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语音识别三种主流技术

日期:2025-08-05 浏览: 

  使用单一的深度神经网络模型,直接从输入的音频特征(如梅尔频谱图)映射到输出的文本序列。避免了传统流水线中复杂的模块(如声学模型、发音模型、语言模型)的设计和优化,以及它们之间的依赖关系和错误传递问题。

  基于自注意力机制,擅长捕捉序列中的长距离依赖关系,是目前主流的端到端模型骨干网络,如 Conformer(CNN + Transformer 混合)。

  结合了循环神经网络(如LSTM、GRU)和Transducer结构,在序列建模上表现出色。

  CTC (Connectionist Temporal Classification):

  也是一种端到端训练方法,允许输入和输出序列在时间上不对齐,但在解码时通常还需要结合语言模型。

  模型结构简化,开发周期缩短;端到端优化理论上性能上限更高;减少了传统方法中的特征工程和领域知识需求。

  训练需要海量标注数据;模型通常较大,计算资源消耗高;对训练数据噪声和领域漂移可能更敏感;解释性相对较差。

  这是深度学习早期进入语音识别领域时取代传统GMM的方法。它保留了传统统计模型中的

  训练一个DNN网络:输入是声学特征向量(通常结合上下文帧),输出是HMM状态(音素状态)的概率分布。

  或其他神经语言模型(如RNNLM),使用Viterbi算法或加权有限状态转换器搜索最优的词序列。

  相比传统GMM,DNN提供了更强大的声学建模能力,显著提升了识别率;利用了HMM在建模时序上的成熟性;语言模型可以独立训练和更新。

  系统仍然相对复杂(需要设计声学单元、训练HMM拓扑、训练DNN、训练语言模型、设计解码器);对领域知识(如发音词典)有依赖;训练流程分阶段。

  这是语音识别技术发展史上影响最大、统治时间最长的经典方法。核心由三部分组成:

  建模音素(或更小的单位,如三音素)的声学表现及其随时间的变化(通常每个音素对应一个小的HMM状态序列)。

  用于计算在每个HMM状态下,观测到特定声学特征向量(如MFCC)的概率。

  在解码搜索时,结合声学似然度(HMM-GMM输出)、发音词典信息、N-gram语言模型概率,搜索所有可能的词序列路径(通常构建一个巨大的搜索图),找到概率最高的路径作为识别结果(常用Viterbi算法)。

  方法成熟稳定;对数据和算力的要求相对较低(在HMM-DNN之前);理论基础扎实。

  GMM建模能力有限,尤其是对复杂的声学特征分布(如区分性特征);系统非常复杂,模块众多,依赖大量领域知识(HMM设计、GMM训练、发音词典构建);性能上限低于基于深度学习的模型;N-gram语言模型的建模能力有限。

  ,曾极大推动了性能提升,在新系统中已逐渐被端到端取代,但在部分场景仍有应用或作为基础。

  ,代表了技术发展的方向,因其简化流程和潜在的性能优势被广泛采用。Tra星空体育官方入口 星空体育官网nsformer (如Conformer) 和RNN-T是其中最重要的代表。

  在现代语音识别系统中都扮演着极其重要的角色,用于显著提升识别结果的语言流畅度和准确性。在HMM-DNN/HMM-GMM中作为独立模块使用,在端到端模型中可以通过浅融合、重打分或深融合等方式集成。

  引言: 随着人工智能的飞速发展,离线语音识别技术成为了一项备受瞩目的创新。离线