HMM訓(xùn)練 - 基于HMM的連續(xù)小詞量語音識(shí)別系統(tǒng)

　　HMM算法是解決識(shí)別問題的一種常用方法。一個(gè)HMM模型中有N個(gè)狀態(tài)，對(duì)于一個(gè)長度為T的觀察序列，如果按照定義來計(jì)算，需要2TNT次運(yùn)算，這種運(yùn)算量是不能接受的，而HMM算法可以簡化這個(gè)過程。

?

?

?

　　如果P(O/λZ)和

距離太大，則返回步驟(2)，反復(fù)迭代運(yùn)算，直到HMM模型參數(shù)不再發(fā)生明顯的變化為止。

?

　　2.2 HMM模型識(shí)別

　　HMM模型的輸出概率用Viterbi算法計(jì)算，因?yàn)楦怕手狄话愣歼h(yuǎn)小于1，這里用取對(duì)數(shù)后的概率作為輸出值：

?

　　以上式中δt(i)表示t時(shí)刻第i個(gè)狀態(tài)的累積輸出概率;φt(i)表示t時(shí)刻第i個(gè)狀態(tài)的前續(xù)狀態(tài)號(hào);

為最優(yōu)狀態(tài)序列中t時(shí)刻所處的狀態(tài);P*為最終的輸出概率。

?

　　3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

　　系統(tǒng)首先通過語音錄入模塊的麥克風(fēng)將語音信號(hào)輸入U(xiǎn)DA1341 TS數(shù)字音頻處理芯片，通過S3C2410向UDA1341數(shù)字音頻處理芯片發(fā)送指令，數(shù)字音頻處理芯片由內(nèi)部A/D對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行采樣，調(diào)用語音壓縮算法對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行壓縮，并調(diào)用語音識(shí)別函數(shù)API對(duì)輸入語音進(jìn)行基于模式匹配算法的語音識(shí)別，最終UDA1341數(shù)字音頻處理芯片將識(shí)別結(jié)果通過I/O傳送到ARM S3C2410，S3C2410接收到識(shí)別結(jié)果后，根據(jù)不同的識(shí)別結(jié)果再向UDA1341 TS發(fā)送不同指令，以此實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別系統(tǒng)的功能。

　　系統(tǒng)采用三星的S3C2410作為嵌入式CPU，這是一款高性價(jià)比、低功耗、高性能、高集成度的CPU，基于ARM9核，主頻為203 MHz，專為網(wǎng)絡(luò)通信和手持設(shè)備而設(shè)計(jì)，能滿足語音識(shí)別系統(tǒng)中的低成本、低功耗、高性能、小體積的要求。

　　實(shí)驗(yàn)采用10字中文數(shù)碼，分別在室外環(huán)境和實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下測試，結(jié)果如表1所示。

?

　　通過測試表明，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下該系統(tǒng)在UDA1314TS DSP芯片上得到的結(jié)果比較令人滿意，具有良好的魯棒性，識(shí)別率達(dá)到實(shí)用要求，但在室外較高噪音條件下的識(shí)別率相對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下有一定差距，滿足語音識(shí)別基本要求。

　　4 結(jié)論

　　本文系統(tǒng)采用隱馬爾可夫模型的語音識(shí)別算法，能夠?qū)π≡~量、連續(xù)語音進(jìn)行識(shí)別，識(shí)別率較高。ARMS3C2410微處理器和UDA1314TS音頻處理芯片的結(jié)合應(yīng)用，能使本語音識(shí)別系統(tǒng)具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性。體積小，攜帶方便，使用靈活，可移植性強(qiáng)的特點(diǎn)使系統(tǒng)在進(jìn)一步改進(jìn)和發(fā)展后能夠用于工業(yè)語音控制領(lǐng)域中，還可用于聲控玩具、聲控設(shè)備等人們的日常生活中。