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ASR)原理语音识别技术是让机器通过识别把语音信号转变为文本,进而通过理解转变为指令的技术。目的就是给机器赋予人的听觉特性,听懂人说什么,并作出相应的行为。语音识别系统通常由声学识别模型和语言理解模型两部分组成,分别对应语音到音节和音节到字的计算。一个连续语音识别系统大致包含了四个主要部分:特征提取、声学模型、语言模型和解码器等。(1)语音输入的预处理模块对输入的原始语音信号进行处理,滤除掉其中的不重要信息以及背景噪声,并进行语音信号的端点检测(也就是找出语音信号的始末)、语音分帧(可以近似理解为,一段语音就像是一段视频,由许多帧的有序画面构成,可以将语音信号切割为单个的“画面”进行分析)等处理。(2)特征提取在去除语音信号中对于语音识别无用的冗余信息后,保留能够反映语音本质特征的信息进行处理,并用一定的形式表示出来。也就是提取出反映语音信号特征的关键特征参数形成特征矢量序列,以便用于后续处理。(3)声学模型训练声学模型可以理解为是对声音的建模,能够把语音输入转换成声学表示的输出,准确的说,是给出语音属于某个声学符号的概率。根据训练语音库的特征参数训练出声学模型参数。语音识别模块被广泛应用在AI人工智能产品、智能家居遥控、智能玩具等多种领域上。江西语音识别库
使处理后的信号更完全地反映语音的本质特征提取。智能语音系统的未来实现人机之间的自由语音交互将成为未来AI的发展趋势,新技术投入市场会带来一些热情,但有一定的改善空间。首先,智能语音市场需要对特定人群适当地改变特定的场景。现在人机交互在实时性、正确性等方面也需要提高。其次,语音输入的内容与各种专业知识相关,智能语音系统在理解人类语言的表面意义的基础上,认识到更深的意义,因此智能语音系统的知识图谱也是一大挑战,对输入输出、编译代码提出了很高的要求,语音识别技术利用高速发展的信息网,可以实现计算机全球网络和信息资源的共享,因此应用的系统有语音输入和控制系统、电销机器人、智能手机查询系统、智能家电和玩具等智能手机机器人以房地产、金融、电商、保险、汽车等都是电话销售行业的形式,改变着隐含的影响和我们的生活。因此,语言识别功能是非常有潜力的技术。我们在平时的生活中可以在很多地方使用它,可以方便我们的生活和工作,如智能手机、智能冰箱和空调、自动门、汽车导航、机器人控制、医疗实施、设备等。21世纪不能说是语音识别普及的时代,但语音识别产品和设备也以独特的魅力时代潮流,成为跟上时代的宠儿和焦点。深圳自主可控语音识别在语音对话场景采买一句话识别(短语音)接口或者实时语音识别(长语音流)接口,都属于流式语音识别。
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。
语音识别技术飞速发展,又取得了几个突破性的进展。1970年,来自前苏联的Velichko和Zagoruyko将模式识别的概念引入语音识别中。同年,Itakura提出了线性预测编码(LinearPredictiveCoding,LPC)技术,并将该技术应用于语音识别。1978年,日本人Sakoe和Chiba在前苏联科学家Vintsyuk的工作基础上,成功地使用动态规划算法将两段不同长度的语音在时间轴上进行了对齐,这就是我们现在经常提到的动态时间规整(DynamicTimeWarping,DTW)。该算法把时间规整和距离的计算有机地结合起来,解决了不同时长语音的匹配问题。在一些要求资源占用率低、识别人比较特定的环境下,DTW是一种很经典很常用的模板匹配算法。这些技术的提出完善了语音识别的理论研究,并且使得孤立词语音识别系统达到了一定的实用性。此后,以IBM公司和Bell实验室为的语音研究团队开始将研究重点放到大词汇量连续语音识别系统(LargeVocabularyContinuousSpeechRecognition,LVCSR),因为这在当时看来是更有挑战性和更有价值的研究方向。20世纪70年代末,Linda的团队提出了矢量量化(VectorQuantization。VQ)的码本生成方法,该项工作对于语音编码技术具有重大意义。意味着具备了与人类相仿的语言识别能力。
智能生活:当你睁开眼睛品尝早上的一缕阳光时,智能设备已经自动启动了。机器人打扫房间,处理文件,整理早餐,离开街道,坐AI车,进入公司,对面是智能前台,工作中收到的电话和信息都有可能实现智能处理。这些场景很久以前无法想象。智能语音电话机器人作为人工智能基础研究的语音识别技术是躺在研究者面前的难关,为了使计算机能够理解人类的语言,实现与人类的对话,进行了近30年的研究!从思维模式到具体实现,科研人员克服了无数难关,让我们来理解神秘的语音识别技术吧!什么是智能语音识别系统?语音识别实际上是把人类语言的内容和意义转换成计算机可读的输入,如按钮、二进制代码和字符串。与说话者的认识不同,后者主要是认识并确认发出声音的人不在其中。语音识别的目的是让机器人听懂人类说的语言,其中包括两个意思:一不是转换成书面语言文字,而是逐字听懂。二是理解口述内容中包含的命令和要求,不拘泥于所有词汇的正确转换,而是做出正确的响应。语音识别如何提高识别度语音的交互是认知和认识的过程,因此不能与语法、意思、用语规范等分裂。系统首先处理原始语音,然后进行特征提取,消除噪声和说话人不同造成的影响。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。广州移动语音识别内容
语音命令可用于发起电话呼叫、选择无线电台或从兼容的智能手机、MP3播放器或音乐加载闪存驱动器播放音乐。江西语音识别库
Google将其应用于语音识别领域,取得了非常好的效果,将词错误率降低至。如下图所示,Google提出新系统的框架由三个部分组成:Encoder编码器组件,它和标准的声学模型相似,输入的是语音信号的时频特征;经过一系列神经网络,映射成高级特征henc,然后传递给Attention组件,其使用henc特征学习输入x和预测子单元之间的对齐方式,子单元可以是一个音素或一个字。,attention模块的输出传递给Decoder,生成一系列假设词的概率分布,类似于传统的语言模型。端到端技术的突破,不再需要HMM来描述音素内部状态的变化,而是将语音识别的所有模块统一成神经网络模型,使语音识别朝着更简单、更高效、更准确的方向发展。语音识别的技术现状目前,主流语音识别框架还是由3个部分组成:声学模型、语言模型和解码器,有些框架也包括前端处理和后处理。随着各种深度神经网络以及端到端技术的兴起,声学模型是近几年非常热门的方向,业界都纷纷发布自己新的声学模型结构,刷新各个数据库的识别记录。由于中文语音识别的复杂性,国内在声学模型的研究进展相对更快一些,主流方向是更深更复杂的神经网络技术融合端到端技术。2018年,科大讯飞提出深度全序列卷积神经网络(DFCNN)。
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