通过这些表示帧号的整数坐标画一些纵横线即可形成一个网格,网格中何一个节点(n,m)表示测试模式中的某一帧和参考模式中的某一帧的交汇点。动态时间规整算法可以归结为寻找一条通过此网格中若干交叉点的路径,路径通过的交叉点即为参考模式和测试模式中进行失真计算的帧号。路径不是随意选择的,首先任何一种语音的发音快慢可能有变化,但是各部分的先后顺序不可能改变,因此所选的路径必定从左下角出发,在右上角结束。其次为了防止漫无目的的搜索,可以删去那些向n轴方向或者m轴方向过分倾斜的路径(例如,过分向n轴倾斜意味着R(m)压缩很大而T(n)扩张很大,而实际语音中这种压、扩总是有限的)。为了引入这个限制,可以对路径中各通过点的路径平均斜率的最大值和最小值予以限制。通常最大斜率定为2,最小平均斜率定为1/2。路径的出发点可以选择(n,m)=(1,1)点,也可以选择(n,m)=(1,2)或(1,3)或(2,1)或(3,1)…点出发。前者称为固定起点,后者称为松弛起点。同样,路径可在(n,m)=(N,M)点结束,也可以在(n,m)=(N,M-1)或(N,M-2)或(N-1,M)或(N-2,M)…点结束。前者称为固定终点,后者称为松弛终点。
使用DTW算法为核心直接构造识别系统十分简单,首先通过训练得到词汇表中各参考语音的特征序列,直接将这些序列存储为模板。在进行识别时,将待识语音的特征序列依次与各参考语音特征序列进行DTW匹配,最后得到的总失真度最小且小于识别阈值的就认为是识别结果。该方法最显著的优点是识别率极高,大大超过目前多数的HMM语音识别系统和VQ语音识别系统。但其最明显的缺点是由于需要对大量路径及这些路径中的所有节点进行匹配计算,导致计算量极大,随着词汇量的增大其识别过程甚至将达到难以接受的程度,因此无法直接应用于大、中词汇量识别系统。
4 结 语
以本系统为基础开发了一种语音拨号系统,经过大量实验表明,该系统电路运行稳定,且识别率可以达到90%。系统成本低,稍加改进就可把该语音识别模块移植应用到各种系统设备中。