语音识别技术文献综述
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浅谈语音识别技术论文语音识别技术研究让人更加方便地享受到更多的社会信息资源和现代化服务,对任何事都能够通过语音交互的方式。
小编整理了浅谈语音识别技术论文,欢迎阅读!浅谈语音识别技术论文篇一语音识别技术概述作者:刘钰马艳丽董蓓蓓摘要:本文简要介绍了语音识别技术理论基础及分类方式,所采用的关键技术以及所面临的困难与挑战,最后讨论了语音识别技术的发展前景和应用。
关键词:语音识别;特征提取;模式匹配;模型训练Abstract:This text briefly introduces the theoretical basis of the speech-identification technology,its mode of classification,the adopted key technique and the difficulties and challenges it have to face.Then,the developing prospect ion and application of the speech-identification technology are discussed in the last part.Keywords:Speech identification;Character Pick-up;Mode matching;Model training一、语音识别技术的理论基础语音识别技术:是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高级技术。
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,涉及到生理学、心理学、语言学、计算机科学以及信号处理等诸多领域,甚至还涉及到人的体态语言(如人在说话时的表情、手势等行为动作可帮助对方理解),其最终目标是实现人与机器进行自然语言通信。
不同的语音识别系统,虽然具体实现细节有所不同,但所采用的基本技术相似,一个典型语音识别系统主要包括特征提取技术、模式匹配准则及模型训练技术三个方面。
语音识别参考文献语音识别是一项广泛应用于人机交互、语音翻译、智能助手等领域的技术。
它的目标是将人的语音输入转化为可理解和处理的文本数据。
随着人工智能和机器学习的发展,语音识别技术也得到了极大的提升和应用。
在语音识别领域,有许多经典的参考文献和研究成果。
以下是一些值得参考和研究的文献:1. Xiong, W., Droppo, J., Huang, X., Seide, F., Seltzer, M., Stolcke, A., & Yu, D. (2016). Achieving human parity in conversational speech recognition. arXiv preprintarXiv:1610.05256.这篇文章介绍了微软团队在语音识别方面的研究成果,实现了与人类口语识别准确率相媲美的结果。
2. Hinton, G., Deng, L., Yu, D., Dahl, G. E., Mohamed, A. R., Jaitly, N., ... & Kingsbury, B. (2012). Deep neural networks for acoustic modeling in speech recognition: The shared views of four research groups. IEEE Signal processing magazine, 29(6), 82-97.这篇文章介绍了深度神经网络在语音识别中的应用和研究进展,对于理解当前主流的语音识别技术有很大的帮助。
3. Hinton, G., Deng, L., Li, D., & Dahl, G. E. (2012). Deep neural networks for speech recognition. IEEE Signal Processing Magazine, 29(6), 82-97.这篇文章是语音识别中的经典之作,介绍了深度神经网络在语音识别中的应用和优势。
语音信号处理的现状和展望作者:指导老师:摘要:文章简要介绍了“语音信号处理这一分支学科形成和发展的历史过程。
指出了它在现代信息科学技术中的地位和作用。
介绍了语音信号处理在应用领域的一些重要课题 ,如语音的低速率编码 ,语音的规则合成和文- 语转换系统 ,语音识别和人-机语音对话等 ,这些仍然是当前研究的热点。
