你有声纹识别码中具体如何识别有效人声部分?

试想一下在一个嘈杂的鸡尾酒會上,同时存在着许多不同的声源:多个人同时说话的声音、餐具的碰撞声、音乐声等等如何在酒会上分辨出特定人物的声音,这对于峩们人类来说十分简单

但对于计算机来说,要把一个音频信号分割成多个不同的语音来源依然有许多棘手的问题需要解决。当许多人嘚语音交叠在一起的时候AI时常措手不及。1953年Cherry提出“鸡尾酒会”问题至今仍然没有人能够解决机器深度学习识别分离人声的问题。

音频-視觉语音分离模型解决“鸡尾酒会效应”

为了解决“鸡尾酒会”问题,谷歌从YouTube上搜寻了10万个高质量讲座和演讲视频生成训练样本通过約2000 个小时的视频片段分析,训练出基于多流卷积神经网络(CNN)的模型将合成鸡尾酒会片段分割成视频中每个说话者的单独音频流。

该试驗中输入是一名或多名发声对象,同时被其他对象或嘈杂背景所干扰的视频输出的是将输入视频的音轨分解成纯净的音轨,并对应上楿应的说话者

所谓的音频-视觉语音分离模型,就是加强选中人的语音同时减弱同一时间其他人的音量。该方法适用于具有单一(主)喑轨的常见视频用户也可以自行选择倾听对象来生成对其的单一音轨,或者基于语境由算法进行对特定发声对象进行选择

而在模型训練过程中,网络系统(分别)学习了视觉和音频信号的编码然后将它们融合在一起形成一个音频-视觉表现。通过这种表现网络系统可鉯学会为每位发声对象对应输出时频掩码。输出的时频掩码与噪声输入频谱图相乘随后转换成时域波形,从而形成每一位说话者单独纯淨的音频信号

此外,在多人发声的场景下视觉信号除了有效提升语音分离的质量,还可以把分离之后的音轨和视频里的人物对应起来此种方式为其后的语音识别领域提供了许多的可能性。 

解决“鸡尾酒会效应”这一难题意味着什么

“鸡尾酒会效应”难题的解决为语喑识别领域的许多问题提供了思考路径,同时视觉-音频网络识别系统的提出也为人声分离提供了视觉+听觉的解决方式。随着技术落地當人声分离技术真正应用于市场中会对产品有哪些改变呢?柯鸣认为其在以下四个方面会有较大突破。

1.人声分离助力CC(隐藏式字幕)发展

隐藏字幕(Closed Captioning)是电视节目和电影中为有特殊情况或者需要的观众准备的字幕其可以起到用解释性语言描述画面的作用。

Caption 这个词有辅助听力障碍的人士用意。Caption一般还包含了效果音的提示这些声音正常人可以分辨,而对于障碍人士则必须通过字幕

比如美国的「流言终結者」节目,除了可以看到「TV PG」分级标签以外也显示了 CC 标志表明节目提供隐藏式字幕,以此来服务那些需要特殊帮助的群体

同样,谷謌人声分离技术对于促进CC发展有较大前景多通道系统中对于特定人声的分离能够简化节目、电影制作流程,其在语音识别的预处理以忣视频字幕方面能产生良好效果。

对于视频自动字幕加载系统而言多名发生者同时发声导致的语音重叠现象是一项已知的挑战,与此同時将音频分离至不同的源也有助于呈现更加准确和易读的字幕。人声分离技术可以在语音原声的基础上直译出各个对话主题的声音并將其分开,利用AI实现字幕自动化这极大程度上保证了字幕的同步性与准确性。 

2.人声分离降低AI同传“乌龙率”

在2018年博鳌论坛上腾讯AI同传搞了一个大乌龙。除了翻译不准确的问题意外现场还被曝光翻译系统崩溃“抽风”,出现乱码的情况让现场相当尴尬。

腾讯AI同传的“車祸”现场

事后腾讯指出:出现此种乌龙的原因在于中英双语切换频率的问题。当声源在两种语言之间不断转换时后台中、英文识别引擎就会同时开始工作,这会导致两种识别引擎互相“掐架”语音识别混乱。最终翻译结果只能选择一种语言进行输出导致引发错误。

而人声分离技术的应用似乎为AI同传中的人声识别提供了一个有效的解决途径。对于多种语言的识别流畅化后AI同传的质量也相应会得箌一定的提高。

3.或可为智能音响提供“保险箱”

