亚马逊的Echo音箱刚开始推出的两三年,国内的智能音箱市场还不温不火,不为消费者所接受,因此销量非常有限。但自2017年以来,智能家居逐渐普及,音箱市场开始火热,为抢占语音入口,阿里巴巴、百度、小米、华为等大公司纷纷推出了各自的智能音箱。据Canalys报告,2019年第1季度中国市场智能音箱出货量全球占比51%,超过美国,成为全球*大的智能音箱市场。据奥维云网(AVC)数据显示,2019年上半年中国智能音箱市场销量为1556万台,同比增长233%。随着语音市场的扩大,国内涌现出一批具有强大竞争力的语音公司和研究团队,包括云知声、思必驰、出门问问、声智科技、北科瑞声、天聪智能等。他们推出的语音产品和解决方案主要针对特定场景,如车载导航、智能家居、医院的病历输入、智能客服、会议系统、证券柜台业务等,因为采用深度定制,识别效果和产品体验更佳。在市场上获得了不错的反响。针对智能硬件的离线识别,云知声和思必驰等公司还研发出专门的语音芯片,进一步降低功耗,提高产品的性价比。在国内语音应用突飞猛进的同时,各大公司和研究团队纷纷在国际学术会议和期刊上发表研究成果。2015年,张仕良等人提出了前馈型序列记忆网络。一些语音识别系统需要“训练”(也称为“注册”),其中个体说话者将文本或孤立的词汇读入系统。上海语音识别云
声音的感知qi官正常人耳能感知的频率范围为20Hz~20kHz,强度范围为0dB~120dB。人耳对不同频率的感知程度是不同的。音调是人耳对不同频率声音的一种主观感觉,单位为mel。mel频率与在1kHz以下的频率近似成线性正比关系,与1kHz以上的频率成对数正比关系。02语音识别过程人耳接收到声音后,经过神经传导到大脑分析,判断声音类型,并进一步分辨可能的发音内容。人的大脑从婴儿出生开始,就不断在学习外界的声音,经过长时间的潜移默化,终才听懂人类的语言。机器跟人一样,也需要学习语言的共性和发音的规律,才能进行语音识别。音素(phone)是构成语音的*小单位。英语中有48个音素(20个元音和28个辅音)。采用元音和辅音来分类,汉语普通话有32个音素,包括元音10个,辅音22个。但普通话的韵母很多是复韵母,不是简单的元音,因此拼音一般分为声母(initial)和韵母(final)。汉语中原来有21个声母和36个韵母,经过扩充(增加aoeywv)和调整后,包含27个声母和38个韵母(不带声调)。普通话的声母和韵母(不带声调)分类表音节(syllable)是听觉能感受到的自然的语音单位,由一个或多个音素按一定的规律组合而成。英语音节可单独由一个元音构成。也可由一个元音和一个或多个辅音构成。江西语音识别库语音识别的输入实际上就是一段随时间播放的信号序列,而输出则是一段文本序列。
语音识别是一门综合性学科,涉及的领域非常广,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。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,关键技术包括高斯混合模型(GaussianMixtureModel,GMM)、隐马尔可夫模型(HiddenMarkovModel,HMM)、深度神经网络(DeepNeuralNetwork,DNN),以及基于这些模型形成的GMM-HMM、DNN-HMM和端到端(End-to-End,E2E)系统。语言模型和解码器也非常关键,直接影响语音识别实际应用的效果。为了让读者更好地理解语音信号的特性,接下来我们首先介绍语音的产生和感知机制。语音的产生和感知人的发音qi官包括:肺、气管、声带、喉、咽、鼻腔、口腔和唇。肺部产生的气流冲击声带,产生振动。声带每开启和闭合一次的时间是一个基音周期(Pitchperiod)T,其倒数为基音频率(F0=1/T,基频),范围在70Hz~450Hz。基频越高,声音越尖细,如小孩的声音比大人尖,就是因为其基频更高。基频随时间的变化,也反映声调的变化。人的发音qi官声道主要由口腔和鼻腔组成,它是对发音起重要作用的qi官,气流在声道会产生共振。前面五个共振峰频率(F1、F2、F3、F4和F5)。反映了声道的主要特征。
该芯片集成了语音识别处理器和一些外部电路,包括A/D、D/A转换器、麦克风接口、声音输出接口等,而且可以播放MP3。不需要外接任何的辅助芯片如FLASH,RAM等,直接集成到产品中即可以实现语音识别、声控、人机对话功能。MCU通信采用SPI总线方式,时钟不能超过1.5MHz。麦克风工作电路,音频输出只需将扬声器连接到SPOP和SPON即可。使用SPI总线方式时,LD3320的MD要设为高电平,SPIS设为低电平。SPI总线的引脚有SDI,SDO,SDCK以及SCS。INTB为中断端口,当有识别结果或MP3数据不足时,会触发中断,通知MCU处理。RSTB引脚是LD3320复位端,低电平有效。LED1,LED2作为上电指示灯。3软件系统设计软件设计主要有两部分,分别为移植LD3320官方代码和编写语音识别应用程序。3.1移植LD3320源代码LD3320源代码是基于51单片机实现的,SPI部分采用的是软件模拟方式,但在播放MP3数据时会有停顿现象,原因是51单片机主频较低,导致SPI速率很慢,不能及时更新MP3数据。移植到ATMEGA128需要修改底层寄存器读写函数、中断函数等。底层驱动在Reg_RW.c文件中,首先在Reg_RW.h使用HARD_PARA_PORT宏定义,以支持硬件SPI。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。
Sequence-to-Sequence方法原来主要应用于机器翻译领域。2017年,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。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。**后,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。不使用训练的系统被称为“说话者无关”系统。贵州谷歌语音识别
语音识别,通常称为自动语音识别。上海语音识别云
所有语音交互产品都是端到端打通的产品,如果每家厂商都从这些基础技术来打造产品,那就每家都要建立自己云服务稳定,确保响应速度,适配自己所选择的硬件平台,逐项整合具体的内容(比如音乐、有声读物)。这从产品方或者解决方案商的视角来看是不可接受的。这时候就会催生相应的平台服务商,它要同时解决技术、内容接入和工程细节等问题,终达成试错成本低、体验却足够好的目标。平台服务并不需要闭门造车,平台服务的前提是要有能屏蔽产品差异的操作系统,这是AI+IOT的特征,也是有所参照的,亚马逊过去近10年里是同步着手做两件事:一个是持续推出面向终端用户的产品,比如Echo,EchoShow等;一个是把所有产品所内置的系统Alexa进行平台化,面向设备端和技能端同步开放SDK和调试发布平台。虽然GoogleAssistant号称单点技术,但从各方面的结果来看Alexa是当之无愧的系统平台,可惜的是Alexa并不支持中文以及相应的后台服务。国内则缺乏亚马逊这种统治力的系统平台提供商,当前的平台提供商分为两个阵营:一类是以百度、阿里、讯飞、小米、腾讯的传统互联网或者上市公司;一类是以声智等为新兴人工智能公司。新兴的人工智能公司相比传统公司产品和服务上的历史包袱更轻。上海语音识别云