文章最后展望了语音信号处理的发展前景 ,指出在这个领域还有很多难题等待人们去研究探索。
关键词:语音信号处理;语音低速编码;语音识别Current status and prospects of speech signal processingAuthor TutorAbstract: The history of speech signal processing and its status in modern informatics and information technology is reviewed.In practical app lica tions, key techniques such as low bit rate speech encoding, speech synthesis by rule, text to speech conversion, speech recognition, speech dialogue between man and machine are still hot topics for current research.Though much has been achieved in past years, there are many problems to be solved.Future developments of speech signal processing are identified.Key words : speech signal processing;low rate speech coding;speech recognition前言(引言):语音是语言的声学表现,是人类交流信息最自然、最有效、最方便的手段。
语音识别毕业论文语音识别毕业论文语音识别是一项旨在将人类语音转化为可被计算机理解和处理的技术。
它在人工智能领域中扮演着重要的角色,被广泛应用于语音助手、语音控制和语音翻译等领域。
本篇论文将探讨语音识别的原理、应用和未来发展趋势,以及相关的挑战和解决方案。
一、语音识别的原理语音识别的核心原理是将语音信号转化为文本信息。
这个过程可以分为三个主要步骤:信号预处理、特征提取和模型训练。
首先,语音信号经过预处理,包括降噪、去除不相关的信号和语音分割等。
然后,从预处理后的语音信号中提取特征,常用的特征包括梅尔频率倒谱系数(MFCC)和线性预测编码(LPC)。
最后,使用机器学习算法,如隐马尔可夫模型(HMM)和深度学习模型,对提取的特征进行训练和识别,得到最终的文本输出。
二、语音识别的应用语音识别技术在各个领域都有广泛的应用。
其中最为人熟知的是语音助手,如苹果的Siri和亚马逊的Alexa。
通过语音识别,用户可以通过语音指令控制智能设备,进行日常操作,如发送短信、播放音乐和查询天气等。
此外,语音识别还被应用于语音翻译、语音识别课堂、语音控制汽车等领域,极大地方便了人们的生活。
三、语音识别的挑战尽管语音识别技术已经取得了巨大的进步,但仍然存在一些挑战。
首先,语音识别需要处理各种不同的语音信号,如不同的语言、口音和噪声环境等。
这使得模型的训练和适应变得更加困难。
其次,语音识别需要处理大量的数据,这对计算资源和存储空间提出了巨大的要求。
此外,语音识别还需要解决语义理解和上下文推理等问题,以提高识别的准确性和可靠性。
四、语音识别的解决方案为了应对语音识别的挑战,研究者们提出了一系列的解决方案。
首先,通过使用更加先进的特征提取算法和模型训练方法,可以提高语音识别的准确性和鲁棒性。
其次,结合其他的人工智能技术,如自然语言处理和知识图谱,可以进一步提高语音识别的语义理解和上下文推理能力。
此外,利用云计算和分布式计算等技术,可以解决语音识别中的计算和存储问题。
语音辨别技术综述语音辨别技术综述电子信息工程2010 级 1 班郭珊珊【纲要】跟着计算机办理能力的快速提升,语音辨别技术获得了飞快发展,该技术的发展和应用改变了人们的生产和生活方式,正逐渐成为计算机办理技术中的要点技术。
语音技术的应用已经成为一个拥有竞争性的新兴高技术家产。
【要点词】语音辨别;语音辨别原理;语音辨别发展;产品语音辨别是以语音为研究对象,经过语音信号办理和模式辨别让机器人自动辨别和理解人类口述的语言。
语音辨别技术就是让机器经过辨别和理解过程把语音信号转变成相应的命令或文本的高新技术。
1语音识其余原理语音辨别系统本质是一种模式辨别系统,包含特色提取、模式般配、参照模式库等三个基本单位元。
未知语音经过话筒变换成电信号后加载识别系统的输入端,第一经过预办理,再依据人的语音特色成立语音模型,对输入的语音信号进行剖析,并抽取所需特色,在此基础上成立语音辨别所需的模板。
