEAK-tough", split="train")
233
- ds[0]["audio"] # {'array': ..., 'sampling_rate': 8000}
234
- ```
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
235
 
236
- ## Hésitations (disfluences)
237
 
238
- Certains énoncés contiennent une **hésitation** parlée (pause allongée et/ou
239
- vocalisation type *uh / um / er*). Dans la transcription `text`, cette hésitation
240
- est marquée par le token **`[hes]`**, et la colonne **`hesitation`** en donne le
241
- **type** (`null` si l'énoncé n'en contient pas) :
242
 
243
- | `hesitation` | nature |
 
 
 
244
  |---|---|
245
- | `ellipsis` | longue pause silencieuse |
246
- | `shorter_ellipsis` | pause silencieuse courte |
247
- | `uh`, `uhh` | vocalisation « uh » (la variante `uhh` traîne plus longtemps) |
248
- | `um`, `umm` | vocalisation « um » (la variante `umm` traîne plus longtemps) |
249
- | `er` | vocalisation « er » |
250
-
251
- Au plus une hésitation par énoncé.
252
-
253
- ## Colonnes (dans l'ordre)
254
- - `uid` (= `pair_id` + `role`)
255
- - `audio` (feature Audio, 8 kHz)
256
- - `role` (`atco`/`pilot`), `text` (hésitation marquée `[hes]`), `callsign`
257
- - `commandes` (JSON: liste de `{command, value}`)
258
- - `atco2_noise_profile` : id de l'enregistrement atco2 réel d'où le profil de
259
- bruit a été capté (= nom du WAV `atco2_subset`)
260
- - params de génération : `drive`, `voice`, `speed`, `accent_ref`
261
- - `hesitation` : **type d'hésitation** présente dans l'audio (`null` si aucune)
262
- - `bandpass_lo_hz` : **borne de fréquence MIN du bandpass** appliqué (Hz)
263
- - `bandpass_hi_hz` : **borne de fréquence MAX du bandpass** appliqué (Hz)
264
- (`null` tous deux si le canal n'a pas appliqué de bandpass)
265
- - `duration_s`
266
- - `file` (WAV source), `pair_id` (clé de paire)
267
- - `rms` : niveau efficace global en dBFS (axe de difficulté, mesuré cf.
268
- « Difficulté ») **dernière colonne**
269
-
270
- ## Regrouper les audios en paires
271
-
272
- `atco` et `pilot` d'un échange partagent `pair_id`. Comme leur niveau de bruit
273
- diffère, les deux rôles peuvent tomber dans des subsets différents : pour
274
- reconstituer les paires complètes, charge les trois subsets.
275
 
276
- ```python
277
- from collections import defaultdict
278
- from datasets import load_dataset, concatenate_datasets
279
 
280
- subsets = ["STEAK-rare", "STEAK-medium", "STEAK-tough"]
281
- ds = concatenate_datasets(
282
- [load_dataset("<ns>/<repo>", s, split="train") for s in subsets]
283
- )
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
284
 
285
- pairs = defaultdict(dict)
286
- for ex in ds:
287
- pairs[ex["pair_id"]][ex["role"]] = ex # {'atco': ..., 'pilot': ...}
288
 
289
- pair = pairs["0000001"]
290
- atco, pilot = pair.get("atco"), pair.get("pilot")
291
- ```
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
32
  path: data/STEAK-tough/test-*.parquet
33
  ---
34
 
35
+ # STEAK — **S**peech-to-**T**ext for **E**rror of **A**tc readbac**K**
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
36
 
37
+ STEAK is a **synthetically generated** dataset of **ATCO–pilot radio exchanges**
38
+ both the **text** and the **audio** are synthetic:
39
 
40
+ - **Text**: assembled by **formal rules**, following an **ontology of ATCO–pilot
41
+ exchanges**.
42
+ - **Audio**: **TTS** voice **timbre / accent** conversion (**seed-vc**)
43
+ **noise** addition (noise captured from real **ATCO2** recordings).
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
44
 
45
+ **One row = one audio** (one ATCO controller utterance *or* one pilot readback).
