淺談語音識別技術(shù)論文(2)
淺談語音識別技術(shù)論文
淺談語音識別技術(shù)論文篇二
語音識別技術(shù)的發(fā)展
【摘 要】語音識別技術(shù)研究讓人更加方便地享受到更多的社會信息資源和現(xiàn)代化服務，對任何事都能夠通過語音交互的方式。
【關(guān)鍵詞】語音識別技術(shù);發(fā)展趨勢
語音識別是一門交叉學科。語音識別研究經(jīng)歷了50多年的研究歷程，經(jīng)過50多年的積累研究，獲得了巨大的進展。特別是近20年來，語音識別技術(shù)取得了顯著的進步，并逐步的走向市場。在未來的日子里，語音識別技術(shù)將應用更為廣泛。
一、語音識別技術(shù)概述
語音識別是解決機器“聽懂”人類語言的一項技術(shù)。作為智能計算機研究的主導方向和人機語音通信的關(guān)鍵技術(shù)，語音識別技術(shù)一直受到各國科學界的廣泛關(guān)注。如今，隨著語音識別技術(shù)研究的突破，其對計算機發(fā)展和社會生活的重要性日益凸現(xiàn)出來。以語音識別技術(shù)開發(fā)出的產(chǎn)品應用領(lǐng)域非常廣泛，如聲控電話交換、信息網(wǎng)絡查詢、家庭服務、賓館服務、醫(yī)療服務、銀行服務、工業(yè)控制、語音通信系統(tǒng)等，幾乎深入到社會的每個行業(yè)和每個方面。
廣泛意義上的語音識別按照任務的不同可以分為4個方向：說話人識別、關(guān)鍵詞檢出、語言辨識和語音識別。說話人識別技術(shù)是以話音對說話人進行區(qū)別，從而進行身份鑒別和認證的技術(shù)。關(guān)鍵詞檢出技術(shù)應用于一些具有特定要求的場合，只關(guān)注那些包含特定詞的句子，例如對一些特殊人名、地名的電話監(jiān)聽等。語言辨識技術(shù)是通過分析處理一個語音片斷以判別其所屬語言種類的技術(shù)，本質(zhì)上也是語音識別技術(shù)的一個方面。語音識別就是通常人們所說的以說話的內(nèi)容作為識別對象的技術(shù)，它是4個方面中最重要和研究最廣泛的一個方向，也是本文討論的主要內(nèi)容。
二、語音識別的研究歷史
語音識別的研究工作始于20世紀50年代，1952年Bell實驗室開發(fā)的Audry系統(tǒng)是第一個可以識別10個英文數(shù)字的語音識別系統(tǒng)。
1959年，Rorgie和Forge采用數(shù)字計算機識別英文元音和孤立詞，從此開始了計算機語音識別。
60年代，蘇聯(lián)的Matin等提出了語音結(jié)束點的端點檢測，使語音識別水平明顯上升;Vintsyuk提出了動態(tài)編程，這一提法在以后的識別中不可或缺。60年代末、70年代初的重要成果是提出了信號線性預測編碼(LPC)技術(shù)和動態(tài)時間規(guī)整(DTW)技術(shù)，有效地解決了語音信號的特征提取和不等長語音匹配問題;同時提出了矢量量化(VQ)和隱馬爾可夫模型(HMM)理論。
80年代語音識別研究進一步走向深入：HMM模型和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(ANN)在語音識別中成功應用。1988年，F(xiàn)ULEE Kai等用VQ/I-IMM方法實現(xiàn)了997個詞匯的非特定人連續(xù)語音識別系統(tǒng)SPHINX。這是世界上第1個高性能的非特定人、大詞匯量、連續(xù)語音識別系統(tǒng)。