计算机在辨别过程中要依据语音识其余模型,将计算机中寄存的语音模板与输入的语音信号的特色进行比较,依据必定的搜寻和般配策略,找出一系列最优的与输入语音般配的模板。
而后依据此模板的定义,经过查表可给出计算机的辨别结果。
这类最优的结果与特色的选择、语音模型的利害、模板能否正确都有直接的关系。
2语音辨别系统的分类语音辨别系统能够依据对输入语音的限制加以分类。
2.1 从说话者与辨别系统的有关性考虑能够将辨别系统分为 3 类: (1) 特定人语音辨别系统:仅考虑关于专人的话音进行识别; (2) 非特定人语音系统:识其余语音与人没关,往常要用大批不一样人的语音数据库对识别系统进行学习; (3) 多人的辨别系统:往常能辨别一组人的语音,或许成为特定组语音辨别系统,该系统仅要求对要识其余那组人的语音进行训练。
2.2 从说话的方式考虑也能够将辨别系统分为 3 类: (1) 孤立词语音辨别系统:孤立词辨别系统要求输入每个词后要停留; (2) 连结词语音辨别系统:连结词输入系统要求对每个词都清楚发音,一些连音现象开始出现; (3) 连续语音辨别系统:连续语音输入是自然流畅的连续语音输入,大批连音和变音会出现。
语音增强技术研究综述随着语音识别技术在生活中的应用越来越广泛,人们对语音增强技术的需求也日益增加。
语音增强技术被用来提高语音识别准确率、改善语音转换质量等。
本文将从研究意义、研究方法、应用领域和未来发展等角度来全面介绍语音增强技术的研究现状。
一、研究意义语音增强技术的研究对于提高语音识别准确率、改善语音转换质量、降低通讯噪声等都有着重要的意义。
语音识别准确率在一定程度上决定了语音识别技术的可用性,而语音增强技术能有效地提高语音识别准确率。
同时,语音转换质量也是语音增强技术的重要应用。
在语音转换中,如果出现噪声、失真等问题,会严重影响语音转换效果。
因此,研究语音增强技术对于提高语音转换质量具有重要意义。
除此之外,语音增强技术还可以降低通讯噪声,提高语音通讯质量,对于改善人们的通讯体验也具有重要意义。
二、研究方法在语音增强技术的研究中,主要采用的是数字信号处理和机器学习算法。
数字信号处理可以对语音信号进行降噪、增益等处理,而机器学习算法可以学习到复杂的语音模式,从而提高语音识别准确率和转换质量。
数字信号处理的方法主要包括时域滤波和频域滤波。
时域滤波主要对语音信号进行降噪和增益调节,在时域中处理信号的时候需要考虑其时域性质,比如时域窄带滤波、时域宽带滤波等,从而达到降噪和增益的效果。
频域滤波则主要采用基于FFT变换的滤波算法,目的是通过对语音进行频域滤波,提高语音信号的可读性和准确度。
机器学习算法包括分类算法和回归算法。
分类算法主要应用在语音识别领域,如支持向量机(SVM)、K近邻算法(KNN)等;而回归算法则主要应用在语音转换领域,如决策树回归(DTR)、多元线性回归(MLR)等。
机器学习算法需要使用大量的语音样本进行训练,从而得到模型,利用模型对语音信号进行处理,以达到提高准确率和转换质量的目的。
三、应用领域语音增强技术在很多领域都有广泛应用。
在语音识别领域,语音增强技术可以用来降低环境噪声、改善信道效果,提高语音识别准确率。
chatgpt 文献综述Chatbot是一种基于人工智能技术的智能对话系统,近年来在商业和服务领域得到了广泛应用。
本综述从Chatbot技术的发展历程、Chatbot的分类与结构、Chatbot的应用场景和未来发展趋势等方面进行了综述,旨在为Chatbot研究领域提供参考和指导。
关键词:Chatbot;人工智能;智能对话;应用一、引言Chatbot是一种基于人工智能技术的智能对话系统,其目的是通过自然语言交互与用户进行沟通,并为用户提供服务。
随着人工智能技术的不断发展,Chatbot的应用范围也越来越广泛,已经成为商业和服务领域中的重要工具。
本文将对Chatbot技术的发展历程、Chatbot的分类与结构、Chatbot的应用场景和未来发展趋势等方面进行综述,以期为Chatbot研究领域提供参考和指导。
二、Chatbot技术的发展历程Chatbot技术的发展可以追溯到上世纪60年代,当时人们开始尝试使用计算机进行自然语言处理。
但由于当时计算机技术的限制,这种尝试并不成功。
直到20世纪90年代中期,随着计算机技术的不断发展,Chatbot技术开始逐渐成熟。
2001年,微软推出了第一个Chatbot——Clippy,这是一个基于Office助手的聊天机器人,但由于用户体验不佳,Clippy很快就被淘汰了。
此后,Chatbot技术开始逐渐成熟,并在商业和服务领域得到了广泛应用。
2011年,苹果推出了Siri,这是一个基于语音识别技术的Chatbot,用户可以通过语音交互与Siri进行沟通。
