Η αναγνώριση ομιλίας είναι μια από τις πιο ενδιαφέρουσες και ταχύτερα αναπτυσσόμενες περιοχές της τεχνολογίας τεχνητής νοημοσύνης. Χάρη στις σημαντικές προόδους στην εκμάθηση μηχανών και στην επεξεργασία της φυσικής γλώσσας, τα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας έχουν γίνει πολύ πιο ακριβή, αξιόπιστα και προσιτά από ό, τι πριν από μερικά χρόνια.
Σε αυτό το άρθρο, θα εξηγήσουμε ποια είναι η αναγνώριση ομιλίας, πώς λειτουργεί και ποιες μέθοδοι αναγνώρισης ομιλίας και αλγόριθμοι υπάρχουν.
Τι είναι η αναγνώριση ομιλίας;
Η αναγνώριση ομιλίας είναι μια τεχνολογία που επιτρέπει σε έναν υπολογιστή ή άλλες συσκευές να κατανοούν και να ερμηνεύουν την ανθρώπινη ομιλία. Για παράδειγμα, μπορείτε να πείτε "Play Music" και μια συσκευή αναγνώρισης ομιλίας θα σας καταλάβει και θα αρχίσει να παίζει μουσική. Ή μπορείτε να υπαγορεύσετε ένα κείμενο και ο υπολογιστής θα το παρουσιάσει σε μορφή κειμένου.
Αξίζει να γίνει διάκριση μεταξύ παρόμοιων εννοιών όπως η "μεταγραφή ομιλίας" και η "αναγνώριση ομιλίας". Η κύρια διαφορά μεταξύ τους έγκειται στους στόχους και τις δυνατότητές τους. Η μεταγραφή επικεντρώνεται στην ακριβή μετατροπή όλων των προφορικών λέξεων και ήχων σε μορφή κειμένου, ενώ η αναγνώριση ομιλίας επικεντρώνεται στην κατανόηση του σημείου και των προθέσεων του ομιλητή προκειμένου να εκτελέσει εντολές ή να εισαγάγετε κείμενο.
Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τη μεταγραφή ομιλίας στο άρθρο "Τι είναι η μεταγραφή ομιλίας;"
Ιστορία της αναγνώρισης ομιλίας
Η ιστορία της ανάπτυξης των συστημάτων αναγνώρισης ομιλίας αρχίζει στη δεκαετία του 1950. Το 1952 δημιουργήθηκε η πρώτη συσκευή ικανή να αναγνωρίσει τα ψηφιακά ψηφία. Αυτή ήταν μια σημαντική ανακάλυψη στον τομέα της αυτόματης αναγνώρισης ομιλίας. Δέκα χρόνια αργότερα, Σε μια εμπορική εκπομπή στη Νέα Υόρκη, η IBM αποκάλυψε τη συσκευή του παπουτσιού, η οποία κατάλαβε 16 λέξεις στα αγγλικά . Το κουτί παπουτσιών θα μπορούσε επίσης να εκτελέσει εντολές, όπως ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των φώτων.
Η δεκαετία του 1980 είδε ένα σημαντικό άλμα στην ανάπτυξη της τεχνολογίας αναγνώρισης ομιλίας. Το λεξιλόγιο των συστημάτων αυξήθηκε από εκατοντάδες σε χιλιάδες λέξεις, εν μέρει λόγω νέων στατιστικών τεχνικών όπως hidden markov μοντέλα . Αυτά τα μοντέλα κατέστησαν δυνατή την ανάλυση των πιθανοτικών μοτίβων στην ομιλία και την επίτευξη ακριβέστερης αναγνώρισης.
Στη δεκαετία του 1990 και του 2000 ξεκίνησε μια ευρεία χρήση της τεχνολογίας αναγνώρισης στα εμπορικά προϊόντα. Την εποχή εκείνη μια επιλογή αναγνώρισης φωνής χρησιμοποιήθηκε κυρίως από άτομα με αναπηρίες. Μέχρι το 2001, η αναγνώριση ομιλίας είχε αυξηθεί σε ακρίβεια 80 τοις εκατό και η πρόοδος της τεχνολογίας σταμάτησε μέχρι να εισαχθεί η εφαρμογή Voice Search Google.
