业界大部分都是按照静态解码的方式进行,即将声学模型和语言模型构造成WFST网络,该网络包含了所有可能路径,解码就是在该空间进行搜索的过程。由于该理论相对成熟,更多的是工程优化的问题,所以不论是学术还是产业目前关注的较少。语音识别的技术趋势语音识别主要趋于远场化和融合化的方向发展,但在远场可靠性还有很多难点没有突破,比如多轮交互、多人噪杂等场景还有待突破,还有需求较为迫切的人声分离等技术。新的技术应该彻底解决这些问题,让机器听觉远超人类的感知能力。这不能只是算法的进步,需要整个产业链的共同技术升级,包括更为先进的传感器和算力更强的芯片。单从远场语音识别技术来看,仍然存在很多挑战,包括:(1)回声消除技术。由于喇叭非线性失真的存在,单纯依靠信号处理手段很难将回声消除干净,这也阻碍了语音交互系统的推广,现有的基于深度学习的回声消除技术都没有考虑相位信息,直接求取的是各个频带上的增益,能否利用深度学习将非线性失真进行拟合,同时结合信号处理手段可能是一个好的方向。(2)噪声下的语音识别仍有待突破。信号处理擅长处理线性问题,深度学习擅长处理非线性问题,而实际问题一定是线性和非线性的叠加。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。山西远场语音识别
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),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。山西远场语音识别这些进步不仅体现在该领域发表的学术论文激增上。
语音识别自半个世纪前诞生以来,一直处于不温不火的状态,直到2009年深度学习技术的长足发展才使得语音识别的精度提高,虽然还无法进行无限制领域、无限制人群的应用,但也在大多数场景中提供了一种便利高效的沟通方式。本篇文章将从技术和产业两个角度来回顾一下语音识别发展的历程和现状,并分析一些未来趋势,希望能帮助更多年轻技术人员了解语音行业,并能产生兴趣投身于这个行业。语音识别,通常称为自动语音识别,英文是AutomaticSpeechRecognition,缩写为ASR,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,一般都是可以理解的文本内容,也有可能是二进制编码或者字符序列。但是,我们一般理解的语音识别其实都是狭义的语音转文字的过程,简称语音转文本识别(SpeechToText,STT)更合适,这样就能与语音合成(TextToSpeech,TTS)对应起来。语音识别是一项融合多学科知识的前沿技术,覆盖了数学与统计学、声学与语言学、计算机与人工智能等基础学科和前沿学科,是人机自然交互技术中的关键环节。但是,语音识别自诞生以来的半个多世纪,一直没有在实际应用过程得到普遍认可,一方面这与语音识别的技术缺陷有关,其识别精度和速度都达不到实际应用的要求。
我们来看一个简单的例子,假设词典包含:jin1tian1语音识别过程则"jin天"的词HMM由"j"、"in1"、"t"和"ian1"四个音素HMM串接而成,形成一个完整的模型以进行解码识别。这个解码过程可以找出每个音素的边界信息,即每个音素(包括状态)对应哪些观察值(特征向量),均可以匹配出来。音素状态与观察值之间的匹配关系用概率值衡量,可以用高斯分布或DNN来描述。从句子到状态序列的分解过程语音识别任务有简单的孤立词识别,也有复杂的连续语音识别,工业应用普遍要求大词汇量连续语音识别(LVCSR)。主流的语音识别系统框架。对输入的语音提取声学特征后,得到一序列的观察值向量,再将它们送到解码器识别,后得到识别结果。解码器一般是基于声学模型、语言模型和发音词典等知识源来识别的,这些知识源可以在识别过程中动态加载,也可以预先编译成统一的静态网络,在识别前一次性加载。发音词典要事先设计好,而声学模型需要由大批量的语音数据(涉及各地口音、不同年龄、性别、语速等方面)训练而成,语言模型则由各种文本语料训练而成。为保证识别效果,每个部分都需要精细的调优,因此对系统研发人员的专业背景有较高的要求。语音识别,通常称为自动语音识别。
选用业界口碑较好的讯飞离线语音识别库,该库采用巴科斯范式语言描述语音识别的语法,可以支持的离线命令词的合,满足语音拨号软件的工作需求。其中,编写的语法文档主要部分如下:!start;:[];:我想|我要|请|帮我;:[];:给!id(10001)|打给!id(10001)|打电话给!id(10001)|拨打!id(10001)|呼叫!id(10001);:打电话!id(10001)|打个电话!id(10001)|拨打电话!id(10001)|拨电话!id(10001)|拨个电话!id(10001)|的电话!id(10001);:丁伟|李平;本文件覆盖了电话呼叫过程中的基本语法,其中中的数据,需要根据用户数据库进行补充,其它、、中的内容,用户根据自己的生活习惯和工作需要进行完善。另外,语音拨号软件的应用数据库为电话薄数据库,电话薄中的用户姓名是构建语法文档的关键数据;音频采集模块采用增强型Linux声音架构ALSA库实现。语音拨号软件工作流程语音拨号软件的工作流程如图2所示,电话薄数据库、语音识别控制模块、讯飞离线识别引擎和ALSA库相互配合,共同完成语音识别的启动、识别和结束。具体流程如下:(1)构建BNF文档:控制模块搜索本地电话薄数据库,导出用户数据信息,按照巴科斯范式语法,生成基于本地数据库的语法文档;。通过语音信号处理和模式识别让机器自动识别和理解人类的语音。陕西语音识别工具
声音从本质是一种波,也就是声波,这种波可以作为一种信号来进行处理。山西远场语音识别
提升用户体验,仍然是要重点解决的问题。口语化。每个说话人的口音、语速和发声习惯都是不一样的,尤其是一些地区的口音(如南方口音、山东重口音),会导致准确率急剧下降。还有电话场景和会议场景的语音识别,其中包含很多口语化表达,如闲聊式的对话,在这种情况下的识别效果也很不理想。因此语音识别系统需要提升自适应能力,以便更好地匹配个性化、口语化表达,排除这些因素对识别结果的影响,达到准确稳定的识别效果。低资源。特定场景、方言识别还存在低资源问题。手机APP采集的是16kHz宽带语音。有大量的数据可以训练,因此识别效果很好,但特定场景如银行/证券柜台很多采用专门设备采集语音,保存的采样格式压缩比很高,跟一般的16kHz或8kHz语音不同,而相关的训练数据又很缺乏,因此识别效果会变得很差。低资源问题同样存在于方言识别,中国有七大方言区,包括官话方言(又称北方方言)、吴语、湘语、赣语、客家话、粤语、闽语(闽南语),还有晋语、湘语等分支,要搜集各地数据(包括文本语料)相当困难。因此如何从高资源的声学模型和语言模型迁移到低资源的场景,减少数据搜集的代价,是很值得研究的方向。语种混杂(code-switch)。在日常交流中。山西远场语音识别