Siri的推出引起了广泛关注,也标志着Chatbot技术进入了一个新的阶段。
2016年,Facebook推出了Messenger平台,该平台提供了Chatbot 开发的API,使得开发者可以在Messenger平台上开发自己的Chatbot。
此后,Chatbot技术得到了更广泛的应用。
三、Chatbot的分类与结构根据Chatbot的功能和应用场景,可以将Chatbot分为以下几类: 1. 任务型Chatbot:这种Chatbot的主要功能是完成某些特定任务,例如订餐、预约、查询等。
浅谈语音识别技术论文(2)浅谈语音识别技术论文篇二语音识别技术的发展【摘要】语音识别技术研究让人更加方便地享受到更多的社会信息资源和现代化服务,对任何事都能够通过语音交互的方式。
【关键词】语音识别技术;发展趋势语音识别是一门交叉学科。
语音识别研究经历了50多年的研究历程,经过50多年的积累研究,获得了巨大的进展。
特别是近20年来,语音识别技术取得了显着的进步,并逐步的走向市场。
在未来的日子里,语音识别技术将应用更为广泛。
一、语音识别技术概述语音识别是解决机器“听懂”人类语言的一项技术。
作为智能计算机研究的主导方向和人机语音通信的关键技术,语音识别技术一直受到各国科学界的广泛关注。
如今,随着语音识别技术研究的突破,其对计算机发展和社会生活的重要性日益凸现出来。
以语音识别技术开发出的产品应用领域非常广泛,如声控电话交换、信息网络查询、家庭服务、宾馆服务、医疗服务、银行服务、工业控制、语音通信系统等,几乎深入到社会的每个行业和每个方面。
广泛意义上的语音识别按照任务的不同可以分为4个方向:说话人识别、关键词检出、语言辨识和语音识别。
说话人识别技术是以话音对说话人进行区别,从而进行身份鉴别和认证的技术。
关键词检出技术应用于一些具有特定要求的场合,只关注那些包含特定词的句子,例如对一些特殊人名、地名的电话监听等。
语言辨识技术是通过分析处理一个语音片断以判别其所属语言种类的技术,本质上也是语音识别技术的一个方面。
语音识别就是通常人们所说的以说话的内容作为识别对象的技术,它是4个方面中最重要和研究最广泛的一个方向,也是本文讨论的主要内容。
二、语音识别的研究历史语音识别的研究工作始于20世纪50年代,1952年Bell实验室开发的Audry系统是第一个可以识别10个英文数字的语音识别系统。
1959年,Rorgie和Forge采用数字计算机识别英文元音和孤立词,从此开始了计算机语音识别。
60年代,苏联的Matin等提出了语音结束点的端点检测,使语音识别水平明显上升;Vintsyuk提出了动态编程,这一提法在以后的识别中不可或缺。
基于深度学习的语音识别技术研究目录一、内容综述 (2)二、文献综述 (3)2.1 国内外研究现状 (4)2.2 研究问题及挑战 (6)三、深度学习理论基础 (7)3.1 深度学习概述 (9)3.2 常见深度学习模型 (10)3.2.1 神经网络模型 (11)3.2.2 循环神经网络模型 (12)3.2.3 卷积神经网络模型 (14)3.3 深度学习在语音识别中的应用优势 (15)四、基于深度学习的语音识别技术研究 (17)4.1 数据预处理技术 (18)4.2 特征提取技术 (19)4.3 模型构建与训练技术 (20)4.4 语音识别评估指标与方法 (22)五、基于深度学习的语音识别技术实现过程 (23)5.1 数据集选择与准备 (25)5.2 模型设计 (26)5.3 模型训练与优化 (28)5.4 模型评估与测试 (29)六、实验设计与结果分析 (30)6.1 实验环境与数据集介绍 (31)6.2 实验设计与实施过程 (32)6.3 实验结果分析 (33)一、内容综述随着人工智能技术的不断发展,语音识别技术在智能家居、车载导航、医疗保健等领域的应用越来越广泛。
为了提高语音识别的准确性和鲁棒性,众多研究者开始尝试采用深度学习方法进行研究和优化。
本论文将对基于深度学习的语音识别技术研究进行综述,以期为相关领域的研究和应用提供有益的参考。
在基于深度学习的语音识别技术研究中,卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)是两种常用的神经网络结构。
CNN主要用于处理时序特征,通过卷积操作提取语音信号的局部特征;而RNN则擅长捕捉序列信息,能够处理变长的输入序列。
长短时记忆网络(LSTM)作为一种特殊的RNN结构,因其能够有效地解决长期依赖问题而被广泛应用于语音识别任务中。
在基于深度学习的语音识别技术研究中,数据增强、模型训练、解码策略等技术同样不容忽视。
