端點(diǎn)檢測(cè)的概念

端點(diǎn)檢測(cè)，也叫語音活動(dòng)檢測(cè)，Voice Activity Detection，VAD，它的目的是對(duì)語音和非語音的區(qū)域進(jìn)行區(qū)分。通俗來理解，端點(diǎn)檢測(cè)就是為了從帶有噪聲的語音中準(zhǔn)確的定位出語音的開始點(diǎn)，和結(jié)束點(diǎn)，去掉靜音的部分，去掉噪聲的部分，找到一段語音真正有效的內(nèi)容。

在噪聲環(huán)境下使用語音識(shí)別系統(tǒng)，或者講話人產(chǎn)生情緒或心里上的變化，導(dǎo)致發(fā)音失真、發(fā)音速度和音調(diào)改變，都會(huì)產(chǎn)生Lombard/Loud效應(yīng)。研究表明，即使在安靜的環(huán)境下，語音識(shí)別系統(tǒng)一半以上的識(shí)別錯(cuò)誤來自端點(diǎn)檢測(cè)器。

?

端點(diǎn)檢測(cè)的分類

VAD 算法可以粗略的分為三類：基于閾值的 VAD、作為分類器的 VAD、模型 VAD。

基于閾值的 VAD：通過提取時(shí)域（短時(shí)能量、短期過零率等）或頻域（MFCC、譜熵等）特征，通過合理的設(shè)置門限，達(dá)到區(qū)分語音和非語音的目的。這是傳統(tǒng)的 VAD 方法。

作為分類器的 VAD：可以將語音檢測(cè)視作語音/非語音的兩分類問題，進(jìn)而用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法訓(xùn)練分類器，達(dá)到檢測(cè)語音的目的。

模型 VAD：可以利用一個(gè)完整的聲學(xué)模型（建模單元的粒度可以很粗），在解碼的基礎(chǔ)，通過全局信息，判別語音段和非語音段。

VAD 作為整個(gè)流程的最前端，需要在本地實(shí)時(shí)的完成。由于計(jì)算資源非常有限，因此，VAD 一般會(huì)采用閾值法中某種算法；經(jīng)過工程優(yōu)化的分類法也可能被利用；而模型 VAD 目前難以在本地部署應(yīng)用。

?

端點(diǎn)檢測(cè)處理的好，不僅將處理的時(shí)間序列變小，還能消除無聲段道噪聲。

?

端點(diǎn)檢測(cè)的原理

為了能更清楚說明端點(diǎn)檢測(cè)的原理，錄制了一段音頻，并且將語音信號(hào)截取了幾部分。

開始，有片刻的準(zhǔn)備工作，并未發(fā)出聲音

?

第一次講”你好”

?

第二次講”你好”

?

第三次偽裝了聲音講”你好”

?

可以看到如下特點(diǎn)：

首尾的靜音部分聲波的振幅很小，而有效語音”你好”部分的振幅比較大。

一個(gè)信號(hào)的振幅表示了信號(hào)能量的大小，從直觀上明顯看出靜音的部分能量值較小，有效語音部分的能量值較大。

首尾沒有講話，缺依然有能量值，并且能量值有變化。

在沒有特別的偽裝和干擾的情況下，兩次講你好的振幅，即信號(hào)是一樣的。

第三次由于偽裝了聲音，所以導(dǎo)致振幅同上面兩次不一樣，并且由于刻意的偽裝，導(dǎo)致第三次的波長(zhǎng)度和前兩次明顯不一樣。

?

由此可以了解到端點(diǎn)檢測(cè)中涉及到的一些概念：

噪聲：背景音稱之為噪聲。有外界環(huán)境的噪聲，也有設(shè)備本身的噪聲。在實(shí)際使用中，如果出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的靜默，會(huì)使用戶感到很不自然。因此接收端常常會(huì)在靜音期間發(fā)送一些分組，從而生成使用戶感覺舒服一些的背景噪聲，即所謂的舒適噪聲。

靜音：連續(xù)若干幀能量值持續(xù)維持在低水平。理想情況下靜音能量值為0，但實(shí)際無法做到，因?yàn)橐话阌斜尘耙?#xff0c;而背景音有基礎(chǔ)能量值。

端點(diǎn)：靜音和有效語音信號(hào)變化臨界點(diǎn)。

在實(shí)際應(yīng)用中，比如說電話通話時(shí)，用戶沒有講話時(shí)，就沒有語音分組的發(fā)送，從而可以進(jìn)一步降低語音比特率。當(dāng)用戶的語音信號(hào)能量低于一定門限值時(shí)就認(rèn)為是靜默狀態(tài)，也不發(fā)送語音分組。當(dāng)檢測(cè)到突發(fā)的活動(dòng)聲音時(shí)才生成語音信號(hào)，并加以傳輸。運(yùn)用這種技術(shù)能夠獲得大于50%的帶寬。

同理，在實(shí)際測(cè)試過程中我們也需要考慮非連續(xù)性說話，比如口吃、猶豫、吞吞吐吐時(shí)，語言的識(shí)別準(zhǔn)確性，避免斷點(diǎn)檢測(cè)環(huán)節(jié)處理出現(xiàn)異常或者不合理的情況。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的语音识别的端点检测的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯(cuò)，歡迎將生活随笔推薦給好友。