語音識別是一門多學(xué)科交叉技術(shù)，它與聲學(xué)、語音學(xué)、語言學(xué)、信息理論、模式識別理論以及神經(jīng)生物學(xué)等學(xué)科都有非常密切的關(guān)系。它的任務(wù)主要是將語音信號轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的文字。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，語音識別系統(tǒng)通常包括特征提取、聲學(xué)模型、語言模型以及字典與解碼等部分。
在特征提取階段，系統(tǒng)會對輸入的語音信號進(jìn)行預(yù)處理，例如降噪、分幀、加窗、預(yù)加權(quán)等，然后將聲音信號從時域轉(zhuǎn)換到頻域，為聲學(xué)模型提供特征向量。聲學(xué)模型則根據(jù)這些特征向量計算得分，而語言模型則根據(jù)語言學(xué)相關(guān)的理論計算對應(yīng)可能詞組序列的概率。最后，通過字典對詞組序列進(jìn)行解碼，得到可能的文本表示。
語音識別技術(shù)在理論和應(yīng)用方面都取得了重大突破，越來越多的應(yīng)用到了日常生活中，如智能家居、車載娛樂、語音聽寫器、語音尋呼答疑平臺、智能客服等。隨著科技的發(fā)展，語音識別技術(shù)將不斷進(jìn)步，為人們提供更高效、更便捷的服務(wù)。
語音識別作為人工智能技術(shù)的重要分支，其研究與發(fā)展涵蓋了多個層次和領(lǐng)域。在探討語音識別包含的種類時，可以從不同的角度進(jìn)行分類，如基于識別內(nèi)容、識別范圍、應(yīng)用場景以及識別模型等方面。以下是詳細(xì)的類別說明：
基于識別內(nèi)容的分類
孤立詞識別(Isolated Word Recognition)：這種類型的語音識別系統(tǒng)專注于識別獨立的、具有明確邊界的聲音片段，即每個單詞或短語都是單獨發(fā)出并被處理的。孤立詞識別常用于簡單的命令控制場景，例如智能家電的喚醒詞識別。
關(guān)鍵詞識別(Keyword Spotting)：主要針對特定詞匯或短語進(jìn)行檢測，即使它們出現(xiàn)在連續(xù)的語音流中也能快速響應(yīng)。例如，在語音助手應(yīng)用中尋找用戶指定的激活詞或搜索關(guān)鍵詞。
連續(xù)語音識別(Continuous Speech Recognition)：該類系統(tǒng)能夠連續(xù)不斷地識別和解析自然語言中的語音，無需停頓，適用于長段落的語音轉(zhuǎn)文本或?qū)崟r對話交互等復(fù)雜場景。
基于識別范圍的分類
特定人語音識別(Speaker Dependent ASR)：此類系統(tǒng)經(jīng)過訓(xùn)練后，對某一特定說話人的語音有較高的識別準(zhǔn)確率，因為其模型參數(shù)是根據(jù)特定個體的發(fā)音習(xí)慣定制的。
非特定人語音識別(Speaker Independent ASR)：這類系統(tǒng)設(shè)計為能夠識別不同說話人的語音輸入，通常需要更大的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集來涵蓋更廣泛的發(fā)音差異，并具備更高的通用性。
基于應(yīng)用場景的分類
桌面/PC端語音識別：主要用于個人電腦上，如操作系統(tǒng)內(nèi)置的語音輸入功能，幫助用戶通過語音操控軟件或進(jìn)行文字輸入。
電話語音識別：專為電話通信環(huán)境優(yōu)化，需應(yīng)對線路傳輸噪聲、回聲及各種通話質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，常見于呼叫中心自動應(yīng)答系統(tǒng)、電話銀行自助服務(wù)等。
嵌入式設(shè)備語音識別：應(yīng)用于智能手機、智能家居設(shè)備、車載信息娛樂系統(tǒng)等嵌入式平臺，要求算法高效且資源占用低。
醫(yī)療與健康領(lǐng)域語音識別：在醫(yī)療記錄錄入、遠(yuǎn)程診斷及康復(fù)治療等領(lǐng)域發(fā)揮作用，要求識別精度高且支持專業(yè)術(shù)語。
虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實語音識別：在VR/AR環(huán)境中提供語音指令輸入方式，提升用戶體驗和操作便利性。
基于識別模型和技術(shù)方法的分類
基于模板匹配的語音識別：早期的方法，依賴于預(yù)先存儲的大量語音樣本，通過比較特征向量的距離來實現(xiàn)識別。
基于統(tǒng)計建模的語音識別：包括隱馬爾可夫模型(HMM)、混合高斯模型(GMM-HMM)等，通過學(xué)習(xí)語音信號的概率分布特性來進(jìn)行識別。
深度學(xué)習(xí)驅(qū)動的語音識別：采用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(DNN)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)、長短時記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)、卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)以及變種如雙向RNN、CTC(Connectionist Temporal Classification)算法等，構(gòu)建強大的序列到序列(Sequence-to-Sequence)模型，顯著提高了語音識別性能。
語音識別技術(shù)的種類繁多，每一種都對應(yīng)著不同的應(yīng)用場景和技術(shù)挑戰(zhàn)，隨著科技的不斷進(jìn)步，這些分類也在相互融合和發(fā)展，以適應(yīng)日益復(fù)雜和多元化的市場需求。
下載文檔