46
+ **2,519,694 audios.** The **ATCO↔pilot pair is always present**: both roles of an
47
+ exchange share the same `pair_id`. To rebuild the complete pairs directly:
48
 
49
+ ```python
50
+ from collections import defaultdict
51
+ from datasets import load_dataset, concatenate_datasets
52
 
53
+ subsets = ["STEAK-rare", "STEAK-medium", "STEAK-tough"]
54
+ ds = concatenate_datasets(
55
+ [load_dataset("DEEL-AI/STEAK", s, split="train") for s in subsets]
56
+ )
57
 
58
+ pairs = defaultdict(dict)
59
+ for ex in ds:
60
+ pairs[ex["pair_id"]][ex["role"]] = ex # {'atco': ..., 'pilot': ...}
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
61
 
62
+ pair = pairs["0000001"]
63
+ atco, pilot = pair.get("atco"), pair.get("pilot")
64
  ```
65
 
66
+ ## Text generation (formal rules + ATC ontology)
67
+
68
+ 82 commands in total can be generated (full table below). An utterance
69
+ contains **at most 7** (1 *seed* command + up to 6 added) and **2.2 on
70
+ average** (1 seed + ~1.2 added). The **first (seed) command** is drawn at random
71
+ among the 82 with a **weighting** (not all equally likely): the weights
72
+ come from **EDA observations** on the real ATC corpora **ATCO2** and
73
+ **UWB-ATCC**, so that the en-route core (climb/descend/heading/contact…)
74
+ dominates and rare commands stay rare. **Multiple phrasings per command**: each
75
+ command has several controller-side phrasings, and several ways to be **read
76
+ back** on the pilot side — each phrasing is drawn at random with a weighting
77
+ obtained from our EDA observations on ATCO2 and UWB-ATCC. The readback phrasing
78
+ is **not necessarily** the same as the instruction (sometimes reduced to the
79
+ value alone, *“level 100”*).
80
+
81
+ We also added **incompatibility rules** within a single utterance: at most **one
82
+ command per group** (never two vertical commands, nor two heading commands,
83
+ etc.), vertical-direction coherence (no *“climb … rate of descent”*),
84
+ ground/flight exclusivity (no *“taxi … descend FL90”*) and phase conflicts
85
+ (departure ⊥ arrival…).
86
+
87
+ The concrete values (waypoints, station names & frequencies, airports,
88
+ airlines/callsigns) come from **public sources**:
89
+
90
+ | resource | source |
91
  |---|---|
92
+ | waypoints | [OpenNav](https://opennav.com/waypoint/FR) (one page per country) |
93
+ | ICAO airports | [OpenNav](https://opennav.com/airportcodes) |
94
+ | ATC stations + frequencies | [VATEUD](https://fsmine.dhis.org/vateud8/) |
95
+ | airlines / callsigns (telephony) | [Wikipedia](https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_airline_codes), [flugzeuginfo.net](https://www.flugzeuginfo.net/), [OpenNav](https://opennav.com/airlinecodes/), [FAA CNT](https://www.faa.gov/air_traffic/publications/atpubs/cnt_html/) |
96
+ | seed-vc reference voices (accent, `accent_ref`) | [Speech Accent Archive](https://accent.gmu.edu) |
97
 
98
+ ### The 82 commands and their value domains
 
 
 
 
99
 
100
+ The 82 commands are grouped **by family** (vertical, heading, speed…).
