语音识别关键技术研究
深度学习技术在语音识别中的研究与进展
深度学习技术在语音识别中的研究与进展随着人工智能技术的迅猛发展,深度学习技术在各个领域取得了重大突破。
语音识别作为其中一项关键技术,在近年来也取得了巨大的进展。
本文将探讨深度学习技术在语音识别领域的研究现状以及相关进展。
一、概述语音识别旨在将人类的语言转换为计算机可识别的形式。
长期以来,语音识别一直是人工智能领域的研究热点之一。
传统的语音识别技术主要基于统计模型和人工设计的特征提取算法,但在面对复杂而多变的语音信号时,效果有限。
而随着深度学习技术的崛起,特别是深度神经网络的广泛应用,语音识别领域开始迎来新的机遇。
二、深度学习在语音识别中的应用1. 深度神经网络的构建深度神经网络(Deep Neural Network,DNN)是深度学习技术在语音识别中的核心应用之一。
DNN通过多层神经元构成的网络实现对语音信号的建模。
其优势在于可以自动地从数据中学习到更高层次的抽象特征,从而提高语音识别的准确率。
2. 卷积神经网络的运用卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)作为深度学习领域的另一项重要技术,也被广泛应用于语音识别中。
CNN通过卷积层、池化层等结构对语音信号进行特征提取,进而实现对语音信号的分类与识别。
相比于传统的手工特征提取方法,CNN在语音识别中取得了更好的表现。
3. 递归神经网络的引入递归神经网络(Recurrent Neural Network,RNN)在语音识别中的应用也不可忽视。
RNN通过引入循环结构,可以处理时间序列数据。
语音信号具有时序性,因此RNN在语音识别中有着独特的优势。
通过RNN的使用,可以更好地捕捉语音信号中的时序信息,提高语音识别的准确性。
三、深度学习技术在语音识别中取得的进展1. 识别准确率的提升传统的语音识别技术在面对复杂的语音信号时,准确率通常较低。
而深度学习技术在语音识别中的应用,极大地改善了这一状况。
通过深度神经网络和卷积神经网络等模型的建立,语音识别的准确率显著提高。
浅谈我国语音识别技术研究与发展
浅谈我国语音识别技术研究与发展语音识别是以语音为研究对象,通过语音信号处理和模式识别让机器人自动识别和理解人类口述的语言。
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命令或文本的高新技术。
随着计算机处理能力的迅速提高,语音识别技术得到了飞速发展,该技术的发展和应用改变了人们的生产和生活方式,正逐步成为计算机处理技术中的关键技术。
语音技术的应用已经成为一个具有竞争性的新兴高技术产业。
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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命令或文本的高新技术。
1 语音识别的原理语音识别系统本质是一种模式识别系统,包括特征提取、模式匹配、参考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,首先经过预处理,再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,并抽取所需特征,在此基础上建立语音识别所需的模板。
计算机在识别过程中要根据语音识别的模型,将计算机中存放的语音模板与输入的语音信号的特征进行比较,根据一定的搜索和匹配策略,找出一系列最优的与输入语音匹配的模板。
然后根据此模板的定义,通过查表可给出计算机的识别结果。
这种最优的结果与特征的选择、语音模型的好坏、模板是否准确都有直接的关系。
2 语音识别系统的分类语音识别系统可以根据对输入语音的限制加以分类。
2.1从说话者与识别系统的相关性考虑可以将识别系统分为3类:(1)特定人语音识别系统(2)非特定人语音系统(3)多人的识别系统。
2.2从说话的方式考虑也可以将识别系统分为3类:(1)孤立词语音识别系统(2)连接词语音识别系统(3)连续语音识别系统。
2.3从识别系统的词汇量大小考虑也可以将识别系统分为3类:(1)小词汇量语音识别系统。
(2)中等词汇量的语音识别系统。
语音识别技术在智能家居中的应用研究
语音识别技术在智能家居中的应用研究智能家居是指通过信息技术手段,将传统家居进行智能化改造,使其具备自动化、智能化的功能,提升生活的便捷性和舒适度。
而语音识别技术作为智能家居的关键技术之一,正在在智能家居中得到广泛应用并取得重要的研究成果。
一、语音识别技术的基本原理语音识别技术是一种将人类语音转化为机器可识别的文字或命令的技术。
其基本原理是通过语音信号的采集、特征提取、模型训练和识别四个步骤完成。
首先,语音信号通过麦克风等设备进行采集,并经过预处理去除噪声等干扰。
然后,从语音信号中提取出一系列特征参数,如音频频率、能量等。
接下来,使用机器学习算法对这些特征参数进行训练,建立起语音模型。
最后,将输入的语音信号与语音模型进行比对,识别出对应的文字或命令。
二、语音识别技术在智能家居中的应用1. 语音控制家居设备语音识别技术可以将语音指令转化为控制信号,实现语音控制家居设备的功能。
通过与智能家居设备连接的语音识别模块,用户可以通过语音命令来控制家居设备的开关、亮度、温度等参数,提高居住者的生活便利性和舒适度。
2. 语音助手交互智能家居中的语音助手可以通过语音识别技术实现自然语言交互。
用户可以通过语音与语音助手进行对话,提出问题、下达指令,语音助手则通过语音识别技术解析用户的指令,并回答问题或执行相应的操作。
这样,居住者无需操作复杂的设备,只需通过语音与语音助手进行交互,便能完成多项操作。
3. 语音提醒和提醒功能语音识别技术可以用于智能家居设备的提醒功能。
通过语音指令或定时设置,智能家居设备可以进行语音提醒,如提醒用户吃饭、锁门等。
这样,无论用户身在何处,只需听取智能家居设备的语音提示,就能及时了解重要事项,提高居住者的生活效率。
4. 安全监测和报警系统语音识别技术还可以应用于智能家居的安全监测和报警系统中。
通过语音识别技术,智能家居设备可以识别异常声音,如破门声、烟雾报警声等,一旦检测到异常情况,立即发出警报,并通过语音提醒用户,保障家庭安全。
