Как работает распознавание голоса в умных устройствах

Распознавание голоса в умных устройствах работает на основе технологии автоматического распознавания речи (ASR). 1 Она преобразует устную речь в текст и включает несколько этапов: 1

1. Захват звука. 1 Микрофон улавливает речь пользователя и преобразует акустические волны в электрический сигнал. 1
2. Предварительная обработка звука. 1 Электрический сигнал оцифровывается и подвергается различным этапам предварительной обработки, таким как шумоподавление, для улучшения качества аудиовхода. 1
3. Извлечение функций. 1 Цифровой звук анализируется для извлечения акустических характеристик, таких как высота тона, энергия и спектральные коэффициенты, которые характерны для различных звуков речи. 1
4. Акустическое моделирование. 1 Извлечённые характеристики сравниваются с предварительно обученными акустическими моделями, которые сопоставляют звуковые характеристики с отдельными звуками речи или фонемами. 1
5. Языковое моделирование. 1 Распознанные фонемы затем собираются в слова и фразы с использованием статистических языковых моделей, которые прогнозируют наиболее вероятные последовательности слов на основе контекста. 1
6. Расшифровка. 1 Последний шаг включает декодирование наиболее вероятной последовательности слов, соответствующей входному аудио, с учётом как акустической, так и языковой моделей. 1

В работе умных колонок используется технология активации по ключевому слову, например, «Окей, Google» или «Алекса», которая запускает процесс прослушивания команды. 4 Затем идёт обработка аудиопотока с помощью нейронных сетей и других методов машинного обучения для распознавания отдельных слов и фраз. 4

После того как команда распознана, устройство должно её обработать. 4 Это включает несколько этапов: выделение значимых фраз из аудиопотока, анализ контекста и намерений пользователя, а затем выполнение соответствующих действий. 4 Обработка может происходить как на самом устройстве (локально), так и на серверах компании (в облаке), где мощности для более сложных вычислений значительно больше. 4