开源的语音交互平台简介及对比

开源的语音交互平台

以下是几款常见的开源的语音交互平台。

1. CMU-Sphinx

CMU-Sphinx也简称为Sphinx(狮身人面像),是卡内基 - 梅隆大学( Carnegie Mellon University,CMU)开发的一款开源的语音识别系统, 它包括一系列的语音识别器和声学模型训练工具。

Sphinx有多个版本,其中Sphinx1~3是C语言版本的,而Sphinx4是Java版的,另外还有针对嵌入式设备的精简优化版PocketSphinx。Sphinx-I 由李开复(Kai-Fu Lee)于1987年左右开发,使用了固定的HMM模型(含3个大小为256的codebook),它被号称为第一个高性能的连续语音识别 系统(在Resource Management数据库上准确率达到了90%+)。Sphinx-II由Xuedong Huang于1992年左右开发,使用了半连续的HMM模型, 其HMM模型是一个包含了5个状态的拓扑结构,并使用了N-gram的语言模型,使用了Fast lextree作为实时的解码器,在WSJ数据集上的识别率 也达到了90%+。

Sphinx-III主要由Eric Thayer 和Mosur Ravishankar于1996年左右开发,使用了完全连续的(也支持半连续的)HMM模型,具有灵活 的feature vector和灵活的HMM拓扑结构,包含可选的两种解码器:较慢的Flat search和较快的Lextree search。该版本在BN(98的测评数据 集)上的WER(word error ratio)为19%。Sphinx-III的最初版还有很多limitations,诸如只支持三音素文本、只支持Ngram模型(不 支持CFG/FSA/SCFG)、对所有的sound unit其HMM拓扑结构都是相同的、声学模型也是uniform的。Sphinx-III的最新版是09年初发布的0.8版, 在这些方面有很多的改进。

最新的Sphinx语音识别系统包含如下软件包:
? Pocketsphinx — recognizer library written in C.
? Sphinxbase — support library required by Pocketsphinx
? Sphinx4 — adjustable, modifiable recognizer written in Java
? CMUclmtk — language model tools
? Sphinxtrain — acoustic model training tools
这些软件包的可执行文件和源代码在sourceforge上都可以免费下载得到。

2.HTK

HTK是Hidden Markov Model Toolkit(隐马尔科夫模型工具包)的简称,HTK主要用于语音识别研究,现在已经被用于很多其他方面的研究, 包括语音合成、字符识别和DNA测序等。

HTK最初是由剑桥大学工程学院(Cambridge University Engineering Department ,CUED)的机器智能实验室(前语音视觉及机器人组) 于1989年开发的,它被用来构建CUED的大词汇量的语音识别系统。93年Entropic Research Laboratory Inc.获得了出售HTK的权利,并在95年 全部转让给了刚成立的Entropic Cambridge Research Laboratory Ltd,Entropic一直销售着HTK,直到99年微软收购了Entropic,微软重新 将HTK的版权授予CUED,并给CUED提供支持,这样CUED重新发布了HTK,并在网络上提供开发支持。

HTK的最新版本是09年发布的3.4.1版,关于HTK的实现原理和各个工具的使用方法可以参看HTK的文档HTKBook。

3.Julius

Julius是一个高性能、双通道的大词汇量连续语音识别(large vocabulary continues speech recognition,LVCSR)的开源项目, 适合于广大的研究人员和开发人员。它使用3-gram及上下文相关的HMM,在当前的PC机上能够实现实时的语音识别,单词量达到60k个。

Julius整合了主要的搜索算法,高度的模块化使得它的结构模型更加独立,它同时支持多种HMM模型(如shared-state triphones 和 tied-mixture models等),支持多种麦克风通道,支持多种模型和结构的组合。它采用标准的格式,这使得和其他工具箱交叉使用变得 更容易。它主要支持的平台包括Linux和其他类Unix系统,也适用于Windows。它是开源的,并使用BSD许可协议。

自97年后,Julius作为日本LVCSR研究的一个*软件工具包的一部分而延续下来,后在2000年转由日本连续语音识别联盟(CSRC)经营。 从3.4版起,引入了被称为“Julian”的基于语法的识别解析器,Julian是一个改自Julius的以手工设计的DFA作为语言模型的版本,它可以 用来构建小词汇量的命令识别系统或语音对话系统。

4.RWTH ASR

该工具箱包含最新的自动语音识别技术的算法实现,它由 RWTH Aachen 大学的Human Language Technology and Pattern Recognition Group 开发。

RWTH ASR工具箱包括声学模型的构建、解析器等重要部分,还包括说话人自适应组件、说话人自适应训练组件、非监督训练组件、个性化 训练和单词词根处理组件等,它支持Linux和Mac OS等操作系统,其项目网站上有比较全面的文档和实例,还提供了现成的用于研究目的的 模型等。

该工具箱遵从一种从QPL发展而来的开源协议,只允许用于非商业用途。

5.其他

上面提到的开源工具箱主要都是用于语音识别的,其他的开源语音识别项目还有Kaldi 、simon 、iATROS-speech 、SHoUT 、 Zanzibar OpenIVR 等。

常见的语音合成的开源工具箱有MARY、SpeakRight、Festival 、FreeTTS 、Festvox 、eSpeak 、Flite 等。

常见的声纹识别的开源工具箱有Alize、openVP等。

开源免费语音识别工具包横向对比

开源的语音交互平台简介及对比
开源免费语音识别工具包横向对比

本次分析基于 svds 开发者的主观经验和开源社区的已有消息。上表列出了目前大部分流行的语音识别软件(但略微超出开源的范畴)。2014 年 Gaida 等人的一篇论文评估了 CMU Sphinx、Kaldi 和 HTK。其中 HTK 严格意义上来说并不是开源的,因为其代码并不能重用或作为商业用途使用。

参考文献:
https://blog.csdn.net/liboxiu/article/details/82178213
http://www.dataguru.cn/article-11656-1.html

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