基于深度学习的语音识别技术研究综述
基于深度学习的语音识别技术研究综述摘要:语音识别是人工智能领域的重要研究方向之一。
传统的语音识别技术主要基于概率图模型,如隐马尔可夫模型(HMM)。
然而,这些方法在处理复杂语音任务时面临挑战。
近年来,深度学习方法的快速发展为语音识别带来了革命性的进展。
深度学习通过多层神经网络结构和大量标注数据提高了语音识别的准确性和性能。
本文将综述基于深度学习的语音识别技术的发展和应用。
1. 引言语音识别是一项关键技术,广泛应用于语音助手、语音控制和自动语音转换等领域。
传统的语音识别方法需要手工设计特征,然而,这些特征难以捕捉到语音中隐含的丰富信息,导致性能的瓶颈。
深度学习基于神经网络的方法可以自动学习特征,从而解决了传统方法的限制。
2. 深度学习在语音识别中的应用2.1 基本结构深度学习在语音识别中的应用主要基于循环神经网络(RNN)、卷积神经网络 (CNN) 和长短时记忆网络(LSTM)等结构。
RNN和LSTM可以捕捉到时序信息,而CNN则可以提取语音信号的局部特征。
2.2 特征表示深度学习方法通过学习将原始语音信号转换为高级表示,用于语音识别任务。
这些高级表示可以是时间频率图谱、梅尔频率倒谱系数(MFCC)、倒谱包络和深度神经网络特征等。
2.3 训练和优化深度学习模型的训练通常采用反向传播算法以及随机梯度下降等优化算法。
此外,基于深度学习的语音识别还可以使用迁移学习和增量学习等技术来提高训练效果。
3. 数据集和评价指标深度学习方法在语音识别任务中需要大量的标注数据进行训练。
开源的语音数据集如LibriSpeech、TIMIT和Switchboard等为研究者提供了丰富的数据资源。
评价指标主要包括错误率(WER)、准确率(Accuracy)和对齐错误率(Alignment Error Rate)等。
4. 深度学习在语音识别中的挑战尽管深度学习在语音识别任务中取得了显著的进展,但仍面临一些挑战。
首先,缺乏大规模标注数据集限制了模型的性能。
人工智能辅助语音识别的关键技术
人工智能辅助语音识别的关键技术人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)的快速发展已经渗透到我们生活的各个方面。
语音识别作为人机交互的重要手段之一,受到了广泛的关注和应用。
人工智能技术的不断进步,为语音识别带来了革命性的突破。
本文将探讨人工智能辅助语音识别的关键技术以及其在现实生活中的应用。
一、声学模型声学模型是语音识别中的重要组成部分,用于将声音信号转换为文字。
传统的声学模型基于高斯混合模型(Gaussian Mixture Model,简称GMM),但其对于复杂声音的处理效果有限。
近年来,随着深度学习(Deep Learning)技术的发展,逐渐出现了基于深度神经网络(Deep Neural Network,简称DNN)的声学模型,如深度神经网络隐马尔可夫模型(Deep Neural Network Hidden Markov Model,简称DNN-HMM)。
DNN-HMM模型利用深度神经网络对声音信号进行特征提取和建模,大大提高了声学模型的性能和准确度。
通过多层次的神经网络结构,DNN-HMM模型能够学习到更复杂的语音特征表征,从而提高语音识别的效果。
此外,还有基于循环神经网络(Recurrent Neural Network,简称RNN)的声学模型,如长短时记忆网络(Long Short-Term Memory,简称LSTM),能够更好地处理时序信息,提高语音识别的鲁棒性。
二、语言模型语言模型是语音识别中另一个重要的组成部分,用于对识别结果进行语言上下文的判断和调整。
传统的语言模型主要基于统计的方法,如n-gram模型。
但这种方法需要对大量的语料库进行统计分析,且容易受到语料库大小和稀疏性的限制。
随着深度学习的发展,基于神经网络的语言模型逐渐兴起。
其中,循环神经网络(RNN)在语言模型中的应用得到了广泛的关注。
RNN 能够通过学习上下文之间的依赖关系,更好地捕捉到长距离的语言依赖关系,从而提高语音识别的准确度和流畅度。
人工智能语音识别提高语音交互效果的关键技术
人工智能语音识别提高语音交互效果的关键技术随着科技的不断发展,人工智能技术得以迅速应用到各个领域,其中人工智能语音识别技术受到了广泛关注。
语音识别技术可以将人类的语音转化为可理解的文本或命令,为人机交互提供了更加便捷和高效的方式。
在人工智能语音识别中,有几个关键技术对提高语音交互效果起到了至关重要的作用。
一、语音语调识别技术在语音识别过程中,语音语调识别技术是提高语音交互效果的关键。
语调是指语音中所包含的声调、音高、语速等元素,它能够传达出说话者的情绪和语气。
通过准确识别和分析语音中的语调信息,可以更好地理解说话者的意图,从而提供更符合说话者期望的回应。
语音语调识别技术的核心在于利用机器学习算法对大量的语音数据进行训练,并提取其中的语调特征。
通过对这些特征的比对和匹配,系统可以准确地判断出说话者的语调并做出相应的处理。
例如,在机器客服的应用中,识别出用户表达的疑问或不满情绪后,系统可以及时调整回答策略,以提供更好的用户体验。
二、语音识别准确性改进技术语音识别的准确性一直是人工智能语音交互领域的难题。
为了提高语音交互效果,改进语音识别的准确性是至关重要的一环。
目前,随着深度学习技术的不断发展,语音识别的准确率得到了大幅度的提升。
首先,针对于不同语音口音和语速的识别问题,可以通过训练多个语言模型来适应不同的语音环境。
其次,可以采用声学和语言模型的联合训练,通过构建复杂的神经网络结构,提高识别准确性。
此外,还可以利用大规模的语音数据进行训练,并进行在线学习和更新,以适应不断变化的语音环境和说话者。
三、语义理解与上下文推理技术语音交互中的语义理解和上下文推理是提高交互效果的关键环节。
语义理解是指将用户语音中的信息转化为机器可理解的语义表示,而上下文推理则是根据对话上下文和用户的意图进行推理分析,以便给出更加准确的回应。
为了实现语义理解和上下文推理,需要利用自然语言处理和深度学习等技术。
首先,通过构建语义解析器,将用户语音中的实体、关系和事件等提取出来,并进行有效的编码。