Πώς λειτουργούν τα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας;
Η βασική αρχή του τρόπου με τον οποίο λειτουργούν τα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας είναι να μετατρέψουν τα ηχητικά κύματα που δημιουργούνται όταν οι λέξεις μιλούν σε χαρακτήρες ψηφιακού κειμένου. Αυτή η διαδικασία συνήθως περιλαμβάνει αρκετά βασικά βήματα:
& nbsp;
- Το σύστημα χρησιμοποιεί ένα μικρόφωνο για να συλλάβει τα ηχητικά κύματα, τα οποία στη συνέχεια μετατρέπονται σε ψηφιακή μορφή που είναι διαθέσιμη για επεξεργασία υπολογιστών. Έτσι σχηματίζονται τα δεδομένα ήχου για επεξεργασία αργότερα.
- Στη συνέχεια, οι περιττοί θόρυβοι, αν υπάρχουν, απομακρύνονται, καθώς η παρουσία τους υποβαθμίζει σημαντικά την ποιότητα της μεταγραφής.
- Στη συνέχεια, η εγγραφή ήχου χωρίζεται σε πλαίσια (τμήματα μήκους όχι μεγαλύτερη από 25 ms) και από αυτά τα πλαίσια τα επιθυμητά χαρακτηριστικά εξάγονται χρησιμοποιώντας ανάλυση φασματογράφησης ή CEPSTRA.
- Στη συνέχεια, ο αποκωδικοποιητής ταξινομεί τα εξαγόμενα χαρακτηριστικά και τους ελέγχους ενάντια σε ακουστικά και ηχητικά μοντέλα και ένα λεξικό. Το μοντέλο γλώσσας καθορίζει την πιο πιθανή ακολουθία λέξεων. Το στάδιο του μοντέλου λεξικού ταιριάζει με τις λέξεις στο λεξικό με την ακολουθία των φωνημάτων.
- Το τελευταίο βήμα είναι η αποκωδικοποίηση του ίδιου. Το σύστημα συνδυάζει τα αποτελέσματα της ακουστικής ανάλυσης και της μοντελοποίησης της γλώσσας για να επιλέξει το πιο πιθανό κειμενικό ισοδύναμο των προφορικών λέξεων.
Τα σύγχρονα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας είναι μια πολύπλοκη συμβίωση υλικού υψηλής τεχνολογίας και προηγμένων αλγορίθμων για ψηφιακή επεξεργασία, στατιστική μοντελοποίηση και γλωσσική ανάλυση. Η συνεχής ανάπτυξη αυτών των τεχνικών εξαρτημάτων επιτρέπει τη συνεχή βελτίωση της ακρίβειας και της λειτουργικότητας των φωνητικών διεπαφών.
Μέθοδοι αναγνώρισης ομιλίας και αλγόριθμοι
Τα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας βασίζονται σε διάφορες μεθόδους και αλγόριθμους που βελτιώνονται συνεχώς.
1. κρυμμένα μοντέλα Markov. αντιπροσωπεύουν την ομιλία ως ακολουθία κρυφών καταστάσεων που μπορούν να ταυτοποιηθούν από τα παρατηρούμενα ακουστικά χαρακτηριστικά. Παρά τη σχετική απλότητα της, αυτή η προσέγγιση έχει δείξει καλά αποτελέσματα σε απομονωμένα καθήκοντα αναγνώρισης λέξεων.
2. νευρωνικά δίκτυα. Τα νευρωνικά δίκτυα μπορούν να εκπαιδευτούν αυτόματα για να εξαγάγουν τα πιο χρήσιμα χαρακτηριστικά από τα σήματα ομιλίας. Τα νευρωνικά δίκτυα έχουν αποδειχθεί ιδιαίτερα αποτελεσματικά στην αναγνώριση της συνεχούς ομιλίας και της κοπής του θορύβου του φόντου.
3. Δυναμικός προγραμματισμός. Οι δυναμικές τεχνικές προγραμματισμού χρησιμοποιούνται για την επίλυση πιο σύνθετων γλωσσικών προβλημάτων, όπως η αναγνώριση γραμματικής και σύνταξης. Επιτρέπουν τον αποτελεσματικό προσδιορισμό των βέλτιστων ακολουθιών λέξεων που αντιστοιχούν σε ένα ακουστικό σήμα.