 
 
 
 
 
101
 
102
+ <details>
103
+ <summary>Show the 82 commands and their value domains</summary>
104
 
105
+ | command type | value domain |
106
+ |---|---|
107
+ | Vertical — climb / descend / level (climb, descend, maintain, stop climb/descent, rate of climb/descent…) | flight level **FL060–FL400** (steps of 10) or altitude **2000–15000 ft** (steps of 1000) ; vertical rate **500–3000 ft/min** |
108
+ | Approach & landing (cleared to land, cleared ILS / VOR / NDB / DME / visual approach, touch-and-go) | **runway 01–36** (+ suffix **L / R / C**) |
109
+ | Waypoint & route navigation (direct to, inbound, cross waypoint ; follow route / STAR arrival / SID / transition) | a single **waypoint** (OpenNav), optionally + FL, for direct-to / inbound / cross ; **or** a whole **named published route** for follow-route — named after its reference fix: a **SID** (standard departure), a **STAR** (standard arrival), or a **transition** (the segment linking an en-route point to a SID/STAR) |
110
+ | Ground runway movements (cross runway, hold short, line up, backtrack, vacate) | **runway 01–36** (+ suffix **L / R / C**) ; for *vacate*, a **taxiway id** (a phonetic letter, optionally + a number or a 2nd letter — e.g. `A`, `L`, `A48`) |
111
+ | Heading (turn left/right, turn by N°, fly heading) | an **absolute heading 005–360°** (multiples of 5 — *“fly heading 230”*) ; **or** a **relative turn** left/right of **{10, 20, 30, 40, 90, 180, 270, 360}°** (*“turn right by 30 degrees”*) |
112
+ | QNH | **975–1045 hPa** |
113
+ | Transponder (squawk, ident) | **0000–7777 octal** code (emergency/reserved codes 7500/7600/7700/7777/0000 excluded) ; *ident* takes no value |
114
+ | Speed (speed, reduce / increase speed, maintain speed, mach) | **160–340 kt** (steps of 10), or **Mach 0.70–0.86** (steps of 0.01) |
115
+ | Frequency transfer (contact, monitor) | **station + frequency 118.000–136.xxx MHz** (source VATEUD) |
116
+ | Ground & departure (startup, pushback, taxi to / via, hold position) | a **taxiway id** (phonetic letter, optionally + number — `A`, `A48`) ; no value for *startup / pushback / hold position* |
117
+ | Time constraint (time) | **hhmm time** (+ waypoint) |
118
+ | Holding | a **waypoint** (OpenNav) |
119
+ | Information (ATIS, active runway, traffic, wind, destination, CTR entry) | ATIS **alpha…zulu** ; active runway **01–36** ; traffic as a relative position (« x o'clock y miles »…) ; wind **direction / speed / gust** ; destination **airport (ICAO, OpenNav)** ; **CTR entry waypoint** |
120
+ | Replies & initiation (affirm, standby, go ahead, initial call) | — (no value) |
121
 
122
+ </details>
123
 
124
+ A command may carry a **condition** a temporal/spatial trigger attached to it.
 
 
 
125
 
126
+ <details>
127
+ <summary>The 26 condition connectors (« … » = generated value)</summary>
128
+
129
+ | connector | attaches to commands |
130
  |---|---|
131
+ | « when ready » | direct-to / inbound, frequency contact, vertical (climb / descend / maintain…) |
132
+ | « when able » | direct-to / inbound, vertical (climb / descend / maintain…) |
133
+ | « when established » | approach, vertical (climb / descend / maintain…) |
134
+ | « when passing feet » | vertical (climb / descend / maintain…) |
135
+ | « until further advised » | heading, speed, vertical (climb / descend / maintain…) |
136
+ | « until passing flight level … » | vertical (climb / descend / maintain…) |
137
+ | « until » | direct-to / inbound, vertical (climb / descend / maintain…) |
138
+ | « until … miles » | speed, vertical (climb / descend / maintain…) |
139
+ | « after … » | direct-to / inbound, heading, vertical (climb / descend / maintain…) |
140
+ | « after … then … » | direct-to / inbound, heading, vertical (climb / descend / maintain…) |
141
+ | « after the low approach » | heading, vertical (climb / descend / maintain…) |
142
+ | « after departure » | direct-to / inbound, vertical (climb / descend / maintain…) |
143
+ | « level by … » | vertical (climb / descend / maintain…) |
144
+ | « before » | direct-to / inbound, vertical (climb / descend / maintain…) |
145
+ | « at feet per minute » | vertical (climb / descend / maintain…) |
146
+ | « at feet per minute or greater » | vertical (climb / descend / maintain…) |
147
+ | « time » | cross waypoint, direct-to / inbound, vertical (climb / descend / maintain…) |
148
+ | « from present » | direct-to / inbound, heading, vertical (climb / descend / maintain…) |
149
+ | « from present position » | direct-to / inbound, heading |
150
+ | « if able » | direct-to / inbound, speed, vertical (climb / descend / maintain…) |
151
+ | « if possible » | direct-to / inbound, speed, vertical (climb / descend / maintain…) |
152
+ | « if available » | vertical (climb / descend / maintain…) |
153
+ | « until miles final » | approach, speed, vertical (climb / descend / maintain…) |
154
+ | « on conversion » | speed |
155
+ | « when established on the localizer » | approach, speed, vertical (climb / descend / maintain…) |
156
+ | « when you are done de icing » | frequency contact |
 
 
 
 
157
 
158
+ </details>
 
 
159
 
160
+ **At most 2 conditions per utterance.** The probability of having a condition in
161
+ an utterance is **0.08**, and of having 2 conditions
162
+ **0.08 × 0.18 = 0.0144**. The command
163
+ the condition is applied to is drawn at random, and on the pilot side the
164
+ condition is read back with probability **0.55**. The
165
+ condition appears in the `commandes` column (`atco_condition`) and, if read back,
166
+ in `pilot_condition_readback`.
