语音识别的核心算法有哪些?

语音识别融合多种先进算法,以下是其核心算法介绍:

基于深度学习的声学模型算法​​端到端模型​​:连接时序分类(CTC)算法简化了传统语音识别复杂流程,直接将语音特征序列映射到文本序列,无需单独定义声学单元和状态对齐;基于注意力机制(Attention)的Seq2Seq模型,能自动学习语音和文本间对齐关系,有效捕捉长序列依赖信息,提升识别准确率。​​混合模型​​:结合双向长短时记忆网络(BLSTM)和卷积神经网络(CNN)。BLSTM处理序列数据时能考虑前后文信息,CNN可有效提取语音局部特征,两者结合发挥各自优势,增强模型对语音特征的捕捉能力。语言模型算法​​神经网络语言模型​​:如基于长短期记忆网络(LSTM)或门控循环单元(GRU)的语言模型,能更好处理长距离依赖关系,学习到更复杂的语言模式和语义信息,使识别结果更符合语言表达习惯。​​预训练语言模型​​:借助大规模无监督语料预训练,像BERT等模型获取通用语言知识,再针对语音识别任务微调,可显著提升语言模型性能。特征提取算法​​梅尔频率倒谱系数(MFCC)​​:模拟人类听觉系统对不同频率声音感知特性,将语音信号转换为一组具有区分性的特征参数,广泛用于语音识别特征提取。​​感知线性预测(PLP)​​:考虑人类听觉感知特性,对语音信号进行线性预测分析,提取反映语音频谱特征的参数,在嘈杂环境下能有效提升识别效果。模型优化算法​​模型剪枝​​:去除模型中对输出结果影响小的连接或神经元,减少模型参数数量和计算量,加快推理速度,降低资源消耗。​​量化​​:将模型参数从高精度数据类型转换为低精度类型,减少内存占用和计算复杂度,同时尽量保持模型性能。​​知识蒸馏​​:用大模型(教师模型)指导小模型(学生模型)训练,让学生模型学习教师模型知识和特征表示,在保证一定性能前提下显著减小模型规模。