4. Μέθοδοι ανάλυσης διακρίσεων που βασίζονται σε bayesian πιθανότητα .
5. Τεχνικές εκμάθησης ενίσχυσης. Μερικά συστήματα χρησιμοποιούν τεχνικές μάθησης ενίσχυσης έτσι ώστε το σύστημα να μπορεί να προσαρμοστεί και να βελτιωθεί καθώς αποκτά την εμπειρία.
6. υβριδικές προσεγγίσεις. Πολλά σύγχρονα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας είναι ένας συνδυασμός διαφορετικών μεθόδων, επιτρέποντας τη χρήση των δυνάμεων κάθε μεθόδου.
Συνδυάζοντας διαφορετικούς αλγόριθμους, οι ερευνητές στοχεύουν στη δημιουργία συστημάτων που κατανοούν την ανθρώπινη ομιλία τόσο φυσικά όσο κάνουν οι άνθρωποι.
Πρακτική εφαρμογή της αναγνώρισης ομιλίας
Τα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας έχουν φτάσει στην καθημερινή μας ζωή, απλοποιώντας και επιταχύνουν πολλές γνωστές διαδικασίες.
Οι κινητές συσκευές και οι βοηθοί φωνής. Τα συστήματα αναγνώρισης ομιλίας ενσωματώνονται σε υπολογιστές των αυτοκινήτων, επιτρέποντας στους οδηγούς να ελέγχουν με ασφάλεια διάφορες λειτουργίες χωρίς να βγάζουν τα μάτια τους από το δρόμο.
Η χρήση της φωνητικής τεχνολογίας σε έξυπνα σπίτια. Τέτοιες λύσεις εφαρμόζονται ήδη σε πολλές χώρες, καθιστώντας τη ζωή μας πιο άνετη και ασφαλέστερη.
Βοηθώντας τα άτομα με αναπηρίες.
Ιατρική. Το ιατρικό προσωπικό μπορεί να χρησιμοποιήσει φωνητικά ερωτήματα για να βρει γρήγορα τις πληροφορίες που χρειάζονται σε βάσεις δεδομένων, πρωτόκολλα θεραπείας ή βιβλία αναφοράς.
Εκπαίδευση. Οι εκπαιδευτές και οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν φωνητικές εντολές για να αναζητήσουν, να ανοίξουν και να περιηγηθούν σε μαθήματα, ηλεκτρονικά βιβλία και βάσεις δεδομένων.
Business.
<> Κέντρα κλήσης Η αναγνώριση ομιλίας βοηθά στην αυτοματοποίηση των διαδικασιών αλληλεπίδρασης των πελατών, στη βελτίωση της ταχύτητας και της ποιότητας της υπηρεσίας. Η αναγνώριση ομιλίας χρησιμοποιείται για τη διαχείριση κλήσεων και την εξαγωγή σημαντικών πληροφοριών από τους διάλογους. Αυτά τα παραδείγματα απεικονίζουν το ευρύ φάσμα εφαρμογών για αναγνώριση ομιλίας, η οποία συνεχίζει να επεκτείνεται καθώς εξελίσσεται η τεχνολογία. Αναγνώριση ομιλίας από τον Lingvanex
Το Lingvanex χρησιμοποιεί σύνολα δεδομένων υψηλής ποιότητας για να εκπαιδεύσει τα μοντέλα της για να παρέχει ακριβή μεταγραφή σε πραγματικό χρόνο βίντεο, ήχου και ομιλίας από/σε 91 γλώσσες. Η τεχνολογία είναι τόσο προχωρημένη που τοποθετεί αυτόματα όλα τα απαραίτητα σημάδια στίξης. Μεταγραφές που έγιναν από το LingVanex Αναγνώριση ομιλίας
Το λογισμικό αναγνώρισης ομιλίας μας μπορεί να χειριστεί μεγάλο αριθμό τύπων αρχείων οποιουδήποτε μεγέθους: WAV, WMA, MP3, OGG, M4A, FLV, AVI, MP4, MOV και MKV.