语音识别技术的研究现状和未来发展趋势
语音识别技术的研究现状和未来发展趋势语音识别技术是一项近年来备受关注的技术领域,随着科技的发展和人们对智能化生活的追求,语音识别技术的应用范围也越来越广泛。
本文旨在探讨语音识别技术的现状及未来发展趋势。
一、语音识别技术的现状语音识别技术是一种实现机器与人之间自然语言交互的关键技术,它通过分析和识别人们的语音输入,将其转化为可读取的文本或命令,从而实现机器智能化操作。
随着科技的不断发展和智能语音助手的逐渐普及,目前语音识别技术已经具备了一定的应用条件和使用经验。
目前,全球各大科技公司都在加大对语音识别技术的研发力度。
谷歌、亚马逊、苹果等公司的语音助手技术普及率较高,可以实现语音识别、语音合成、自然语言处理、对话管理等多项技术的应用。
而在中国,百度、阿里、腾讯等公司也在积极投入语音识别领域的研究和开发。
不过,语音识别技术目前还存在较多的技术瓶颈。
与人类的语音理解能力相比,机器的语音识别精度和效率仍然存在着很大的差距。
此外,针对不同语言、声音背景和口音等因素的歧义处理和模型训练也需要不断地迭代和优化。
二、语音识别技术的未来发展趋势未来,语音识别技术将持续向更加智能化、个性化、多样化等方向发展。
首先,随着深度学习、云计算等技术的不断成熟和应用,语音识别技术的精度和效率将得到显著提升,从而为更多的应用场景提供支持。
此外,不同于传统的基于规则和特征提取的语音识别方法,深度学习技术可以更好地实现语音信号的端到端自我学习,从而更加符合人类自然语言处理的特性。
其次,随着智能硬件设备的普及和应用场景的扩大,个性化语音识别技术的需求也将日益增长。
不同的用户拥有不同的口音、用语和语气,因此如何实现个性化的语音识别和语音合成将成为未来的发展方向之一。
最后,随着AI对话系统、人工智能等领域的不断拓展,语音识别技术也将在更多智能应用场景中得以应用,为人类智能化生活提供更多便利和支持。
三、结语总的来说,语音识别技术的研究和应用前景十分广阔,只要不断创新和优化技术方法和模型,充分满足用户需求和应用场景需求,未来的语音识别技术一定会有越来越广阔的市场和应用前景。
基于语音的抑郁识别方法及关键技术研究
基于语音的抑郁识别方法及关键技术研究基于语音的抑郁识别方法及关键技术研究概述:随着抑郁症患者数量的逐年增加,如何快速准确地识别患者的抑郁症状成为精神健康领域的研究热点。
语音识别技术作为一种新兴的生物特征识别方法,逐渐引起了研究者们的关注。
本文将探讨基于语音的抑郁识别方法及其关键技术,旨在提供一种可行的思路和方法来准确识别抑郁症状,为抑郁症的早期干预和治疗提供参考。
一、语音特征提取方法语音信号中包含丰富的信息,因此需要对语音信号进行特征提取以便进行分类和识别。
目前常用的语音特征提取方法有基于声学模型的Mel频率倒谱系数(MFCC)和基于韵律模型的基音频率、共振峰等。
1.1 MFCC特征提取MFCC是一种在语音信号处理中广泛使用的特征提取方法。
它通过将语音信号分解成多个频带,计算每个频带的能量,然后将能量值转换为对数形式,最后通过倒谱变换得到频谱特征。
MFCC能够较好地表达语音音色特征,对于抑郁症的识别具有一定的参考价值。
1.2 基音频率特征提取基音频率是语音信号中反映周期性的重要特征之一,通过分析语音信号的周期性,可以得到基音频率的信息。
基于韵律模型的抑郁识别方法通过测量患者语音中的基音频率变化,可以得到患者在情绪上和心理上的变化,从而进一步判断是否患有抑郁症。
1.3 共振峰特征提取共振峰是语音信号中反映声道形状的重要特征之一,语音信号在声道中传播时会受到共振峰的影响而产生共振。
通过提取语音信号中的共振峰信息,可以反映出患者的情绪状态和抑郁症状。
因此,共振峰特征也可以用于抑郁症的识别。
二、语音情感识别方法抑郁症是一种情绪障碍,因此在语音抑郁识别中,情感识别是一个关键问题。
当前,常用的情感识别方法主要有基于语音特征的分类方法和基于深度学习的情感识别方法。
2.1 基于语音特征的分类方法基于语音特征的分类方法是一种传统的情感识别方法。
通过将提取的语音特征输入到分类器中,如支持向量机(SVM)、K近邻算法(KNN)等,可以实现对患者情感状态的识别。
基于语音识别技术的自动提取关键词研究
基于语音识别技术的自动提取关键词研究随着人工智能技术的不断发展和普及,语音识别技术也逐渐走进我们的生活。
在日常社交、智能家居、金融、医疗等许多领域中已经广泛应用。
语音识别技术的应用,不仅给我们的生活带来了巨大的便利,同时也为我们提供了更多的可能性。
其中之一就是在自动化内容处理中的应用。
本文主要介绍基于语音识别技术的自动提取关键词研究。
一、语音识别技术的基本原理语音识别技术是一种能将人的口头语言转变为书面文字的技术。
从原理上,它是以数字信号处理和模式识别算法为基础,在语音语言识别过程中实现声音信号的录制、去噪、分帧、特征提取、模板匹配等环节。
目前,随着科技不断的进步,语音识别的精度越来越高。
二、自动提取关键词的优势在大量数据存储的背景下,文本摘要和关键词抽取已经得到了广泛的应用,语音识别技术的出现,为这一领域的发展提供了新的可能性。
语音识别技术在自动提取关键词方面的优势主要有:1、减少了人工麻烦的标注,使得大数据的处理更加快捷和高效;2、提高了标注的准确度,减少人为误差的干扰;3、为语音和自然语言处理提供了新的技术支持,使得人类语言信息的利用能够更为深入和全面;4、支持更多的应用场景,比如可用于收集各种会议和讲座的信息,以及对音频信息进行分析和处理。
三、基于语音识别技术的自动提取关键词方法基于语音识别技术的自动提取关键词研究可分为两类:基于关键词检测技术的方法和基于深度学习技术的方法。
1、基于关键词检测技术的方法这种方法的主要思路是利用关键词检测技术对音频信号进行处理,以提取出关键词的信息。
通过为出现在音频中的每个单词分配一个得分,并在分数达到一定阈值时把其作为一个关键词检测,进而提取出关键词。
2、基于深度学习技术的方法这种方法则利用深度学习技术,通过训练深度神经网络来自动从连续文本或音频中提取关键词。
该方法需要大量的数据进行训练,并且需要对不同语音模式进行学习,然后将这些数据提取到一个管道中,以识别出独特的标记或符号,进而实现对关键词的自动提取。
基于深度学习的语音识别技术研究
