什么是语音识别?语音识别(AutomaticSpeechRecognition,ASR):通俗地讲语音识别就是将人类的声音信号转化为文字或者指令的过程。语音识别以语音为研究对象,它是语音信号处理的一个重要研究方向,是模式识别的一个分支。语音识别的研究涉及微机技术、人工智能、数字信号处理、模式识别、声学、语言学和认知科学等许多学科领域,是一个多学科综合性研究领域。语音识别基本原理语音识别系统基本原理:其中:预处理模块滤除原始语音信号中的次要信息及背景噪音等,包括抗混叠滤波、预加重、模/数转换、自动增益控制等处理过程,将语音信号数字化;特征提取模块对语音的声学参数进行分析后提取出语音特征参数,形成特征矢量序列。特征提取和选择是构建系统的关键,对识别效果极为重要。由于语音信号本质上属于非平稳信号,目前对语音信号的分析是建立在短时平稳性假设之上的。在对语音信号作短时平稳假设后,通过对语音信号进行加窗,实现短时语音片段上的特征提取。这些短时片段被称为帧,以帧为单位的特征序列构成语音识别系统的输入。由于梅尔倒谱系数及感知线性预测系数能够从人耳听觉特性的角度准确刻画语音信号,已经成为目前主流的语音特征。为补偿帧间假设。远场语音识别已经随着智能音箱的兴起成为全球消费电子领域应用为成功的技术之一。贵州英语语音识别
语音识别自半个世纪前诞生以来,一直处于不温不火的状态,直到2009年深度学习技术的长足发展才使得语音识别的精度提高,虽然还无法进行无限制领域、无限制人群的应用,但也在大多数场景中提供了一种便利高效的沟通方式。本篇文章将从技术和产业两个角度来回顾一下语音识别发展的历程和现状,并分析一些未来趋势,希望能帮助更多年轻技术人员了解语音行业,并能产生兴趣投身于这个行业。语音识别,通常称为自动语音识别,英文是AutomaticSpeechRecognition,缩写为ASR,主要是将人类语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入,一般都是可以理解的文本内容,也有可能是二进制编码或者字符序列。但是,我们一般理解的语音识别其实都是狭义的语音转文字的过程,简称语音转文本识别(SpeechToText,STT)更合适,这样就能与语音合成(TextToSpeech,TTS)对应起来。语音识别是一项融合多学科知识的前沿技术,覆盖了数学与统计学、声学与语言学、计算机与人工智能等基础学科和前沿学科,是人机自然交互技术中的关键环节。但是,语音识别自诞生以来的半个多世纪,一直没有在实际应用过程得到普遍认可,一方面这与语音识别的技术缺陷有关,其识别精度和速度都达不到实际应用的要求。
贵州英语语音识别怎么构建语音识别系统?语音识别系统构建总体包括两个部分:训练和识别。
我们来看一个简单的例子,假设词典包含:jin1tian1语音识别过程则"jin天"的词HMM由"j"、"in1"、"t"和"ian1"四个音素HMM串接而成,形成一个完整的模型以进行解码识别。这个解码过程可以找出每个音素的边界信息,即每个音素(包括状态)对应哪些观察值(特征向量),均可以匹配出来。音素状态与观察值之间的匹配关系用概率值衡量,可以用高斯分布或DNN来描述。从句子到状态序列的分解过程语音识别任务有简单的孤立词识别,也有复杂的连续语音识别,工业应用普遍要求大词汇量连续语音识别(LVCSR)。主流的语音识别系统框架。对输入的语音提取声学特征后,得到一序列的观察值向量,再将它们送到解码器识别,后得到识别结果。解码器一般是基于声学模型、语言模型和发音词典等知识源来识别的,这些知识源可以在识别过程中动态加载,也可以预先编译成统一的静态网络,在识别前一次性加载。发音词典要事先设计好,而声学模型需要由大批量的语音数据(涉及各地口音、不同年龄、性别、语速等方面)训练而成,语言模型则由各种文本语料训练而成。为保证识别效果,每个部分都需要精细的调优,因此对系统研发人员的专业背景有较高的要求。