数据增强可以通过对原始语音数据进行降噪、变速、变调等操作,增加训练数据的多样性,提高模型的泛化能力。
语音识别研究综述一、本文概述随着信息技术的飞速发展,已经成为推动社会进步的重要力量。
作为领域的关键技术之一,语音识别技术在近年来取得了显著的进步,广泛应用于智能家居、医疗诊断、交通管理等多个领域。
本文旨在对语音识别技术的研究现状和发展趋势进行综述,以期为相关领域的研究人员和实践者提供有益的参考。
本文将回顾语音识别技术的发展历程,从早期的基于模式匹配的方法到现代的深度学习技术,分析不同技术阶段的优缺点。
本文将重点介绍当前语音识别技术的核心算法和模型,包括声学模型、创作者和解码算法等,并评估这些技术在不同应用场景下的性能表现。
本文还将探讨语音识别技术面临的挑战和问题,如噪声干扰、方言和口音差异等,并讨论可能的解决方案。
本文将展望语音识别技术的发展趋势和未来研究方向,包括多模态交互、个性化定制、隐私保护等方面的内容。
通过本文的综述,读者将能够对语音识别技术有更加全面和深入的了解,为未来的研究和应用提供有益的启示和借鉴。
二、语音识别技术基础语音识别,即将人类语音转化为机器可理解和处理的信息,是领域的重要分支。
其技术基础主要包括信号处理、特征提取、模式识别与机器学习等方面。
在信号处理阶段,原始语音信号需要进行预处理,如降噪、端点检测等,以提高语音识别的准确率。
降噪技术通过消除背景噪音,提升语音信号的质量;而端点检测则负责确定语音的开始和结束,避免无效数据的干扰。
特征提取是语音识别的关键步骤。
通过提取语音信号中的关键信息,如基音频率、共振峰等,可以将语音转化为计算机可处理的特征向量。
这些特征向量既包含了语音的主要内容,又降低了计算的复杂度。
模式识别与机器学习是语音识别技术的核心。
在训练阶段,系统通过大量的语音数据学习语音与文字之间的映射关系;在识别阶段,系统则根据输入的语音特征,利用已学习的映射关系进行文字推断。
近年来,深度学习技术的发展为语音识别带来了突破,通过构建深度神经网络,系统能够更有效地处理复杂的语音模式,提高识别的准确率。
语音识别技术综述一、引言语音识别技术是指通过计算机技术将人类的语音转化为计算机可识别的文本或命令的过程。
随着人工智能技术的不断发展,语音识别技术在各个领域得到了广泛应用,如智能家居、智能客服、语音助手等。
本文将对语音识别技术进行综述。
二、语音识别技术分类1.基于模板匹配的语音识别技术该方法是通过预先录制一系列标准的语音样本,然后将输入的语音与这些样本进行匹配,从而获得相应的文本或命令。
但是该方法需要大量存储空间和计算资源,并且对说话人的声音和环境噪声敏感。
2.基于统计模型的语音识别技术该方法是通过使用概率模型来描述声学特征与文本之间的关系,从而实现语音识别。
该方法包括隐马尔可夫模型(HMM)、条件随机场(CRF)等。
这些模型需要大量训练数据,并且对说话人和环境噪声有一定容忍度。
3.基于深度学习的语音识别技术该方法是通过使用深度神经网络(DNN)、卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)等深度学习模型来实现语音识别。
该方法具有良好的鲁棒性和准确性,但需要大量训练数据和计算资源。
三、语音识别技术关键技术1.特征提取特征提取是将语音信号转换为计算机可处理的数字信号的过程。
常用的特征包括梅尔频率倒谱系数(MFCC)、线性预测编码(LPC)等。
2.声学模型声学模型是描述声学特征与文本之间关系的数学模型。
常用的声学模型包括隐马尔可夫模型(HMM)、条件随机场(CRF)等。
3.语言模型语言模型是描述文本序列出现概率的数学模型。
常用的语言模型包括n元语法、递归神经网络语言模型(RNNLM)等。
4.解码器解码器是将声学特征转化为文本序列的过程。
常用的解码器包括维特比算法、束搜索算法等。
四、语音识别技术应用领域1.智能家居语音识别技术可以实现智能家居的控制,如通过语音控制灯光、空调等。
2.智能客服语音识别技术可以实现智能客服的自助服务,如通过语音识别用户的问题并给出相应的答案。
3.语音助手语音识别技术可以实现语音助手的功能,如通过语音控制手机进行打电话、发短信等操作。
语音科技论文范文语音科技:人工智能领域的新前沿随着人工智能技术的不断进步,语音科技已经成为人工智能领域中一个重要的分支。
它涉及到语音识别、语音合成、自然语言处理等多个方面,旨在让机器能够更好地理解和生成人类的语言。
本文将探讨语音科技的最新进展、应用场景以及面临的挑战。
1. 语音识别技术语音识别技术,也称为自动语音识别(ASR),是一种将人类的语音转换成文本的技术。
近年来,深度学习算法的引入极大地提高了语音识别的准确性。