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。
语音识别技术在智能门禁中的应用研究
语音识别技术在智能门禁中的应用研究智能门禁系统是现代社会保障安全的重要手段之一,语音识别技术作为其中的关键技术之一,被广泛应用在智能门禁系统中。
本文将深入探讨语音识别技术在智能门禁中的应用研究,并分析其优势和挑战。
一、语音识别技术概述语音识别技术是指通过计算机分析声音信号,将所听到的声音转化成可识别的文本或命令。
语音识别技术的发展经历了多年的演进,如今已经成为一种成熟的人机交互界面。
其基本原理是通过采集和分析语音信号的频谱特征,利用模式匹配等算法实现语音识别。
二、智能门禁系统中语音识别技术的应用1. 身份识别语音识别技术可以对个体的声音进行特征提取和比对,实现对声音的身份识别。
在智能门禁系统中,用户可以通过语音输入密码、指定关键词或回答预设问题等方式进行身份验证,实现智能门禁系统对合法用户进行识别并控制门禁。
相比传统的身份验证方式,语音识别技术无需其他设备,具有更高的便利性和安全性。
2. 语音控制语音识别技术可以使智能门禁系统实现语音控制功能。
用户只需通过语音指令,例如“开门”、“关门”等,就能够控制门禁系统的开关和操作。
这极大地方便了移动设备无法直接进行操作的场景,提升了用户的使用体验。
3. 多语种支持语音识别技术可以支持多语种的语音输入和输出。
在智能门禁系统中,用户可以使用自己流利的母语与系统进行交互,加强了用户与设备之间的沟通和互动。
这对于国际化的环境和多语种使用者来说非常重要。
三、语音识别技术在智能门禁中的优势1. 高度智能化语音识别技术具有高度智能化的特点,可以实现智能门禁系统与用户之间的交互。
通过语音识别,用户无需直接操作设备或进行复杂的设置,只需通过语音指令即可快速实现所需操作。
2. 高效便捷语音识别技术可以实现快速、便捷的操作方式。
用户可以节省输入密码、指定关键词或回答预设问题等传统方式所需要的时间,提高通行的效率和便利性。
3. 增强安全保障语音识别技术可以对个体的声音进行独特的识别,有效提高了智能门禁系统的安全性。
语音识别技术研发与应用解决方案
初学素描透视教案教案标题:初学素描透视教案教案目标:1. 理解透视原理,并能够应用到素描中。
2. 掌握素描中的线条运用和阴影表现。
3. 提高学生对空间感和观察力的培养。
教学重点:1. 理解透视原理和应用透视于素描作品中。
2. 学习运用线条表现物体的形态和空间关系。
3. 学习运用阴影表现物体的光影效果。
教学难点:1. 理解透视原理的复杂性。
2. 掌握透视线和消失点的正确运用。
3. 提高观察力和准确表现形体的能力。
教学准备:1. 白纸、铅笔、橡皮、素描纸。
2. 素描作品范例或图片。
3. 透视工具(例如:直尺、水平仪等)。
教学过程:步骤一:引入(5分钟)引导学生回顾他们之前所学的几何知识,例如线段、平行线等,以激发他们对透视原理的兴趣,并了解透视在绘画中的重要性。
步骤二:讲解透视原理(15分钟)通过简洁明了的方式,讲解透视原理的基本概念,包括消失点、视线、透视线等,并举例说明不同类型的透视(一点透视、两点透视、三点透视)。
步骤三:实践练习(30分钟)1. 分发素描纸和铅笔,引导学生在纸上练习画直线、平行线段,并通过观察范例或图片,尝试应用透视原理绘制简单的立体物体。
2. 引导学生观察现实生活中的不同角度和距离,帮助他们理解透视原理在真实世界中的运用。
3. 鼓励学生尝试使用不同的线条表现物体的形态和空间关系。
步骤四:阴影表现(20分钟)1. 讲解阴影的基本概念和不同类型的阴影(明暗、投影等)。
2. 引导学生通过观察范例或图片,学习如何运用阴影表现物体的光影效果。
3. 让学生尝试使用不同的铅笔压力和阴影刻度进行阴影的绘制。
步骤五:绘制作品(20分钟)鼓励学生选择一个简单的立体物体,并运用之前学到的透视原理、线条和阴影技巧,绘制一个具有立体感和光影效果的素描作品。
步骤六:作品分享和评价(10分钟)鼓励学生展示他们的作品,并进行同伴间的分享和评价,学生可以互相借鉴和提出建议,以促进彼此的学习和进步。
教学延伸:1. 给学生提供更多的素描练习机会,鼓励他们在绘制不同物体和场景中应用透视和阴影技巧。
语音识别研究综述
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。
人工智能语音识别实现智能交互的关键技术
人工智能语音识别实现智能交互的关键技术人工智能(Artificial Intelligence,简称AI)的快速发展与应用已经改变了我们生活的各个方面,其中语音识别技术在实现智能交互方面扮演着至关重要的角色。
语音识别技术可以将人类说话的声音转化为计算机可以理解的文本,从而实现人机之间的交互。
在实现智能交互的过程中,语音识别技术起到关键的作用,并且也面临着一些挑战。
一、人工智能语音识别技术的基本原理人工智能语音识别技术主要包含两个基本原理:声学模型和语言模型。
声学模型是对语音信号进行数字化处理的过程,主要涉及到信号的特征提取、模式匹配和参数解码等。
通过对语音信号中的频率、幅度和持续时间等特征进行分析,声学模型可以将声学信号转换为数字数据。
语言模型是对转化后的数字数据进行分析和理解的过程,主要涉及到语音识别、语义理解和语法分析等。
通过对转化后的数字数据进行模式匹配和统计学建模,语言模型可以将数字数据转换为可理解的文本。
这两个基本原理的结合使得人工智能语音识别技术成为可能,从而实现智能交互的目标。
二、人工智能语音识别技术的关键挑战尽管人工智能语音识别技术在实现智能交互方面具有巨大的潜力,但是它也面临着一些挑战。
1.语音信号的多样性:人们的语音特点因人而异,且受到口音、方言、音色等因素的影响,因此对于不同的语音信号进行准确的识别是一个挑战。
2.噪音干扰:语音信号在实际环境中往往伴随着各种噪音,如交通噪音、背景音乐等干扰因素,这些噪音会对语音信号的识别造成困扰。
3.语音识别的实时性:实时的语音识别要求系统能够快速准确地处理语音信号,这需要对算法和计算资源进行优化。
4.大数据支持:训练一个准确可靠的语音识别模型需要大量的数据支持,包括不同人群的语音数据、不同环境下的语音数据等。