Ένα άλλο πλεονέκτημα αυτής της υπηρεσίας είναι η εγγύηση της ιδιωτικής ζωής. Η διαδικασία αναγνώρισης ομιλίας δεν υπερβαίνει τις συσκευές της εταιρείας και δεν απαιτεί σύνδεση στο Διαδίκτυο.
Σύναψη
Η τεχνολογία αναγνώρισης ομιλίας αναπτύσσεται ταχέως, ανοίγοντας νέες ευκαιρίες για αλληλεπίδραση ανθρώπινης μηχανής. Τα σύγχρονα συστήματα είναι ικανά να μετατρέψουν με ακρίβεια την Μετατροπή Ομιλίας σε Κείμενο, στην κατανόηση του πλαισίου και της έννοιας των προφορικών λέξεων.
Η αναγνώριση ομιλίας χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από εικονικούς βοηθούς στα συστήματα διαχείρισης μεταφορών. Αυτή η τεχνολογία βελτιώνει τη χρηστικότητα και την προσβασιμότητα των ψηφιακών συσκευών και βοηθά τα άτομα με αναπηρίες.
Καθώς οι αλγόριθμοι βελτιώνουν και αυξάνονται η υπολογιστική ισχύς, η αναγνώριση ομιλίας γίνεται ακόμη πιο ακριβής και αξιόπιστη. Στο εγγύς μέλλον, μπορούμε να περιμένουμε να δούμε έναν αυξανόμενο αριθμό εφαρμογών αυτής της τεχνολογίας στην καθημερινή μας ζωή.
Συχνές ερωτήσεις (FAQ)
Πώς μπορούν οι εταιρείες να βελτιώσουν την αναγνώριση ομιλίας;
Οι επιχειρήσεις μπορούν να βελτιώσουν την αναγνώριση ομιλίας με τη χρήση καλών πληροφοριών κατάρτισης, στη βελτίωση της ακουστικής μοντελοποίησης για να πιάσουν μικρές διαφορές στην ομιλία, να κάνουν το υλικό καλύτερο για ταχύτερη εργασία και να πάρει ανατροφοδότηση από τους χρήστες για να κάνει την αναγνώριση πιο ακριβή.
Πώς χρησιμοποιείται το AI στην αναγνώριση ομιλίας;
Το AI αναλύει τον ήχο με την εξαγωγή σημαντικών χαρακτηριστικών όπως η συχνότητα και η διάρκεια, η οποία βοηθά στη διαφοροποίηση των διαφορετικών ήχων. Στη συνέχεια, συγκρίνει αυτά τα χαρακτηριστικά με τα καθιερωμένα πρότυπα ομιλίας χρησιμοποιώντας μεθόδους όπως HMMS ή DNNs για τον εντοπισμό πιθανών λέξεων. Στη συνέχεια, εξετάζει την αναγνωρισμένη ομιλία στο πλαίσιο, προβλέποντας πιθανές λέξεις που βασίζονται στη γραμματική και τη σύνταξη.
Είναι μέρος αναγνώρισης ομιλίας του NLP;
Το NLP καλύπτει ένα ευρύ φάσμα μεθόδων που στοχεύουν στην επεξεργασία και κατανόηση της ανθρώπινης γλώσσας, η οποία περιλαμβάνει τη σημαντική πτυχή της αναγνώρισης ομιλίας.
Πόσο ακριβής είναι η μεταγραφή φωνής;
Η ακρίβεια καθορίζεται διαιρώντας τον αριθμό των λανθασμένων λέξεων με τον συνολικό αριθμό λέξεων στο μεταγραφόμενο κείμενο. Οι περισσότερες τεχνολογίες μεταγραφής φωνής κυμαίνονται από 85 έως 99% του ποσοστού ακρίβειας. Η πραγματική ακρίβεια θα εξαρτηθεί από τη φωνή ή την έμφαση του ομιλητή, την ποιότητα του ήχου, τους θορύβους του περιβάλλοντος κλπ. Οι ανθρώπινες μεταγραφές τείνουν να είναι πιο ακριβείς από τις μεταγραφές του ΑΙ.