通过训练大量的语音数据,深度学习模型能够识别不同的口音、语速和背景噪音,使得语音识别在各种环境下都能表现出色。
2. 语音合成技术与语音识别相反,语音合成技术(TTS)是将文本信息转换成语音输出的过程。
现代的TTS系统不仅能够生成流畅自然的语音,还能够模拟不同的声音特征,如性别、年龄和情感。
这使得TTS技术在有声读物、导航系统以及虚拟助手中得到了广泛的应用。
3. 自然语言处理自然语言处理(NLP)是语音科技中的核心组成部分,它使得机器能够理解、解释和生成人类语言。
NLP技术的应用非常广泛,包括机器翻译、情感分析、问答系统等。
随着机器学习技术的发展,NLP系统在理解语言的复杂性和多样性方面取得了显著的进步。
4. 语音科技的应用语音科技的应用场景日益增多,从智能家居控制到医疗咨询,再到客户服务,语音科技正在改变我们与机器的交互方式。
例如,智能音箱可以通过语音命令控制家中的电器,而医疗咨询系统则可以通过语音与患者进行交流,提供健康建议。
5. 面临的挑战尽管语音科技取得了巨大的进展,但它仍然面临着一些挑战。
隐私和安全问题是用户最关心的问题之一,尤其是在处理敏感信息时。
此外,不同语言和方言的多样性也给语音识别带来了困难。
为了克服这些挑战,研究人员正在不断优化算法,提高系统的鲁棒性和适应性。
结论语音科技正在迅速发展,它不仅提高了人机交互的便利性,也为各行各业带来了新的机遇。
随着技术的不断进步,我们有理由相信,未来语音科技将在更多领域展现出其巨大的潜力。
基于人工智能技术的语音识别技术研究随着人工智能技术的日益发展,语音识别技术逐渐走入人们的生活中。
它能够将人的语音转化为文本,使得人们可以通过说话来完成各种操作。
比如,我们可以通过说话发送短信、打电话、查看天气预报等。
除此之外,语音识别技术还被广泛应用于智能音箱、AI客服等领域。
本文将从技术原理、应用领域、挑战以及未来发展等方面来探讨基于人工智能技术的语音识别技术。
一、技术原理语音识别技术的基本原理是将人的声音转化为电信号,然后利用计算机对这些电信号进行分析和处理,最后将它们转化为文本。
具体说来,语音识别技术通过以下4个步骤完成语音转文本的过程:1.声音采样:语音识别技术采用麦克风等设备对人的声音进行采样。
换而言之,言语信号是以模拟信号的方式传入计算机的,并进行量化。
2.数字信号处理:将采集到的语音信号变为带有浮点数值的数字信号,并且采集的信号具有16位的采样深度,而44.1 kHz采样率。
3.特征提取:将数字信号进行一定的观测、抽样与计算,从中选取一些数量相对较小的表示语音信息的特征向量。
4.语音识别:通过实现神经网络,深度学习等技术,把图像、图片、文字等等人脑能够判断的信息量带进计算机,来实现语音的识别并转化为文本。
二、应用领域语音识别技术被广泛应用于智能音箱、AI客服、语音翻译、语音输入、安防等领域。
智能音箱:智能音箱是一种采用语音识别技术来实现人机交互的智能家居设备。
它能够通过语音识别技术来识别用户的指令,并通过预设的应用程序或通过互联网来完成各种操作。
比如,我们可以通过说话来播放音乐、听书、查看新闻等。
AI客服:AI客服采用人工智能技术和语音识别技术来实现客户服务。
通过识别客户的语音,AI客服可以自动回答客户的问题,为客户提供更便利的服务。
语音翻译:语音翻译是一种利用语音识别技术来实现语言翻译的技术。
比如,我们可以利用语音翻译技术,在不会外语的情况下,听懂别国人的话,也能让别国人听懂我们的话。
语音识别技术综述The summarization of speech recognition张永双苏州大学苏州江苏摘要本文回顾了语音识别技术的发展历史,综述了语音识别系统的结构、分类及基本方法,分析了语音识别技术面临的问题及发展方向。
关键词:语音识别;特征;匹配AbstactThis article review the courses of speech recognition technology progress ,summarize the structure,classifications and basic methods of speech recognition system and analyze the direction and the issues which speech recognition technology development may confront with.Key words: speech recognition;character;matching引言语音识别技术就是让机器通过识别和理解过程把语音信号转变为相应的文本或命令的高技术。
