深圳语音识别

时间:2021年10月29日 来源:

    Siri、Alexa等虚拟助手的出现,让自动语音识别系统得到了更广的运用与发展。自动语音识别(ASR)是一种将口语转换为文本的过程。该技术正在不断应用于即时通讯应用程序、搜索引擎、车载系统和家庭自动化中。尽管所有这些系统都依赖于略有不同的技术流程,但这些所有系统的第一步都是相同的:捕获语音数据并将其转换为机器可读的文本。但ASR系统如何工作?它如何学会辨别语音?本文将简要介绍自动语音识别。我们将研究语音转换成文本的过程、如何构建ASR系统以及未来对ASR技术的期望。那么,我们开始吧!ASR系统:它们如何运作?因此,从基础层面来看,我们知道自动语音识别看起来如下:音频数据输入,文本数据输出。但是,从输入到输出,音频数据需要变成机器可读的数据。这意味着数据通过声学模型和语言模型进行发送。这两个过程是这样的:声学模型确定了语言中音频信号和语音单位之间的关系,而语言模型将声音与单词及单词序列进行匹配。这两个模型允许ASR系统对音频输入进行概率检查,以预测其中的单词和句子。然后,系统会选出具有**高置信度等级的预测。**有时语言模型可以优先考虑某些因其他因素而被认为更有可能的预测。因此,如果通过ASR系统运行短语。哪些领域又运用到语音识别技术呢?深圳语音识别

    发音和单词选择可能会因地理位置和口音等因素而不同。哦,别忘了语言也因年龄和性别而有所不同!考虑到这一点,为ASR系统提供的语音样本越多,它在识别和分类新语音输入方面越好。从各种各样的声音和环境中获取的样本越多,系统越能在这些环境中识别声音。通过专门的微调和维护,自动语音识别系统将在使用过程中得到改进。因此,从基本的角度来看,数据越多越好。的确,目前进行的研究和优化较小数据集相关,但目前大多数模型仍需要大量数据才能发挥良好的性能。幸运的是,得益于数据集存储库的数据收集服务,音频数据的收集变得越发简单。这反过来又增加了技术发展的速度,那么,接下来简单了解一下,未来自动语音识别能在哪些方面大展身手。ASR技术的未来ASR技术已融身于社会。虚拟助手、车载系统和家庭自动化都让日常生活更加便利,应用范围也可能扩大。随着越来越多的人接纳这些服务,技术将进一步发展。除上述示例之外,自动语音识别在各种有趣的领域和行业中都发挥着作用:·通讯:随着全球手机的普及,ASR系统甚至可以为阅读和写作水平较低的社区提供信息、在线搜索和基于文本的服务。深圳语音识别语音识别技术在个人助理、智能家居等很多领域都有运用到。

    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。

 

    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。语音识别的基础理论包括语音的产生和感知过程、语音信号基础知识、语音特征提取等。

    LSTM通过输入门、输出门和遗忘门可以更好的控制信息的流动和传递,具有长短时记忆能力。虽然LSTM的计算复杂度会比DNN增加,但其整体性能比DNN有相对20%左右稳定提升。BLSTM是在LSTM基础上做的进一步改进,考虑语音信号的历史信息对当前帧的影响,还要考虑未来信息对当前帧的影响,因此其网络中沿时间轴存在正向和反向两个信息传递过程,这样该模型可以更充分考虑上下文对于当前语音帧的影响,能够极大提高语音状态分类的准确率。BLSTM考虑未来信息的代价是需要进行句子级更新,模型训练的收敛速度比较慢,同时也会带来解码的延迟,对于这些问题,业届都进行了工程优化与改进,即使现在仍然有很多大公司使用的都是该模型结构。图像识别中主流的模型就是CNN,而语音信号的时频图也可以看作是一幅图像,因此CNN也被引入到语音识别中。要想提高语音识别率,就需要克服语音信号所面临的多样性,包括说话人自身、说话人所处的环境、采集设备等,这些多样性都可以等价为各种滤波器与语音信号的卷积。而CNN相当于设计了一系列具有局部关注特性的滤波器,并通过训练学习得到滤波器的参数,从而从多样性的语音信号中抽取出不变的部分。信号处理和特征提取可以视作音频数据的预处理部分,一般来说,一段高保真、无噪声的语言是非常难得的。深圳语音识别

语音识别在移动端和音箱的应用上为火热,语音聊天机器人、语音助手等软件层出不穷。深圳语音识别

    LSTM)的循环神经网络RNN,能够通过遗忘门和输出门忘记部分信息来解决梯度消失的问题。由LSTM也衍生出了许多变体,较为常用的是门控循环单元(GatedRecurrentUnit,GRU),在训练数据很大的情况下GRU相比LSTM参数更少,因此更容易收敛,从而能节省很多时间。LSTM及其变体使得识别效果再次得到提升,尤其是在近场的语音识别任务上达到了可以满足人们日常生活的标准。另外,时延神经网络(TimeDelayNeuralNetwork,TDNN)也获得了不错的识别效果,它可以适应语音的动态时域变化,能够学习到特征之间的时序依赖。深度学习技术在近十几年中,一直保持着飞速发展的状态,它也推动语音识别技术不断取得突破。尤其是近几年,基于端到端的语音识别方案逐渐成了行业中的关注重点,CTC(ConnectionistTemporalClassification)算法就是其中一个较为经典的算法。在LSTM-CTC的框架中,后一层往往会连接一个CTC模型,用它来替换HMM。CTC的作用是将Softmax层的输出向量直接输出成序列标签,这样就实现了输入语音和输出结果的直接映射,也实现了对整个语音的序列建模。2012年,Graves等人又提出了循环神经网络变换器RNNTransducer,它是CTC的一个扩展,能够整合声学模型与语言模型,同时进行优化。深圳语音识别

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