基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的語音識(shí)別研究.pdf

1、近年，隨著深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Deep Neural Network，DNN)在語音識(shí)別中的成功應(yīng)用，研究人員陸續(xù)展開了對其他網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的探索。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(Convolutional Neural Network,CNN)憑借其特殊的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)大的特征學(xué)習(xí)能力，吸引了許多學(xué)者對其進(jìn)行深入研究。目前，在聲學(xué)模型構(gòu)建和聲學(xué)特征提取中，CNN的潛力還有待進(jìn)一步挖掘。
　　本文從語音識(shí)別基本原理出發(fā)，以聲學(xué)模型和聲學(xué)特征為切入點(diǎn)，主要研究了深

2、度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在語音識(shí)別任務(wù)中的應(yīng)用:
　　(1)研究了基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的聲學(xué)建模，本文從模型結(jié)構(gòu)、訓(xùn)練算法等方面深入對比分析了Deep CNN、DNN以及GMM在聲學(xué)建模中的應(yīng)用，闡述了CNN用于描述HMM狀態(tài)輸出概率分布的可行性，著重研究了不同網(wǎng)絡(luò)深度下CNN的性能表現(xiàn)。應(yīng)用CNTK和Kaldi開源語音識(shí)別平臺(tái)分別實(shí)現(xiàn)了基于GMM-HMM、DNN-HMM以及不同深度的CNN-HMM聲學(xué)模型的識(shí)別系統(tǒng)，在850人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集上

3、通過實(shí)驗(yàn)表明:2卷積層的CNN-HMM聲學(xué)模型較DNN-HMM、GMM-HMM聲學(xué)模型在音素誤識(shí)率上有著8.29％和36.89％的相對降低，6卷積層的CNN-HMM聲學(xué)模型較2卷積層的CNN-HMM聲學(xué)模型在音素誤識(shí)率上有著8.13％的相對降低。
　　(2)研究了基于深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的時(shí)-頻譜特征提取，本文分析了現(xiàn)有聲學(xué)特征Fbank的兩點(diǎn)缺陷:設(shè)計(jì)過于依賴經(jīng)驗(yàn)性知識(shí)，存在部分語音信息損失。從語譜的物理意義出發(fā)，提出了基于Deep