進入90年代后，語音識別技術(shù)進一步成熟，并開始向市場提供產(chǎn)品。許多發(fā)達國家如美國、日本、韓國以及IBM、Apple、AT&;T、Microsoft等公司都為語音識別系統(tǒng)的實用化開發(fā)研究投以巨資。同時漢語語音識別也越來越受到重視。IBM開發(fā)的ViaVoice和Microsoft開發(fā)的中文識別引擎都具有了相當高的漢語語音識別水平。
進入21世紀，隨著消費類電子產(chǎn)品的普及，嵌入式語音處理技術(shù)發(fā)展迅速[2]。基于語音識別芯片的嵌入式產(chǎn)品也越來越多，如Sensory公司的RSC系列語音識別芯片、Infineon公司的Unispeech和Unilite語音芯片等，這些芯片在嵌入式硬件開發(fā)中得到了廣泛的應用。在軟件上，目前比較成功的語音識別軟件有：Nuance、IBM的Viavoice和Microsoft的SAPI以及開源軟件HTK，這些軟件都是面向非特定人、大詞匯量的連續(xù)語音識別系統(tǒng)。
三、語音識別技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀
語音識別技術(shù)通過全球科學家的共同努力，經(jīng)歷半個多世紀的研究，目前已經(jīng)發(fā)展到了接近實用的階段。在實驗室環(huán)境下，大詞匯量的朗讀式連續(xù)說話的寬帶語音信號的平均識別率可以達到90%以上。正式有了如此高的識別率之后，語音識別技術(shù)慢慢地從實驗室演示系統(tǒng)逐步走向?qū)嵱没唐?。以IBM Via Voice和Dragon Dictation為代表的兩個聽寫機系統(tǒng)的出現(xiàn)，使“語音識別”逐步進入大眾視線，引起了廣泛的社會關(guān)注。
由于校對和更正識別的錯誤很麻煩和浪費時間，這樣便降低語音識別的優(yōu)勢。同時，由于使用的環(huán)境或講話口音習慣等因素的影響，語音識別的內(nèi)容大大降低，識別的內(nèi)容不能達到100%的正確，所以很多人認為目前的語音識別系統(tǒng)還無法滿足實用要求。
目前，AT&T和MIT等將語音識別技術(shù)應用在一些有限詞匯的特定任務上，如電話自動轉(zhuǎn)接、電話查詢、數(shù)字串識別的任務中，當講話的內(nèi)容是系統(tǒng)所存儲的內(nèi)容存在的，且使用環(huán)境的聲學特性與訓練數(shù)據(jù)的聲學特性相差不太大時，語音識別的正確識別率可以接近100%。但是，在實際使用中如果這些條件被破壞，則會對識別系統(tǒng)造成一定的影響。
我國的語音識別研究一直緊跟國際水平，國家也很重視。國內(nèi)中科院的自動化所、聲學所以及清華大學等科研機構(gòu)和高校都在從事語音識別領(lǐng)域的研究和開發(fā)。國家863智能計算機專家組為語音識別技術(shù)研究專門立項，并取得了高水平的科研成果。我國中科院自動化所研制的非特定人、連續(xù)語音聽寫系統(tǒng)和漢語語音人機對話系統(tǒng)，其準確率和系統(tǒng)響應率均可達90%以上。
四、語音識別技術(shù)發(fā)展趨勢
語音作為當前通信系統(tǒng)中最自然的通信媒介，語音識別技術(shù)是非常重要的人機交互技術(shù)。隨著計算機和語音處理技術(shù)的發(fā)展，語音識別系統(tǒng)的實用性將進一步提高。應用語音的自動理解和翻譯，可消除人類相互交往的語言障礙。國外已有多種基于語音識別產(chǎn)品的應用，如聲控撥號電話、語音記事本等，基于特定任務和環(huán)境的聽寫機也已經(jīng)進入應用階段。這預示著語音識別技術(shù)有著非常廣泛的應用領(lǐng)域和市場前景。隨著語音技術(shù)的進步和通信技術(shù)的飛速發(fā)展，語音識別技術(shù)將為網(wǎng)上會議、商業(yè)管理、醫(yī)藥衛(wèi)生、教育培訓等各個領(lǐng)域帶來極大的便利，其應用和經(jīng)濟、社會效益前景非常良好. 雖然語音識別在過去的20年里有了很大的發(fā)展，但是，仍然存在很多的不足，有待于進一步的探索，具體可分為以下幾個方面：
