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,因此一定是两者融合才有可能更好地解决噪声下的语音识别问题。。
当前技术还存在很多不足,如对于强噪声、超远场、强干扰、多语种、大词汇等场景下的语音识别还需很大提升。浙江语音识别系统
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。江苏语音识别工具语音识别的许多方面已经被一种叫做长短期记忆 (LSTM)的深度学习方法所取代。
该模型比百度上一代DeepPeak2模型提升相对15%的性能。开源语音识别Kaldi是业界语音识别框架的基石。Kaldi的作者DanielPovey一直推崇的是Chain模型。该模型是一种类似于CTC的技术,建模单元相比于传统的状态要更粗颗粒一些,只有两个状态,一个状态是CDPhone,另一个是CDPhone的空白,训练方法采用的是Lattice-FreeMMI训练。该模型结构可以采用低帧率的方式进行解码,解码帧率为传统神经网络声学模型的三分之一,而准确率相比于传统模型有提升。远场语音识别技术主要解决真实场景下舒适距离内人机任务对话和服务的问题,是2015年以后开始兴起的技术。由于远场语音识别解决了复杂环境下的识别问题,在智能家居、智能汽车、智能会议、智能安防等实际场景中获得了应用。目前国内远场语音识别的技术框架以前端信号处理和后端语音识别为主,前端利用麦克风阵列做去混响、波束形成等信号处理,以让语音更清晰,然后送入后端的语音识别引擎进行识别。语音识别另外两个技术部分:语言模型和解码器,目前来看并没有太大的技术变化。语言模型主流还是基于传统的N-Gram方法,虽然目前也有神经网络的语言模型的研究,但在实用中主要还是更多用于后处理纠错。解码器的指标是速度。
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。动态时间规整是一种用于测量可能随时间或速度变化的两个序列之间相似性的算法。
英国伦敦大学的科学家Fry和Denes等人di一次利用统计学的原理构建出了一个可以识别出4个元音和9个辅音的音素识别器。在同一年,美国麻省理工学院林肯实验室的研究人员则shou次实现了可以针对非特定人的可识别10个元音音素的识别器。语音识别技术的发展历史,主要包括模板匹配、统计模型和深度学习三个阶段。di一阶段:模板匹配(DTW)20世纪60年代,一些重要的语音识别的经典理论先后被提出和发表出来。1964年,Martin为了解决语音时长不一致的问题,提出了一种时间归一化的方法,该方法可以可靠地检测出语音的端点,这可以有效地降低语音时长对识别结果的影响,使语音识别结果的可变性减小了。1966年,卡耐基梅隆大学的Reddy利用动态音素的方法进行了连续语音识别,这是一项开创性的工作。1968年,前苏联科学家Vintsyukshou次提出将动态规划算法应用于对语音信号的时间规整。虽然在他的工作中,动态时间规整的概念和算法原型都有体现,但在当时并没有引起足够的重视。这三项研究工作,为此后几十年语音识别的发展奠定了坚实的基础。虽然在这10年中语音识别理论取得了明显的进步。但是这距离实现真正实用且可靠的语音识别系统的目标依旧十分遥远。20世纪70年代。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。天津实时语音识别
在语音对话场景采买一句话识别(短语音)接口或者实时语音识别(长语音流)接口,都属于流式语音识别。浙江语音识别系统
中国科学院声学所成为国内shou个开始研究计算机语音识别的机构。受限于当时的研究条件,我国的语音识别研究在这个阶段一直进展缓慢。放开以后,随着计算机应用技术和信号处理技术在我国的普及,越来越多的国内单位和机构具备了语音研究的成熟条件。而就在此时,外国的语音识别研究取得了较大的突破性进展,语音识别成为科技浪潮的前沿,得到了迅猛的发展,这推动了包括中科院声学所、中科院自动化所、清华大学、中国科技大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、西北工业大学、厦门大学等许多国内科研机构和高等院校投身到语音识别的相关研究当中。大多数的研究者将研究重点聚焦在语音识别基础理论研究和模型、算法的研究改进上。1986年3月,我国的"863"计划正式启动。"863"计划即国家高技术研究发展计划,是我国的一项高科技发展计划。作为计算机系统和智能科学领域的一个重要分支。语音识别在该计划中被列为一个专项研究课题。随后,我国展开了系统性的针对语音识别技术的研究。因此,对于我国国内的语音识别行业来说,"863"计划是一个里程碑,它标志着我国的语音识别技术进入了一个崭新的发展阶段。但是由于研究起步晚、基础薄弱、硬件条件和计算能力有限。浙江语音识别系统