DFCNN使用大量的卷积直接对整句语音信号进行建模,主要借鉴了图像识别的网络配置,每个卷积层使用小卷积核,并在多个卷积层之后再加上池化层,通过累积非常多卷积池化层对,从而可以看到更多的历史信息。2018年,阿里提出LFR-DFSMN(LowerFrameRate-DeepFeedforwardSequentialMemoryNetworks)。该模型将低帧率算法和DFSMN算法进行融合,语音识别错误率相比上一代技术降低20%,解码速度提升3倍。FSMN通过在FNN的隐层添加一些可学习的记忆模块,从而可以有效的对语音的长时相关性进行建模。而DFSMN是通过跳转避免深层网络的梯度消失问题,可以训练出更深层的网络结构。2019年,百度提出了流式多级的截断注意力模型SMLTA,该模型是在LSTM和CTC的基础上引入了注意力机制来获取更大范围和更有层次的上下文信息。其中流式表示可以直接对语音进行一个小片段一个小片段的增量解码;多级表示堆叠多层注意力模型;截断则表示利用CTC模型的尖峰信息,把语音切割成一个一个小片段,注意力模型和解码可以在这些小片段上展开。在线语音识别率上,该模型比百度上一代DeepPeak2模型提升相对15%的性能。开源语音识别Kaldi是业界语音识别框架的基石。
语音识别主要是将人类语音中的词汇内容转换为计算机可读的输入。
已有20年历史了,在Github和SourceForge上都已经开源了,而且两个平台上都有较高的活跃度。(2)Kaldi从2009年的研讨会起就有它的学术根基了,现在已经在GitHub上开源,开发活跃度较高。(3)HTK始于剑桥大学,已经商用较长时间,但是现在版权已经不再开源软件了。它的新版本更新于2015年12月。(4)Julius起源于1997年,一个主版本发布于2016年9月,主要支持的是日语。(5)ISIP是新型的开源语音识别系统,源于密西西比州立大学。它主要发展于1996到1999年间,版本发布于2011年,遗憾的是,这个项目已经不复存在。语音识别技术研究难点目前,语音识别研究工作进展缓慢,困难具体表现在:(1)输入无法标准统一比如,各地方言的差异,每个人独有的发音习惯等,口腔中元音随着舌头部位的不同可以发出多种音调,如果组合变化多端的辅音,可以产生大量的、相似的发音,这对语音识别提出了挑战。除去口音参差不齐,输入设备不统一也导致了语音输入的不标准。(2)噪声的困扰噪声环境的各类声源处理是目前公认的技术难题,机器无法从各层次的背景噪音中分辨出人声,而且,背景噪声千差万别,训练的情况也不能完全匹配真实环境。因而。语音识别是门综合性学科,包括声学、语音学、语言学、信号处理、概率统计、信息论、模式识别和深度学习等。青海苹果语音识别
大多数人会认为研发语音识别技术是一条艰难的道路,投入会巨大,道路会很漫长。贵州英语语音识别
CNN本质上也可以看作是从语音信号中不断抽取特征的一个过程。CNN相比于传统的DNN模型,在相同性能情况下,前者的参数量更少。综上所述,对于建模能力来说,DNN适合特征映射到空间,LSTM具有长短时记忆能力,CNN擅长减少语音信号的多样性,因此一个好的语音识别系统是这些网络的组合。端到端时代语音识别的端到端方法主要是代价函数发生了变化,但神经网络的模型结构并没有太大变化。总体来说,端到端技术解决了输入序列的长度远大于输出序列长度的问题。端到端技术主要分成两类:一类是CTC方法,另一类是Sequence-to-Sequence方法。传统语音识别DNN-HMM架构里的声学模型,每一帧输入都对应一个标签类别,标签需要反复的迭代来确保对齐更准确。采用CTC作为损失函数的声学模型序列,不需要预先对数据对齐,只需要一个输入序列和一个输出序列就可以进行训练。CTC关心的是预测输出的序列是否和真实的序列相近,而不关心预测输出序列中每个结果在时间点上是否和输入的序列正好对齐。CTC建模单元是音素或者字,因此它引入了Blank。对于一段语音,CTC输出的是尖峰的序列,尖峰的位置对应建模单元的Label,其他位置都是Blank。Sequence-to-Sequence方法原来主要应用于机器翻译领域。
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