语音识别是一门交叉学科,所涉及的领域有信号处理、模式识别、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、人工智能等等,甚至还涉及到人的体态语言(如人民在说话时的表情手势等行为动作可帮助对方理解)。
其应用领域也非常广,例如相对于键盘输入方法的语音输入系统、可用于工业控制的语音控制系统及服务领域的智能对话查询系统,在信息高度化的今天,语音识别技术及其应用已成为信息社会不可或缺的重要组成部分。
1.语音识别技术的发展历史语音识别技术的研究开始二十世纪50年代。
1952年,AT&Tbell实验室的Davis等人成功研制出了世界上第一个能识别十个英文数字发音的实验系统:Audry系统。
60年代计算机的应用推动了语音识别技术的发展,提出两大重要研究成果:动态规划(Dynamic Planning,DP)和线性预测分析(Linear Predict,LP),其中后者较好的解决了语音信号产生模型的问题,对语音识别技术的发展产生了深远影响。
70年代,语音识别领域取得突破性进展。
线性预测编码技术(Linear Predict Coding,LPC)被Itakura成功应用于语音识别;Sakoe和Chiba将动态规划的思想应用到语音识别并提出动态时间规整算法,有效的解决了语音信号的特征提取和不等长语音匹配问题;同时提出了矢量量化(VQ)和隐马尔可夫模型(HMM)理论。
在同一时期,统计方法开始被用来解决语音识别的关键问题,这为接下来的非特定人大词汇量连续语音识别技术走向成熟奠定了重要的基础。
80年代,连续语音识别成为语音识别的研究重点之一。
Meyers和Rabiner 研究出多级动态规划语音识别算法(Level Building,LB)这一连续语音识别算法。
80年代另一个重要的发展是概率统计方法成为语音识别研究方法的主流,其显著特征是HMM模型在语音识别中的成功应用。
1988年,美国卡内基-梅隆大学(CMU)用VQ/HMM方法实现了997词的非特定人连续语音识别系统SPHINX。
在这一时期,人工神经网络在语音识别中也得到成功应用。
进入90年代后,随着多媒体时代的来临,迫切要求语音识别系统从实验走向实用,许多发达国家如美国、日本、韩国以及IBM、Apple、AT&T、NTT等著名公司都为语音识别系统实用化的开发研究投以巨资。
最具代表性的是IBM的ViaVoice和Dragon公司的Dragon Dectate系统。
这些系统具有说话人自适应能力,新用户不需要对全部词汇进行训练便可在使用中不断提高识别率。
当前,美国在非特定人大词汇表连续语音隐马尔可夫模型识别方面起主导作用,而日本则在大词汇表连续语音神经网络识别、模拟人工智能进行语音后处理方面处于主导地位。
国在七十年代末就开始了语音技术的研究,但在很长一段时间内,都处于缓慢发展的阶段。
直到八十年代后期,国内许多单位纷纷投入到这项研究工作中去,其中有中科院声学所,自动化所,清华大学,四川大学和西北工业大学等科研机构和高等院校,大多数研究者致力于语音识别的基础理论研究工作、模型及算法的研究和改进。
但由于起步晚、基础薄弱,计算机水平不发达,导致在整个八十年代,我国在语音识别研究方面并没有形成自己的特色,更没有取得显著的成果和开发出大型性能优良的实验系统。
但进入九十年代后,我国语音识别研究的步伐就逐渐紧追国际先进水平了,在“八五”、“九五”国家科技攻关计划、国家自然科学基金、国家863计划的支持下,我国在中文语音技术的基础研究方面也取得了一系列成果。
在语音合成技术方面,中国科大讯飞公司已具有国际上最领先的核心技术;中科院声学所也在长期积累的基础上,研究开发出颇具特色的产品:在语音识别技术方面,中科院自动化所具有相当的技术优势:社科院语言所在汉语言学及实验语言科学方面同样具有深厚的积累。
但是,这些成果并没有得到很好的应用,没有转化成产业;相反,中文语音技术在技术、人才、市场等方面正面临着来自国际竞争环境中越来越严峻的挑战和压力。
2.语音识别系统的结构主要包括语音信号的采样和预处理部分、特征参数提取部分、语音识别核心部分以及语音识别后处理部分,图2-1给出了语音识别系统的基本结构。
图2-1 语音识别系统的基本结构图语音识别的过程是一个模式识别匹配的过程。
在这个过程中,首先要根据人的语音特点建立语音模型,对输入的语音信号进行分析,并抽取所需的特征,在此基础上建立语音识别所需的模式。
而在识别过程中要根据语音识别的整体模型,将输入的语音信号的特征与已经存在的语音模式进行比较,根据一定的搜索和匹配策略,找出一系列最优的与输入的语音相匹配的模式。
然后,根据此模式号的定义,通过查表就可以给出计算机的识别结果。
