城市功能區(qū)噪聲監(jiān)測(cè)子站配套使用的聲紋識(shí)別AI算法盒子
人類語言的產(chǎn)生是人體語言中樞與發(fā)音器官之間一個(gè)復(fù)雜的生理物理過程, 人在講話時(shí)使用的發(fā)聲器官--舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔在尺寸和形態(tài)方面每個(gè) 人的差異很大,所以任何兩個(gè)人的聲紋圖譜都有差異。每個(gè)人的語音聲學(xué)特征既 有相對(duì)穩(wěn)定性,又有變異性,不是絕對(duì)的、一成不變的。這種變異可來自生理、 病理、心理、模擬、偽裝,也與環(huán)境干擾有關(guān)。盡管如此,由于每個(gè)人的發(fā)音器 官都不盡相同,因此在一般情況下,人們?nèi)阅軈^(qū)別不同的人的聲音或判斷是否是 同一人的聲音。
換做其他生物或者物體也是。同一類的聲音的語音信號(hào)也攜帶著獨(dú)特的聲波 頻譜。提取出來并做分類和識(shí)別。這個(gè)就是聲紋識(shí)別技術(shù)。
聲紋識(shí)別的主要任務(wù)包括:語音信號(hào)處理、聲紋特征提取、聲紋建模、聲紋 比對(duì)、判別決策等。
技術(shù)特點(diǎn)
噪聲聲音類型識(shí)別是指通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法,對(duì)環(huán)境中的噪聲進(jìn)行分類,以判 斷其可能的來源和類型。例如,區(qū)分機(jī)器噪聲、人聲噪聲、交通噪聲等
AI 在噪聲聲音類型識(shí)別中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在深度學(xué)習(xí)技術(shù)中,特別是卷積神 經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。首先,需要收集大量的聲音數(shù)據(jù),并利用深度學(xué)習(xí)算法對(duì)這 些數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練,以提取出有用的特征并進(jìn)行模型優(yōu)化。然后,將輸入的聲 音與已知的聲音模型進(jìn)行比對(duì),通過計(jì)算輸入聲音的特征與模型之間的距離 或相似度,來確定輸入聲音的身份。
此外,對(duì)于特定的應(yīng)用場(chǎng)景,如室內(nèi)場(chǎng)景、戶外場(chǎng)景識(shí)別,公共場(chǎng)所、辦公 室場(chǎng)景識(shí)別等,還可以使用專門的音頻處理前端部分。
值得注意的是,盡管 AI 在噪聲聲音類型識(shí)別方面有著廣泛的應(yīng)用前景,但 是在實(shí)際應(yīng)用中仍然面臨著許多挑戰(zhàn),如噪聲環(huán)境的復(fù)雜性、語音信號(hào)的多 樣性以及模型的優(yōu)化等問題。因此,如何提高噪聲聲音類型識(shí)別的準(zhǔn)確性和 魯棒性,仍然是未來研究的重要方向。
技術(shù)路線
建立音頻樣例庫,覆蓋面廣,根據(jù)不同的噪聲監(jiān)管單位將聲音劃分為五大類, 不少于 50 個(gè)聲音子類別;
通過深度學(xué)習(xí) AI 技術(shù),對(duì)噪聲樣本進(jìn)行分析和處理,提取出其中的聲紋特 征,構(gòu)建聲紋識(shí)別模型;
不斷的測(cè)試和優(yōu)化,提高聲紋識(shí)別模型的準(zhǔn)確性和魯棒性,使其能夠在各種 環(huán)境和條件下都能準(zhǔn)確地識(shí)別出聲紋類型;
采用深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)音頻事件的識(shí)別分類。通過卷積操作對(duì)音頻進(jìn)行時(shí)域特征和 logmel 頻域特征的提取,并結(jié)合波形的時(shí)域特征和頻域特 征作為音頻的有效特征,再通過卷積采樣進(jìn)一步獲取特征圖,最終以全連接 網(wǎng)絡(luò)分類器實(shí)現(xiàn)特征的類別分類。