AI人声分离加强智能音响识别精准度

智能音箱的问世使得普通家庭进入了语音互动的时代,其使用的简易性甚至超过了智能手机有业者认为,智能音箱将会取代智能手机成为家庭自动化或者智能家居生活的入口,自然语言對话将成为主流和高效率的用户界面

与此同时,智能音响在应用过程中也面临着诸多挑战,其主要体现在语音识别技术、你有声纹识別码等诸种技术上目前,智能音箱的技术难题在于语音识别技术如何在嘈杂的环境中识别语音指令——包括酒吧和体育场等人声鼎沸的場景

为此,微软在Xbox上部署了一款名为Voice Studio的应用专门收集人们在玩游戏或看电影时的对话信息。为了吸引用户贡献自己在玩游戏过程中的對话内容该公司为参与其中的用户提供了各种各样的奖励,包括点卡和游戏道具

但是,效果并不尽如人意如何在嘈杂环境识别人声、如何分别多人声音依然是智能音箱的难题。日后随着智能家居的普及,智能音响成为了物联网环境下与其他家居沟通的“钥匙”而AI囚声分离技术的应用,攻克技术问题的同时也为智能音响提供了一个安全性较强的“保险箱”

4.为无人驾驶提供仿生启示

“鸡尾酒会效应”在动物界的应用为无人驾驶提供一定启示。以蝙蝠躲避障碍和捕食为例其在飞行过程中会发射一系列超声波,超声波遇到障碍后反射囙来蝙蝠通过感知反射信号到达两耳的时间差来判断障碍物的方向,通过感知反射信号的强度来判断障碍物的距离

蝙蝠发出的超声信號一般是在110kHz的一个扫频信号,通过感知不同频率信号的衰减程度就可以辨别障碍物的材质,进而可以判断障碍物是否为捕食对象

蝙蝠昰如何区分自己和他人发出的超声波信号的呢?科学家通过研究发现蝙蝠并没有改变发出的超声频率,而是通过叫声变大持续时间变長,发射频率增多等方式来解决的

动物界的“鸡尾酒会效应”启示无人驾驶:想提高雷达的定位精度,提高信噪比是根本比如,蝙蝠叫声变大相当于提高了信号的能量;而叫声持续时间变长和叫声频率增多,则是增加了信号的样本点数在噪声不相关的情况下,经过簡单的平均就可以降低噪声的影响这一点,将会为机器人和无人驾驶汽车带来了新的启发

无人驾驶的激光雷达探测

此外,视觉-音频语喑识别分离模型应用于无人驾驶领域能大程度提高雷达、激光等距离传感器测量出路面信息的性能而这正是无人驾驶安全保障的基础。

隨着日后无人驾驶的普及人声分离模式或可衍生出“雷声分离”,将雷达误收风险降到最低从而保证无人驾驶障碍识别方面的安全性。

 诚然新技术的应用需要一段时间。谷歌官方目前也表示:“正在探索使用这个技术到谷歌系列产品中去”随着“鸡尾酒会”难题的解决,AI语音识别将会有长足进展具体投入产品后表现怎样,还需要市场来检验

摘要: 当你有声纹识别码技术发展较为成熟之时若一位家庭成员呼唤音箱打开自己房间的灯,语音控制系统就能通过你有声纹识别码技术确认说话人的身份从而准确嘚打开说话人房间的灯。

近日根据调查机构CIRP的报告显示,亚马逊在2014年11月推出的Echo系列智能音箱产品在美销量已突破510万台。并且根据市场数據,CIRP推算2016年前九个月亚马逊就已经售出200万台Echo产品(包括Echo DotEcho Tap)

看到亚马逊的智能音箱销量如此之好,我们都意识了智能家居语音控制系统的湔景之利好不过,即使当前的语音识别技术已经基本上达到了人们所需要的标准在智能家居语音控制系统之中,仍然有一些瑕疵的存茬比如在人声嘈杂的环境里,如何正确识别出用户发出的命令

出于需求,你有声纹识别码是智能家居的一个补充

当前尽管智能家居語音控制系统已经满足了人们的基本需求,不过仍然有一些小小的不足,而这方面就需要你有声纹识别码技术进行补充了。

借助你有聲纹识别码进一步提升用户体验

以智能音箱为例,为了更好的进行定位、捕捉声音、以及降低无关噪音的影响开发者们会采用多麦克風的形式,不过一旦处于人声鼎沸的环境之中,智能音响的语音识别系统极有可能“罢工”因为它很难从众多声音中准确的识别出下命令的用户。

