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2017年为何成为语音交互元年

近年来,自动语音识别(ASR)的突破让语音从新奇事物变成了无数设备的主要交互界面。《IEEE Spectrum》将2017年称为“语音识别之年”,ZDNet在CES上报道称语音是下一个主要计算机界面。以下是当今语音生态系统及其背后技术的概览。

你的有多少设备能与你对话?
语音激活已无处不在。每款旗舰智能手机——iPhone 7、Galaxy S7——都内置常驻语音助手,智能手表、可穿戴设备和听觉穿戴设备如Apple AirPods、三星Gear IconX亦是如此。许多设备缺乏传统UI,使语音成为唯一实用的交互方式。新型相机(如GoPro Hero 5)接受语音指令实现免提自拍,车载信息娱乐系统让语音控制音频成为安全驾驶的常态。

Amazon Echo引发了对话式助手热潮。Alexa作为Amazon的语音服务,内置数十项技能——笑话、体育比分、电影冷知识——和许多彩蛋。开发者可通过Alexa Skills Kit (ASK) 扩展Alexa能力。例如,一位爱好者通过创建自定义技能,将iRobot Roomba变成语音控制吸尘器。Alexa还支持订餐、叫车、控制Whirlpool、GE等品牌的智能家居设备等实用服务。

Amazon仍领跑市场,但竞争对手正在缩小差距。Facebook聘请Morgan Freeman为其AI助手配音,扎克伯格耗时一年构建该系统,命名为“Jarvis”。该系统能通过声音识别用户、人脸识别并授予家庭安全访问权限。日本Gatebox推出全息助手Azuma Hikari,融合音箱、投影仪、摄像头和运动传感器,创造更沉浸的体验。

远场语音拾取如何工作?

在背景音乐播放或跨房间距离下理解语音指令,需要多项先进技术:

深度学习

驱动现代ASR。在海量数据集上训练的神经网络,在语音和视觉识别上已达到或超越人类水平。训练完成后,模型可在设备硬件上实时运行。

自适应波束成形

通过聚焦说话者方向提升可靠性。Echo等设备使用六边形麦克风阵列(七个麦克风)检测信号到达时间、追踪移动说话者、分离多路声音。

2017年为何成为语音交互元年
六边形麦克风阵列波束成形(来源:CEVA)

声学回声消除

移除设备自身的音频(音乐、语音回复),使其仍能监听用户指令。系统建模自身产生的声音——通过分析输出数据或使用专用麦克风——并从输入信号中减去。这允许用户在音乐播放时打断(“插嘴”)。

2017年为何成为语音交互元年
声学回声消除(来源:CEVA)

额外的回声抑制技术如去混响,能过滤墙壁等表面的不可预测反射,确保ASR引擎接收干净的语音样本。

当今语音界面仍在演进

虽然2017年标志着语音普及的重要里程碑,但许多挑战依然存在——延迟、上下文感知、多说话人支持、隐私。我将在未来文章中探讨这些不足,敬请关注。

Eran Belaish 是CEVA音频与语音产品组合的产品市场经理,开发从语音触发到无线音频的解决方案。不钻研声学技术时,他喜欢在寂静的水下世界自由潜水。

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