用 TensorFlow 创建自己的 Speech Recognizer

本文介绍如何利用TensorFlow创建一个简单的语音识别器,从导入库、定义参数、加载数据到建立LSTM模型,以及训练和预测过程。通过这个项目,你可以了解语音识别的工作原理,并实践深度学习在语音识别中的应用。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

参考资料
源码请点:https://github.com/llSourcell/tensorf…


语音识别无处不在,siri,google,讯飞输入法,讯飞语记,智能家居,车,etc。
每天都在用的,很好奇它是怎么实现的,今天来看看这么便利的东东到底是什么样子呢。

进化史

最开始的 speech recognizer 只能识别 0-9 这几个数字,说别的单词是识别不了滴。

后来有一个叫做 DARPA 的梦想家 team 孜孜不倦地研究。

他们用 15000 个节点代表可能的发音,然后用暴力搜索 brute force search 算法来找到节点对应的文字。

后来 IBM 用 Hidden Markov Model 来预测每个点最大概率可能表示的文字。

再后来人们尝试用 NN 神经网络来做这个任务,但是很长时间没太大进展,直到 深度学习之父 Geoffrey Hinton 研究出个 Deep Learning 模型,语音识别的效果显著提高。


Yours ~~
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创建数字人涉及多个技术领域,包括角色建模、语音识别、自然语言处理、动画生成和用户界面设计。Java作为一种多用途编程语言,可以用于实现数字人系统的后端逻辑、交互处理以及部分前端功能。以下是基于Java的数字人开发指南和实现方法。 ### 3.1 角色建模与3D渲染 数字人的外观建模通常使用3D建模工具(如Blender、Maya)创建,然后通过Java 3D或OpenGL等库进行渲染。Java 3D 提供了用于构建、渲染和操作3D图形的API,适合用于数字人的视觉展示。 ```java import javax.media.j3d.*; import com.sun.j3d.utils.universe.*; import com.sun.j3d.utils.geometry.*; public class DigitalHumanModel { public static void main(String[] args) { // 创建虚拟宇宙和视图平台 SimpleUniverse universe = new SimpleUniverse(); BranchGroup group = new BranchGroup(); // 创建一个简单的3D模型(如球体代表头部) Sphere head = new Sphere(0.5f); group.addChild(head); // 将模型添加到场景中 universe.getViewingPlatform().setNominalViewingTransform(); universe.addBranchGraph(group); } } ``` ### 3.2 语音识别与自然语言处理 数字人需要具备语音识别和理解能力。可以通过集成Google Speech-to-Text API 或 CMU Sphinx(本地语音识别库)实现语音输入功能。自然语言处理可以使用Java调用NLP库如Stanford NLP或OpenNLP来实现意图识别和对话管理。 ```java // 示例:使用CMU Sphinx进行语音识别 import edu.cmu.sphinx.api.*; public class SpeechRecognition { public static void main(String[] args) throws Exception { Configuration configuration = new Configuration(); configuration.setAcousticModelPath("resource:/edu/cmu/sphinx/models/en-us/en-us"); configuration.setDictionaryPath("resource:/edu/cmu/sphinx/models/en-us/cmudict-en-us.dict"); configuration.setLanguageModelPath("resource:/edu/cmu/sphinx/models/en-us/en-us.lm.bin"); LiveSpeechRecognizer recognizer = new LiveSpeechRecognizer(configuration); recognizer.startRecognition(true); System.out.println("Say something!"); SpeechResult result; while ((result = recognizer.getResult()) != null) { System.out.println("You said: " + result.getHypothesis()); } recognizer.stopRecognition(); } } ``` ### 3.3 动画与交互 数字人的面部表情和动作控制可以通过JavaFX或LibGDX实现。JavaFX 提供了丰富的图形和动画支持,适合用于数字人的表情模拟和动作控制。 ```java import javafx.animation.Animation; import javafx.animation.KeyFrame; import javafx.animation.Timeline; import javafx.application.Application; import javafx.scene.Scene; import javafx.scene.layout.Pane; import javafx.scene.shape.Circle; import javafx.stage.Stage; import javafx.util.Duration; public class DigitalHumanAnimation extends Application { @Override public void start(Stage primaryStage) { Pane pane = new Pane(); Circle eye = new Circle(50, 50, 10); pane.getChildren().add(eye); Timeline timeline = new Timeline( new KeyFrame(Duration.millis(500), e -> { eye.setCenterX(Math.random() * 100); eye.setCenterY(Math.random() * 100); }) ); timeline.setCycleCount(Animation.INDEFINITE); timeline.play(); Scene scene = new Scene(pane, 200, 200); primaryStage.setScene(scene); primaryStage.show(); } public static void main(String[] args) { launch(args); } } ``` ### 3.4 用户界面与交互设计 JavaFX 或 SWT 可用于构建数字人的用户界面,包括语音输入按钮、表情选择器、交互式对话框等。JavaFX 提供了丰富的UI组件和布局管理器,便于创建交互式界面。 ```java import javafx.application.Application; import javafx.scene.Scene; import javafx.scene.control.Button; import javafx.scene.layout.StackPane; import javafx.stage.Stage; public class DigitalHumanUI extends Application { @Override public void start(Stage primaryStage) { Button btn = new Button("Talk to Me"); btn.setOnAction(e -> System.out.println("User clicked: Talk to Me")); StackPane root = new StackPane(); root.getChildren().add(btn); Scene scene = new Scene(root, 300, 250); primaryStage.setTitle("Digital Human UI"); primaryStage.setScene(scene); primaryStage.show(); } public static void main(String[] args) { launch(args); } } ``` ### 3.5 集成AI模型 Java 可以通过调用TensorFlow Java API 或 DL4J(Deeplearning4j)集成深度学习模型。这些模型可用于语音合成、面部表情识别和动作生成。 ```java // 示例:使用DL4J加载预训练模型 import org.deeplearning4j.nn.modelimport.keras.KerasModelImport; import org.deeplearning4j.nn.multilayer.MultiLayerNetwork; public class AIModelIntegration { public static void main(String[] args) throws Exception { String modelPath = "path/to/model.h5"; MultiLayerNetwork model = KerasModelImport.importKerasSequentialModelAndWeights(modelPath); System.out.println("Model loaded successfully."); } } ``` ### 3.6 部署与优化 在实际部署时,需根据具体应用场景进行性能优化,例如使用多线程处理并发请求、优化图像渲染性能、调整语音识别模型的响应速度等。同时,考虑使用微服务架构(如Spring Boot)实现模块化部署,提高系统的可扩展性和可维护性。 ---
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