三、人工智能语音识别技术的应用前景人工智能语音识别技术在智能交互的各个领域都有广泛的应用前景。
1.智能助理:智能语音识别技术可以实现与智能助理的交互,通过语音指令实现信息查询、日程安排等功能,使得用户可以更方便地与智能助理进行互动。
语音识别技术的关键算法
语音识别技术的关键算法语音识别技术是一种将人类语言转换为文本或命令的技术,其在现代社会中得到了广泛应用。
为了能够实现高效准确的语音识别,有几个关键的算法被广泛采用。
本文将介绍这些关键算法,并探讨它们在语音识别技术中的作用。
一、语音信号的预处理语音信号在传输过程中往往会受到噪声、失真等干扰,这些干扰会对语音识别的准确性造成负面影响。
为了降低这些噪声和干扰对识别结果的影响,语音信号需要经过预处理。
其中一个关键算法是语音信号的去噪。
去噪算法通过估计噪声模型并将其从语音信号中分离出来,以提高信号的清晰度。
此外,预处理还包括对信号进行采样和量化,以便后续的识别算法能够更好地处理。
二、特征提取算法语音信号包含许多频谱信息,为了能够更好地表示这些频谱信息,特征提取算法被用于将语音信号转化为一组具有判别性的特征向量。
其中最常用的算法是MFCC(Mel频率倒谱系数)。
MFCC算法首先将语音信号划分为若干帧,对每一帧进行傅里叶变换,然后再通过滤波器组计算每个频率对应的能量。
最后,通过取对数和离散余弦变换,得到一组MFCC系数。
这些MFCC系数能够较好地表示语音信号的频谱特征,并且对噪声和语音变化具有一定的鲁棒性。
三、声学模型声学模型用于训练和表示不同的语音单元(如音素、音节)与对应的声学特征之间的关系。
最常用的声学模型是隐马尔可夫模型(HMM)。
HMM将语音信号划分为一系列离散状态,每个状态对应一个时间段,而状态之间的转换概率可以表示语音的时序特性。
训练声学模型需要大量的标注数据,包括语音和对应的文本。
通过使用一些优化算法(如Viterbi算法)和最大似然估计,可以得到最优的声学模型参数。
四、语言模型语音识别技术不仅需要理解语音信号的特征,还需要对语音的语义进行建模。
语言模型用于描述不同单词或词组之间的语义关系。
常用的语言模型是基于统计的n-gram模型。
n-gram模型假设当前单词出现的概率只与前面n-1个单词相关。
音频信号处理中的语音增强与语音识别技术研究
音频信号处理中的语音增强与语音识别技术研究概述:音频信号处理中的语音增强与语音识别技术是近年来受到广泛关注和研究的领域。
随着人工智能的发展和语音交互的普及,对于提高语音识别的准确性和可靠性变得越来越重要。
本文将探讨音频信号处理中的语音增强技术和语音识别技术的研究进展和应用。
一、语音增强技术的研究进展语音信号在实际应用中往往受到环境噪声的干扰,这种干扰会降低语音的清晰度和可识别性。
因此,语音增强技术的研究对于提高语音识别的性能至关重要。
1.1 基于滤波方法的语音增强技术滤波方法是最早被提出的语音增强技术之一。
它通过滤波器对语音信号进行频域的处理,以达到减小噪声干扰的目的。
常见的滤波方法包括谱减法、Wiener滤波和最小均方差估计等。
1.2 基于深度学习的语音增强技术近年来,深度学习技术的广泛应用为语音增强技术的发展带来了新的机遇。
基于深度学习的语音增强技术通过建立深度神经网络模型来对语音信号进行建模和重建,能够更好地抑制噪声和提取语音特征。
1.3 基于盲源分离的语音增强技术盲源分离是一种基于统计模型的信号分离方法,可以通过对混合信号的统计特性进行分析和建模,从而将语音信号与噪声分离开来。
该技术在语音增强领域中被广泛应用,能够有效地提取出清晰的语音信号。
二、语音识别技术的研究进展语音识别技术是将语音信号转化为文本或命令的关键技术,其准确性和可靠性直接影响到语音交互系统的用户体验。
2.1 基于隐马尔可夫模型的语音识别技术隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model,HMM)是最常用的语音识别模型之一。
它通过建立状态序列和观测序列之间的映射关系,对语音信号进行建模和识别。
HMM在语音识别领域中取得了较好的效果。
2.2 基于神经网络的语音识别技术神经网络是近年来在语音识别中被广泛应用的技术之一。
基于神经网络的语音识别技术通过建立多层次的神经网络模型,能够更好地提取语音信号的特征和上下文信息,从而提高识别准确率。
基于深度学习的语音识别技术研究综述
基于深度学习的语音识别技术研究综述一.引言语音识别是指将语音信号转换为文字信息的过程。
目前,随着人工智能技术的发展和深度学习算法的成熟,语音识别技术已经取得了长足的进步。
基于深度学习的语音识别技术是当前研究的热点之一,本文将对其进行综述。
二.深度学习的基本原理深度学习是一种通过训练神经网络进行自动化学习的机器学习技术。
其基本原理是利用多层神经网络模拟人类大脑的信息处理过程,通过不断的学习和优化,从而获得对大量复杂数据的理解和处理能力。
三.基于深度学习的语音识别技术的应用领域基于深度学习的语音识别技术广泛应用于语音识别系统、智能家居、智能客服、语音翻译、语音搜索等领域。
其中,语音识别系统是应用最为广泛的领域之一,主要包括自动语音识别、语音合成和语音交互接口。
四.基于深度学习的语音识别技术的主要算法基于深度学习的语音识别技术的主要算法包括卷积神经网络(CNN)、循环神经网络(RNN)和长短时记忆网络(LSTM)等。
其中,LSTM算法在语音识别任务中表现较好。
五.基于深度学习的语音识别技术的关键技术研究基于深度学习的语音识别技术的关键技术研究主要包括提取语音特征、建模、声学模型优化、语言模型和声学模型的联合训练等方面。
其中,声学模型优化是提高语音识别精度的主要手段之一。
六.基于深度学习的语音识别技术的评价指标基于深度学习的语音识别技术的评价指标主要包括准确率、召回率、识别率、敏感度和特异性等。
其中,准确率是评价语音识别系统性能的重要指标。
七.基于深度学习的语音识别技术的未来发展趋势基于深度学习的语音识别技术将继续发展并得到广泛应用。
未来发展趋势主要包括多语言识别、语音情感识别、语音同步翻译、基于语义模型的语音识别等方面。
八.结论基于深度学习的语音识别技术已经成为语音识别领域的核心技术之一,其应用领域和发展前景广阔。
