語(yǔ)音識(shí)別的技術(shù)原理及語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的分類

（文章來(lái)源：遠(yuǎn)場(chǎng)語(yǔ)音識(shí)別研究中心）

語(yǔ)言交流是人類一種天然的溝通模式。從兒童時(shí)代開(kāi)始我們對(duì)語(yǔ)言的相關(guān)學(xué)習(xí)都是自發(fā)的，語(yǔ)言交流始終貫穿于我們的生活。它是那么的自然以至于我們根本沒(méi)有發(fā)現(xiàn)這是一種多么復(fù)雜的現(xiàn)象。人類的聲道和發(fā)音器官，是具有非線性特征的生物器官，不僅僅運(yùn)行在有意識(shí)的控制下，而且受到性別及其成長(zhǎng)因素情緒狀態(tài)的影響。

因此，聲音會(huì)因?yàn)樗麄兊目谝?、發(fā)音、清晰度、體積、速度等有著大幅的變動(dòng)。人類希望能與機(jī)器進(jìn)一步溝通，從而方便生產(chǎn)與生活，而在語(yǔ)音信號(hào)的傳輸過(guò)程中，我們不規(guī)則的語(yǔ)言行為方式會(huì)被背景噪聲和回聲，以及電特性（如話筒等電子設(shè)備）進(jìn)一步扭曲。這一切可變性的聲音來(lái)源語(yǔ)音識(shí)別更加繁瑣復(fù)雜。

語(yǔ)音識(shí)別是一個(gè)多層模式識(shí)別任務(wù)。聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)考察，結(jié)構(gòu)分為一個(gè)層次詞根單位（例如，音素）、詞、短語(yǔ)、句子。每一層可提供額外的時(shí)間限制，例如，已經(jīng)被認(rèn)知的單詞發(fā)音或法律上的單詞序列，可以彌補(bǔ)錯(cuò)誤或把不確定性降到較低水平。限制的最好方法是在所有較低的層次中利用概率相結(jié)合的決策，而只在最高層次中使用離散決策。

語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)根據(jù)對(duì)說(shuō)話人說(shuō)話方式的要求，可以分為孤立詞語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)、連接字語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)和連續(xù)語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)；根據(jù)對(duì)說(shuō)話人的依賴程度，可以分為特定人和非特定人語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)；根據(jù)詞匯量大小，可分為小詞匯量、中等詞匯量、大詞匯量以及無(wú)限詞匯量語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。不同的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)。雖然具體實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)有所不同，但所采用的基本技術(shù)相似。一個(gè)典型的語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)除了要選取適當(dāng)?shù)恼Z(yǔ)音識(shí)別單元之外，還需要特征參數(shù)技術(shù)提取、系統(tǒng)建模、模型訓(xùn)練和模式匹配這三方面的技術(shù)。

語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)也可以分成一個(gè)前端和一個(gè)后端。其中，前段處理音頻流，從而分隔可能發(fā)聲的聲音階段，并將它們轉(zhuǎn)換成一系列能夠表示數(shù)值。后端是一個(gè)專用的搜索引擎，它獲取前端產(chǎn)生的輸出并跨以下三個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行搜索：一個(gè)發(fā)音模型、一個(gè)語(yǔ)言模型和一個(gè)詞典。發(fā)音模型表示一種語(yǔ)言的發(fā)音聲音，可通過(guò)訓(xùn)練來(lái)識(shí)別某個(gè)特定用戶的語(yǔ)音模式和發(fā)音環(huán)境的特征。語(yǔ)言模型表示一種語(yǔ)言的單詞如何合并。詞典列出語(yǔ)言的大量單詞，以及關(guān)于每個(gè)單詞如何發(fā)音的信息。