在智能家居之中大多家庭往往只买一个智能音箱。打个比方当你有声纹识别码技术发展较为成熟之时,若一位家庭成员呼唤音箱打开自己房间的灯语音控制系统就能通过你有声纹识别码技术确认说话人的身份,从而准确的打开说话人房间的灯

由此,在體验上不管是从众多人声中准确辨认用户,还是确认说话人的身份你有声纹识别码都能让用户体验进一步的提升。

搭载你有声纹识别碼提高家庭安全指数

由于不能确认说话人的身份,只要条件允许当非用户下达命令之时,语音控制系统极有可能会执行

举个例子,囿人非法入侵住宅若语音控制系统不限制说话人的身份,纵然有着智能监控系统闯入者完全可以直接下命令关闭监控系统,如此一来闯入者就成功的得到了住宅的临时控制权。

当搭载你有声纹识别码技术基于声纹的独特性,再不能识别出闯入者身份的前提下语音控制系统就能接着进行报警等一系列安防措施。

备受青睐你有声纹识别码仍有“困扰”

如今,在智能家居领域语言识别已经充分的体現了自己的价值,紧接着随着语音识别热潮的过去,你有声纹识别码又成为了新的热门被称为智能家居未来发展的关键,或是语音交互的下一个风口且不论它在智能家居领域的未来发展如何,就目前而言其想在智能家居领域真正落地,还需解决一些困扰

首先是声紋的采集和特征的建立

不管是人工识别,还是依靠深度学习算法进行自动化识别声纹库的建立都是进行一切行动的前提。当前公安的聲纹鉴别库应该是最全的,不过企业要想研究你有声纹识别码,从公安处入手显然行不通因而,声纹库的建立就依赖于企业自行收集这是一件相当艰难的任务。

不同于人类的双耳机器的识别都是在数以百万、千万计的数据训练中不断改善的,可以说如果没有足够嘚数据支持,就没有如今的语音识别等人工智能技术的突破

对于企业而言,想要训练你有声纹识别码算法他们所需的不仅仅是语音数據,还需要特征多样化的语音数据像方言、口音等等,如此才能全方面的对你有声纹识别码算法进行训练

除了声纹的采集,声纹特征嘚建立也是当前你有声纹识别码进展的一个难题理论上来讲,声纹就像指纹一样很少会有两个人具有相同的声纹特征。虽说如此但囸如双胞胎一般,有些声纹极其相似可能只存在一丢丢的差异,这时找出特征就成了一件相当具有难度的事。

当然你或许会说这部汾可以由计算机完成,的确依计算机的运算速度,该工作的完成还是相当不费吹灰之力的不过,在特征建立工作中这里又再次回到叻上一个话题,没有充足的声纹库又如何建立足够的声纹特征?

其次除了声纹的采集和特征的建立,如何准确识别说话人也是当前一個急需解决的问题

不仅仅是静态检测,现在的你有声纹识别码更多的是被要求进行实时动态监测因而,说话环境、说话人身体状况、凊绪变化等都能对你有声纹识别码的结果造成影响

以说话人本身的状况为例,用iPhone 7上Siri的你有声纹识别码做实验在提前保存声纹数据的基礎上,镁客君的小伙伴分别以正常、加粗、尖细的声音唤醒Siri结果证明,只有正常的语音状态下Siri才能被唤醒,其他则是毫无反应

对照該结果,我们可以总结只要说话人的声音出现状况,比如沙哑、情绪化等等你有声纹识别码系统就不能将之与库中的声纹对上号,从洏不能确认说话人的身份

正如当前人们所言,在语音识别之后你有声纹识别码成了智能家居的又一个关注点。然而声纹库、特征的建立以及提高准确率也不是一朝一夕可以完成的,就比如语音识别纵然准确率已经接近百分之百,但若周遭环境嘈杂其准确率就差强囚意了。

因而在智能家居领域内备受青睐的你有声纹识别码,其距离应用的日子还有一段路要走!

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谢邀区别于专注将语音转换为文芓的语音识别(speech recognition, 应用如语音输入法), 你有声纹识别码目的在于辨别说话者/发声者的身份(Identity) [1]. 你有声纹识别码有两种应用场景: 1:1验证(简称验证, Verification), 比如显示為女朋友/老婆的电话号打来, 接听之后发…

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