对于语音识别系统的开发者和研究者而言,了解和掌握基于深度学习的语音识别技术将是非常有意义的。
基于RNN的语音识别技术研究
基于RNN的语音识别技术研究第一章:引言语音识别技术是指通过计算机技术将语音信号转化为计算机能够识别的文字或指令。
自20世纪50年代提出以来,语音识别技术一直是计算机领域的一个研究热点,其应用领域逐渐扩大,例如电话语音自动问答、语音助手、智能家居等。
其中,基于RNN的语音识别技术在语音识别领域有着重要的应用,成为当前语音识别技术的研究方向之一。
第二章:基础理论2.1 语音信号处理语音信号处理是语音识别技术的核心之一,它主要涉及到语音分析和语音合成两个方面。
语音信号处理需要通过数字信号处理技术,将语音信号转化为计算机可以处理的数字信号。
语音信号处理的关键在于对语音的时域和频域特征的提取。
时域特征主要包括语音信号的短时能量、过零率等;频域特征主要包括语音信号的频率、功率谱等。
2.2 循环神经网络(RNN)的基本原理循环神经网络(RNN)是目前语音识别领域中普遍采用的一种深度学习网络,它通过将前一时刻的隐含状态作为当前时刻的输入,来建立当前时刻的输出和隐含状态之间的联系。
RNN中最经典的网络结构是基本循环神经网络(Basic RNN),它包含了输入层、隐含层和输出层三层结构。
其中,隐含层被设计成一个循环神经元的序列,每个神经元与前一个神经元形成全连接,形成了“时序”结构。
RNN在序列预测、序列生成、语音识别等方面具有重要应用。
第三章:基于RNN的语音识别技术3.1 RNN在语音信号处理中的应用在传统的语音信号处理中,通常使用Mel频率倒谱系数(MFCCs)作为语音信号的特征提取方法,该方法难以处理时间序列问题,无法利用时间序列信息。
而RNN的结构可以利用时间序列信息,因此RNN非常适合语音信号处理。
RNN在语音信号处理中的应用主要包括声学建模和语音识别。
3.2 RNN在声学建模中的应用声学建模是语音识别技术的关键环节之一。
传统的声学建模常常采用高斯混合模型(GMM)或隐马尔可夫模型(HMM)。
而RNN 作为一种新兴的深度学习模型,具有更强的泛化能力和更强的鲁棒性。
浅议语音识别技术的研究与发展
应率 均 可达 9%以上 。 O
3语音 识别技 术 的发 展和 应用前 景 在 不久 的将 来 , 们 使用 电话 与通 信 系统 时 , 人 智能 语音 接 口能 够把 电话 机从 一个 单 纯 的服 务工 具 变成 为一 个 服务 的 “ 提供 者 ” 生活 “ 和 伴侣 ” 使 用 ; 电话 与通 信 网络 , 人们可 以通过语 音 命令方 便地 从远 端的数 据库 系统 中查 询 与提 取有 关 的信 恳 随着 计 算机 的小 型化 , 键盘 已经 成为 移动 平 台的 一个 很 大 障碍 , 难 想象 , 果手 机 仅仅 只有 一个 手表 那 么大 , 不 如 再用 键盘 进行 拨 号 操作 已经是 不可 能的 。 语音 识别正 逐步 成为信息 技术 中人机接 口的 关键技术 , 语音 识别技 术与语 音合 成技 术结合 使人 们能够甩 掉键盘 , 通过语 音命令 进 行 操作 。 音技 术 的 应用 已经 成为 一个 具有 竞争 性的 新 兴高技 术产 业 。 语 语音 识 别技 术发 展到 今天 , 别是 中小词 汇量非 特定 人语音 识 别系统 识 特 别精 度 已经 大于 9 % , 8 对特 定人 语音 识 别系 统的 识 别精 度就 更高 。 些技 术 这 已经 能够 满 足通 常 应用 的要 求 。 由于大规 模 集成 电路 技 术 的发展 , 些复 杂 这 的语 音识 别 系统 也 已经 完全 可 以制成 专 用芯 片 , 大量 生产 。 在西 方经 济 发达 国家, 大量 的语 音识 别产 品 已经 进入 市场 和服 务 领域 , 一些 用 户交 换机 、 电 话机 、 机 已经包 含 了语 音 识别 拨号 功 能 , 有语音 记 事本 、 手 还 语音 智 能玩 具 等产 品也包 括语 音 识别 与语音 台 成功能 。 们可 以通过 电话 网络 用语音 识 别 人 口语 对话 系统查 询 有 关的 机票 、旅游 、 行信 息 , 且取 得很 好 的结果 。 银 并 调 查统计 表 明多达8 % 以上 的 人对 语音 识别的 信息查询 服务 系统的性 能表示 满 5 意 。 国内 , 运 场馆 的语 音查 询 系 统 已经 取 得 了成 功 , 关研 究机 构开 发 在 奥 有 的智 能语 音 控制 机器 人 也进 入 了实 际应 用 阶段 。 随着 社 会 的进 步 , 会 的公 社 共管 理愈 来 愈重 要 , 们对 身 份识 别的需 求 愈来 愈 多 , 其 安全 性 的要求 也 人 对 越来 越严格 。 于 传统 的密 码认证 的 身份识 别技 术在实 际的信息 网络 应用 中 基 已经 暴露 出许 多不 足之 处 , 而基于 生物 特征辨 别 的身 份识 别技术 近年 来也 日 益 成熟 , 并在实 际应用 中展 现 出极大地 优越 性 。 由于每 个 人的 发音器 官不 同 , 所发 出来 的声音 及 其音调 各 不相 同 , 由此决 定 了语音 识别 就是在 身份 识 别领 域最 有发 展前 景的一 种 技术 。 语音 识 别技 术是 非常 重要 的人机 交互 技术 。 随着 计算 机和语 音 处理 技术 的 发展 , 语音识 别 系统 的实 用性将 进一 步提 高 。 应用语 音 的 自动 理解 和翻 译 , 可 消除人类 相互 交往 的语 言障碍 。 国外 已有 多种基 于语音 识别 产 品(口 音监 女语 控系 统 、 语音 捕 捉与 跟踪 系 统等) 军事 与反 恐 中应用 , 于特 定任 务和环 境 在 基 的 听写机 也 已经进 入 应用 阶段 。 以预见 , 可 在语音 技术 的进 步 和计算 机技 术 、 网 络技 术 、 信 技术 飞 速发 展 的今天 , 通 语音 识 别技 术将 为 网上 会议 、 业 管 商 理 、医药 卫 生 、教育 培训 、 防 监控 、工 业控 制 、公共 管理 、残疾 人 用 品开 安 发、 能机器 人开 发等 各个 领域 带来极 大 的便 利 , 应用 前景 将越 来越广 阔 。 智 其
基于深度学习的语音识别技术研究与应用评估