1.提高可靠性。語音識別技術(shù)需要能排除各種聲學環(huán)境因素的影響。在比較嘈雜的公共環(huán)境中，人的意識會有意識的排除非需要的聲學環(huán)境因素，這對語音識別系統(tǒng)而言，是很難做到的。另外，在日常生活中，人類的語言常常具有較大的不確定性，比較隨意，并帶有明顯的言語習慣。這同樣會給語音識別系統(tǒng)很大的識別麻煩。目前，在提高語音系統(tǒng)在不同環(huán)境中的可靠性，同時要應用現(xiàn)代技術(shù)讓語音識別系統(tǒng)更加智能化，掌握人們語言隨意性的部分規(guī)律，以達到最佳的識別效果。
2.增加詞匯量。系統(tǒng)可以識別的詞匯的數(shù)量是系統(tǒng)能夠做什么事情的一個重要度量。一個語音識別系統(tǒng)使用的聲學模型和語音模型如果太過于局限，當用戶所講的詞匯超出系統(tǒng)已知的范圍時，則語音識別系統(tǒng)不能準確的識別出相應的內(nèi)容，比如，當突然從中文轉(zhuǎn)為英文、法文、俄文時，計算機就會常常輸出混亂奇怪的結(jié)果。但是，隨著系統(tǒng)建模方法的不斷改進、搜索算法效率的提高以及硬件資源的發(fā)展，未來的語音識別系統(tǒng)可能會做到詞匯量無限制和多種語言混合，這樣用戶在使用的時候可以不必在語種之間來回切換，這樣就能大大減少詞匯量的對語音識別系統(tǒng)的限制。
3.應用拓展。語音識別技術(shù)可以用于把費腦、費力、費時的機器操作變成一件很容易很有趣味性的事，比如，當人們出現(xiàn)手忙、手不能及以及分身無術(shù)的場景時，通過語音識別系統(tǒng)的模型構(gòu)造，則能夠在象駕駛室、危險的工業(yè)場合、遠距離信息獲取、家電控制等各個方面，語音識別技術(shù)可能帶動一系列嶄新或更便捷功能的設(shè)備出現(xiàn)，更加方便人的工作和生活。其應用的范圍和前景非常廣泛。不僅能夠應用于日常生活，更重要的會帶來生產(chǎn)方式的革命，是下一代智能化控制的基礎(chǔ)。
4.降低成本減小體積。微型化是語音識別技術(shù)商業(yè)應用的另一個重要途徑，其推廣程這取決于語音識別技術(shù)本身進步的程度，同時與微電子芯片技術(shù)的進一步發(fā)展關(guān)系密切。將具有先進功能和性能的語音識別應用系統(tǒng)固化到更加微小的芯片或模塊上，可以大幅度降低產(chǎn)品成本和體積，產(chǎn)品必然受到消費者的青睞，語音識別系統(tǒng)和微電子芯片技術(shù)的發(fā)展是會引領(lǐng)我們的信息技術(shù)革命到一個新的臺階。
21世紀是信息和網(wǎng)絡的時代，Internet和移動通信、固話通信的網(wǎng)絡把全球各地連接起來。自然口語對話、電子商務、信息索取、數(shù)字圖書館、語音翻譯、遠程教育等一系列的人類活動都可在網(wǎng)絡上實現(xiàn)。語音識別系統(tǒng)的出現(xiàn)，會讓人更加自由的溝通，讓人在任何地方，任何時間，對任何事都能夠通過語音交互的方式，方便地享受到更多的社會信息資源和現(xiàn)代化服務。這必然會成為語音識別技術(shù)研究和應用的重要發(fā)展趨勢。
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