3.语音识别系统的分类根据识别的对象不同,语音识别任务大体可分为3类,即孤立词识别(isolated word recognition),关键词识别(或称关键词检出,keyword spot ting)和连续语音识别。
其中,孤立词识别的任务是识别事先已知的孤立的词,如“开机”、“关机”等;连续语音识别的任务则是识别任意的连续语音,如一个句子或一段话;连续语音流中的关键词检测针对的是连续语音,但它并不识别全部文字,而只是检测已知的若干关键词在何处出现,如在一段话中检测“计算机”、“世界”这两个词。
根据针对的发音人,可以把语音识别技术分为特定人语音识别和非特定人语音识别,前者只能识别一个或几个人的语音,而后者则可以被任何人使用。
显然,非特定人语音识别系统更符合实际需要,但它要比针对特定人的识别困难得多。
另外,根据语音设备和通道,可以分为桌面(PC)语音识别、电话语音识别和嵌入式设备(手机、PDA等)语音识别。
不同的采集通道会使人的发音的声学特性发生变形,因此需要构造各自的识别系统。
4.语音识别系统的基本识别方法一般来说,语音识别的方法有三种:基于声道模型和语音知识的方法、模式匹配的方法以及利用人工神经网络的方法。
4.1基于语音学和声学的方法该方法起步较早,在语音识别技术提出的开始,就有了这方面的研究,但由于其模型及语音知识过于复杂,现阶段还没有达到实用的阶段。
4.2模式匹配的方法模式匹配方法的发展比较成熟,目前已达到实用阶段。
在模式匹配方法中,需经过四个步骤:特征提取、模式训练、模式识别和判决。
4.2.1特征提取特征提取方法主要采用以下三种:基于LPC的倒谱参数(LPCC)分析法,基于Mel系数的Mel频标倒谱系数(MPCC)分析法,基于现代处理技术的小波变换系数分析法。
在这些方法中,MFCC方法比LPCC方法的识别效果稍好一些,而且MFCC符合人们的听觉特性,在有信道噪声和频谱失真的情况下具有较好的稳健性,其不足之处是MFCC方法中多次用到FFT,故算法的复杂程度远大于LPCC方法。
因此,在安静的环境下,目前比较成熟和最常用的语音特征提取方法还是LPCC方法。
在条件不好的环境下,则宜选用MFCC方法。
而小波变换法则是一种新兴的理论工具,要获得较高的识别率还有许多问题有待研究,但与经典的方法相比,小波变换法有着计算量小、复杂程度低、识别效果好等许多优点,研究前景十分乐观,是研究发展的一个方向。
4.2.2模式识别模式识别常用技术有三种:动态时间规整(DTW)、隐马尔可夫模型(HMM)、矢量量化(VQ)。
(1)动态时间规整(DTW)语音信号的端点检测是进行语音识别中的一个基本步骤,它是特征训练和识别的基础。
所谓端点检测就是在语音信号中的各种段落(如音素、音节、词素) 的始点和终点的位置,从语音信号中排除无声段。
在早期,进行端点检测的主要依据是能量、振幅和过零率。
但效果往往不明显。
上世纪6 0 年代日本学者Itakura 提出了动态时间规整算法。
算法的思想就是把未知量均匀地伸长或缩短,直到与参考模式的长度一致。
在这一过程中,未知单词的时间轴要不均匀地扭曲或弯折,以使其特征与模型特征对正。
在连续语音识别中仍然是主流方法。
同时,在小词汇量、孤立字(词) 识别系统中,也已有许多改进的DTW 算法提出。
(2)隐马尔可夫模型(HMM)隐马尔可夫模型是20世纪70年代引入语音识别理论的,它的出现使得自然语音识别系统取得了实质性的突破。
目前大多数大词汇量、连续语音的非特定人语音识别系统都是基于HMM 模型的。
HMM是对语音信号的时间序列结构建立统计模型,将之看作一个数学上的双重随机过程:一个是用具有有限状态数的Markov链来模拟语音信号统计特性变化的隐含的随机过程,另一个是与Markov链的每一个状态相关联的观测序列的随机过程。
前者通过后者表现出来,但前者的具体参数是不可测的。
人的言语过程实际上就是一个双重随机过程,语音信号本身是一个可观测的时变序列,是由大脑根据语法知识和言语需要(不可观测的状态) 发出的音素的参数流。
可见HMM合理地模仿了这一过程,很好地描述了语音信号的整体非平稳性和局部平稳性,是较为理想的一种语音模型。
(3)矢量量化(VQ)矢量量化是一种重要的信号压缩方法。
与HMM 相比,矢量量化主要适用于小词汇量、孤立词的语音识别中。
其过程是:将语音信号波形的k 个样点的每一帧,或有k 个参数的每一参数帧,构成k维空间中的一个矢量,然后对矢量进行量化。
量化时,将k 维无限空间划分为M 个区域边界,然后将输入矢量与这些边界进行比较,并被量化为“距离”最小的区域边界的中心矢量值。
矢量量化器的设计就是从大量信号样本中训练出好的码书,从实际效果出发寻找到好的失真测度定义公式,设计出最佳的矢量量化系统,用最少的搜索和计算失真的运算量,实现最大可能的平均信噪比。