基于深度学习的语音识别技术研究与应用评估在过去的几年中,深度学习已经在各个领域展示出了巨大的潜力,其中之一就是语音识别技术的研究与应用评估。
语音识别是一项关键技术,其对于人工智能、智能助理和自动驾驶等领域都具有重要意义。
本文将重点讨论基于深度学习的语音识别技术的研究和应用评估。
首先,我们来谈谈深度学习在语音识别领域的应用。
深度学习模型,尤其是递归神经网络(RNN)和卷积神经网络(CNN),在语音识别任务中取得了显著的突破。
相比传统的基于高斯混合模型(GMM)和隐马尔可夫模型(HMM)的方法,基于深度学习的语音识别具有更高的准确性和鲁棒性。
在深度学习的语音识别中,关键的一步是声学模型的训练。
声学模型根据输入的语音信号,预测出对应的文本。
深度学习在该任务中的优势在于其能够自动地从海量的训练数据中学习到对语音信号的抽象表示。
在训练过程中,通过多层次的神经网络,模型可以逐渐学习到更高级的特征,从而实现对语音信号的有效建模。
另一个重要的优点是深度学习模型对于声音的变化和噪声的处理能力更强。
传统方法往往对于噪声和音频质量较差的情况下效果不佳,而深度学习模型通过引入更复杂的网络结构和更强的泛化能力,可以更好地适应各种环境下的语音识别任务。
除了声学模型,语言模型也是语音识别系统不可或缺的一部分。
语言模型可以根据已知的文本数据,预测出下一个可能出现的单词或短语。
深度学习在语言模型中的应用同样取得了重要的进展。
通过使用长短时记忆网络(LSTM)或变种的循环神经网络(RNN),深度学习模型可以更好地捕捉语言的上下文信息,提高语音识别的准确性。
此外,深度学习的语音识别技术还可以与其他领域的研究相结合,从而产生更广泛的应用。
例如,将深度学习与自然语言处理相结合,可以实现语音到文本的转换,从而为智能助理和自动驾驶等领域提供更高级的功能和交互方式。
深度学习还可以与语言翻译和情感分析等领域的研究结合,实现更多样化和细粒度的语音识别应用。
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虑当前帧语音, 为了考虑前面语音帧的影响, HMM 必须将这些 帧的信息吸收到当前帧。
合模型进行优化, 提出了一种猜测初始隐节点数和对训练结束 后的网络进行隐节点 剪 枝 的 算 法 , 并 用 广 义 的 Hebb 算 法 对 网 络的参数进行优化。
2 HMM 的建模假设及对识别系统的影响
随着对 HMM 技术的深入研究, 人们发现 HMM 还存在着
很多和语音信号的实际情况不相符合的先验假设和训练方面
Keywor ds: HMM, ANN, Nonparametric Probabilistic Model, BP
1 引言
语音识别主要是让机器听懂人说的话, 即在各种情况下, 准确地识别出语音的内容, 从而根据其信息执行人的各种意 图。HMM 在语音处理各个领域都获得了巨大的成功, 但是它本 身有很大的限制.神经网络依靠权值信息能够进行长时间记忆 和知识存储, 但是对于输入模式的瞬时响应的记忆能力较差, 很难有效地对时间变量建模。
3 人工神经网络的特点
人工神经网络的出发点是通过模拟大脑的机制, 将包括听 觉系统的生物神经系统的信息处理机制引入机器学习的研究 中, 使其具有学习和理解的能力。系统的所有计算都是由神经 元单元完成的, 而单元之间的连接权决定了网络对任意输入模 式的计算响应。连接权的建立是通过训练算法进行的, 具有传 统的数字计算机系统即线性网络没有的优点, 主要表现在:
Abstr act: Because of the application of the Hidden Markov Model ( HMM) in acoustic modeling, a significant breakthrough has been made in recognizing continuous speech with a large glossary.However, some unreasonable hypotheses for acoustic modeling and the unclassified training algorithm on which the HMM based form a bottleneck, restricting the further improvement in speech recognition.The Artificial Neural Network( ANN) techniques can be adopted as an alternative modeling paradigm.By means of the weight values of the network connections, neural networks can steadily store the knowledge acquired from the training process.But they possess a weak memory, not being suitable to store the instantaneous response to various input modes.To overcome the flaws of the HMM paradigm, we design a hybrid HMM/ANN model.In this hybrid model, the nonparametric probabilistic model ( a BP neural network) is used to substitute the Gauss blender to calculate the observed probability which is necessary for computing the states of the HMM model.Besides, we optimize the structure of the network, and experiments show that the hybrid model has a good performance in speech recognition.
