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简述语音识别技术原理

日期:2026-01-29 浏览: 

  好的,语音识别技术的核心目标是将人类语音信号转换为对应的文字序列。其基本原理可以简化为以下几个关键步骤:

  麦克风将声波(模拟信号)转换为连续的电信号,然后通过模数转换器将其转换为计算机可处理的数字信号(一系列离散的数值)。

  对数字信号进行处理,尽量消除背景噪音、回声等干扰,提高语音信号的清晰度和信噪比。

  因为语音信号是快速变化的,但在一小段时间(通常 20-40 毫秒为一帧)内可以近似认为是平稳的(特性变化不大)。将连续的语音信号切割成一系列短小的重叠帧(帧之间有重叠)进行处理。重叠是为了避免信息在帧边界处丢失。

  目的:从每一帧语音信号中提取能够有效区分不同语音单元(如音素)的关键信息。原始语星空体育登录入口 星空体育在线官网音数据包含的信息量巨大且冗余,这一步相当于“压缩”和“提炼”出核心特征。

  ,分离声源激励信息(声带振动特性)和声道形状信息(发音器官形状),提取反映声道形状的梅尔倒谱系数作为主要特征。通常还会加上动态特征(如速度、加速度)来描述特征随时间的变化。

  来建模声音序列的状态变化(HMM 描述不同音素或音素状态出现的概率以及状态之间的转移概率)。

  最新的研究更多采用端到端模型(如 Connectionist Temporal Classification / CTC, 基于注意力的编码器-解码器模型,如 Listen, Attend and Spell,以及纯Transformer),它们试图直接将输入的语音特征序列映射到输出文字序列,减少了建模中间状态的复杂度。

  作用:模型词语序列出现的可能性(概率)。它利用语言的语法规则、词语搭配习惯和上下文约束(例如,“你好”出现的概率远大于“你坏”),帮助识别系统从多个可能的音素组合中选出在目标语言中“最像人话”的字词序列。

  例如 N-Gram 模型预测下一个词的概率仅依赖于前面的 N-1 个词。

  大型神经网络语言模型,如 RNNLM 或基于 Transformer 的模型(如 BERT, GPT 等预训练模型),能捕捉更复杂的上下文依赖关系,效果远超 N-Gram。

  输入声音 - 预处理(分帧、降噪) - 提取每帧的MFCC特征 - 声学模型(输入序列帧特征,输出音素/状态的概率分布) - 解码器(结合声学模型预测的音素概率和语言模型预测的词序列概率,使用搜索算法找出最优的词序列) - 输出文字结果。

  现代深度学习和端到端技术的发展极大地提升了语音识别的准确率、简化了流程,并且能更好地处理口音、噪声和连续语音。但核心目标——从声音信号中推断出文字——以及上述几个关键环节的原理概念仍然适用。

  ASR(Automatic Speech Recognition)语音识别技术,是计算机科学与人工智能领域的重要突破,能将人类

  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