167
+
168
+ ## Audio rendering: voice, accent, noise
169
+
170
+ The text is then synthesized and degraded to resemble a real ATC frequency:
171
+
172
+ - **Voice / timbre**: each utterance is synthesized by **Kokoro TTS**, with a
173
+ **voice drawn at random** among the Kokoro voices (column `voice`).
174
+ - **Accent (voice conversion)**: seed-vc then transfers the voice of a reference
175
+ clip onto the synthesis. The reference clips (column `accent_ref`) are scraped
176
+ from the [Speech Accent Archive](https://accent.gmu.edu) (≈ 3000 speakers of
177
+ all native languages reading the same paragraph → varied accents). The pool is
178
+ split by gender and the share of male voices is drawn per role (≈ 0.7 ATCO /
179
+ ≈ 0.9 pilot).
180
+ - **Noise**: a noise profile from **real ATCO2 recordings** is added (column
181
+ `atco2_noise_profile`). No reverberation (small, absorptive ATC cabins →
182
+ negligible T60).
183
+
184
+ <video controls width="100%" src="https://huggingface.co/datasets/DEEL-AI/STEAK/resolve/main/media/noise_chain.mp4">
185
+ Your browser does not support the video tag — <a href="https://huggingface.co/datasets/DEEL-AI/STEAK/resolve/main/media/noise_chain.mp4">download it</a>.
186
+ </video>
187
+
188
+ ## Difficulty (measured-RMS tercile)
189
+
190
+ Difficulty = tercile of the **RMS measured on the rendered WAV** (column `rms`).
191
+
192
+ The **RMS** (*root-mean-square*) is the **effective signal level**: the average
193
+ energy/volume of the audio over its whole duration. It is expressed in **dBFS**
194
+ (decibels relative to full scale: 0 dBFS = full scale), so always ≤ 0; the
195
+ **closer to 0**, the **louder / more energetic** the audio. Since the audio is
196
+ **peak-normalized** at the channel output (peak fixed at 0 dBFS), the RMS — which
197
+ includes the background noise and the soft-clip fold-back — is **comparable
198
+ across files**. **High RMS = noisy audio = harder.**
199
+
200
+ | subset | rms bounds (dBFS) |
201
+ |---|---|
202
+ | `STEAK-rare` (easy, clean) | `<= -13.08` |
203
+ | `STEAK-medium` | `]-13.08, -11.55]` |
204
+ | `STEAK-tough` (hard, noisy) | `> -11.55` |
205
 
206
+ ## Train / Test split
 
 
207
 
208
+ | subset | train | test | total |
209
+ |---|---|---|---|
210
+ | STEAK-rare | 419,716 | 420,218 | 839,934 |
211
+ | STEAK-medium | 420,434 | 419,479 | 839,913 |
212
+ | STEAK-tough | 419,864 | 419,983 | 839,847 |
213
+
214
+ The `train`/`test` split (~50% test) is cut **by pair** (`pair_id`): a
215
+ pair is **always entirely in `train` OR entirely in `test`**, never one role in
216
+ `train` and the other in `test` — no atco↔pilot leakage between the two splits.
217
+ This holds **regardless of subset**: the two roles may fall into different
218
+ difficulty subsets (`STEAK-rare`/`-medium`/`-tough`, depending on their own
219
+ noise), but they **always share the same split**.
media/noise_chain.mp4 ADDED
@@ -0,0 +1,3 @@
 
 
 
 
1
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