在音段层面方式中, 神经网络的输入来自整个语音段, 而 不 是 一 帧 语 音 或 固 定 长 度 的 语 音 窗 。这 样 就 可 以 让 网 络 更 好 地 利用存在音段中的所有语音帧之间的相关性, 而且还可以更容 易地利用其它信息, 比如时长。这个方法的缺点是必须先对语 音进行分段, 神经网络才能对分出的各个音段进行计算。在这 些不同的结合形式中, 实验结果表明, 帧层面上的结合比较符 合 HMM 和 ANN 两种方法的特点。
4.1 HMM 和 ANN 的结合方式
ANN 和 HMM 可以以不同的方式进行结合, 如 ANN 直接 实 现 HMM, 两 者 在 帧 层 面 上 的 结 合 , 语 音 层 面 上 的 结 合 , 音 段 层 面 的 结 合 和 子 层 面 上 的 结 合 等 方 式 。本 文 介 绍 的 并 非 用 神 经 网 络 直 接 实 现 HMM, 而 是 探 索 一 种 混 合 模 型 , 即 能 优 化 HMM 模 型 , 又 能 充 分 利 用 每 一 种 技 术 的 长 处 : HMM 的 时 间 建 模 和 ANN 的声学建模, 特别是用神经网络计算 HMM 状态的观测概 率。用神经网络来估计观测概率, 设计和训练神经网络的方法 有很多, 最简单的方式就是将一帧语音矢量直接映射成观察概 率, 网络的训练也是一帧接一帧地进行, 这种方法就成为帧层 面上的网络训练。
( 4) 非线性: 神经网络可以提取系统输入之间复杂的相互 作用关系, 计算非线性函数, 对输入进行复杂的变换, 更符合现 实世界的实际问题, 如语音信号是一个高度非线性的过程。
( 5) 鲁棒性: 神经网络对物理损伤和带噪声的数据不敏感, 而 且 带 噪 声 的 数 据 有 助 于 网 络 形 成 更 好 的 泛 化 能 力 。这 一 点 对 于语音识别特别有价值, 因为经常在噪声环境下录入语音。
( 1) 自组织和自适应性神经网络可以从数据集中自适应地 求解答案, 可以有效地用于学习数据集的内在联系。对于语音 识别来说, 它可用于解决非特定人语音识别等问题。
( 2) 学习功能: 神经网络通过学习能掌握输入和输出之间 的任意映射关系, 所以网络可以通过学习将语音模式映射成因 素类别。
( 3) 可推广性: 神经网络不仅能记忆训练数据模式, 还能学 会相似的模式, 可以从训练数据推广到新数据。在语音识别上 可大大减少训练所需数据量。
鉴 于 上 述 HMM 和 ANN 在 处 理 语 音 识 别 方 面 各 有 优 缺 点, 所以引入了 HMM/ANN 混合模型。对于这种混合模型的研 究得到了国外很多研究机构的重视, 如 Berkeley 的国际计算机 学院( ICSI) 、斯坦福研究院( SRI) 、剑桥大学的 SVR 等机构。他 们研究的语音识别系统的性能在某些方面已经明显优于传统 的 HMM 系统。本文采用的利用 BP 网络代替高斯混合器来计 算 HMM 的状态所需要的观测概率。该混合模型利用连续密度 隐 马 尔 科 夫 模 型 ( CDHMM) 来 对 短 时 语 音 分 量 建 模 , 同 时 利 用 ANN 强大的区分能力来计算 CDHMM 的观 察 概 率 。 另 外 对 混
( 3) 观 测 概 率 的 分 布 假 设 : 通 常 假 设 HMM 的 状 态 观 测 概 率分布是多维高斯分布或高斯分量的混合, 对于连续密度的 HMM 模型, 这一假设就导致了模型的不匹配, 即统计模型的先 验选择和真实密度之பைடு நூலகம்的弱匹配。
( 4) HMM 的前后向训练算法是在最大似然( ML) 准 则 下 导 出的。由最大似然准则训练得到的声学模型的区分能力很弱, 虽然用相互熵准则能够提高模型间的区分能力, 但这一方法实 施起来太复杂。
的缺陷, 它们正在成为语音识别系统的性能进一步提高的障
碍。主要表现在:
( 1) 一阶马尔可夫模型假设: 马尔可夫链在 n 时刻处于状
n
n- 1
态 qi 的概率只与 n- 1 时刻所处的状态 qi 有关, 而与 n- 1 时刻
以前的状态及声学矢量序列无关。这一假设对 HMM 产生的一
个影响是 HMM 对协同发音的建模比较困难, 因 为 相 邻 状 态 对
( 6) 一致性: 神经网络提供了一致的计算模式, 可以很容易 地融合各种约束条件, 就使我们很容易使用倒谱和差分倒谱输 入, 还可以在听觉—视觉双模态语音识别系统中将声学和视觉 因素结合起来。
( 7) 并行性: 神经网络在本质上是高度并行的, 因此它非常 适合在大规模并行机上实现, 这就在根本上支持语音数据的高 速处理。
语音识别关键技术研究
息晓静 林坤辉 周昌乐 蔡 骏 ( 厦门大学软件学院, 厦门 361005)
摘 要 采用隐马尔可夫模型( HMM) 进行语音声学建模是大词汇连续语音识别取得突破性进展最主要的原因之一, HMM 本身依赖的某些不合理建模假设和不具有区分性的训练算法正在成为制约语音识别系统未来发展的瓶颈。神经网络依 靠 权 能 够 进 行 长 时 间 记 忆 和 知 识 存 储 , 但 对 于 输 入 模 式 的 瞬 时 响 应 的 记 忆 能 力 比 较 差 。 采 用 混 合 HMM/ANN 模 型 对 HMM 的一些不尽合理的建模假设和训练算法进行了革新。混合模型用神经网络非参数概率模型代替高斯混合器 ( GM) 计算 HMM 的状态所需要的观测概率。另外对神经网络的结构进行了优化, 取得了很好的效果。
( 5) HMM 是一种统计模型, 模型参数的估计需要大量的训 练数据, 而在实际应用中总是存在参数估计精度与训练数据之 间 的 矛 盾 , 而 且 训 练 过 程 计 算 量 大 , 耗 时 长 , 对 连 续 密 度 HMM 来说尤其如此。