發(fā)布時(shí)間：2018-04-14 04:11

  本文選題：聽覺模型 + 發(fā)育網(wǎng)絡(luò)�。� 參考：《鄭州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著人工智能技術(shù)的普及,機(jī)器人已逐漸進(jìn)入人類的日常生活。讓機(jī)器人聽懂人類的語(yǔ)言,就是使機(jī)器人能夠像人類一樣獲得聽覺。目前,聲音識(shí)別是機(jī)器聽覺領(lǐng)域的核心方向,相比于機(jī)器聽覺,人類聽覺系統(tǒng)能準(zhǔn)確、快速地識(shí)別聲音的內(nèi)容,所以模擬人類聽覺系統(tǒng)構(gòu)建人工聽覺模型已成為機(jī)器聽覺領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文引入發(fā)育網(wǎng)絡(luò),通過(guò)粗略模擬人類聽覺系統(tǒng)信息處理的腹側(cè)通路結(jié)構(gòu)來(lái)構(gòu)建聽覺模型,腹側(cè)通路主要處理聲音的內(nèi)容信息,即主要負(fù)責(zé)聲音的內(nèi)容識(shí)別。為了體現(xiàn)所構(gòu)建模型的性能,本文設(shè)置語(yǔ)音識(shí)別實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。本文的工作主要分為三部分。首先簡(jiǎn)單概述了人類聽覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并對(duì)其信息傳導(dǎo)通路進(jìn)行詳細(xì)的分析,為構(gòu)建聽覺模型提供理論基礎(chǔ)。接著重點(diǎn)介紹了腦殼封閉的發(fā)育網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)理論,對(duì)自主發(fā)育的思想進(jìn)行了闡述,并解釋了發(fā)育網(wǎng)絡(luò)的基本模型和學(xué)習(xí)算法。其次,基于發(fā)育網(wǎng)絡(luò),粗略模擬人類聽覺系統(tǒng)信息處理的腹側(cè)通路結(jié)構(gòu)建立發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型。簡(jiǎn)述了發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型的特點(diǎn),并對(duì)其模型結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)。對(duì)發(fā)育網(wǎng)絡(luò)引入多種仿生機(jī)制,如設(shè)計(jì)神經(jīng)元的連接方式和學(xué)習(xí)狀態(tài)實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元的自主學(xué)習(xí);采用神經(jīng)元再生機(jī)制實(shí)現(xiàn)神經(jīng)元的充分利用;增加神經(jīng)元釋放機(jī)制解決神經(jīng)元的資源分配問(wèn)題。設(shè)計(jì)了發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型的發(fā)育程序,并錄制語(yǔ)音創(chuàng)建語(yǔ)音庫(kù),然后設(shè)置了語(yǔ)音識(shí)別實(shí)驗(yàn)對(duì)發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型的性能進(jìn)行驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)英文單詞和短語(yǔ)的識(shí)別率分別可達(dá)到94.44%和90.19%,說(shuō)明模型初步具備了對(duì)實(shí)際環(huán)境中語(yǔ)音的識(shí)別能力。最后,為了進(jìn)一步提高發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型的性能,引入了深度信念網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建特征提取器對(duì)語(yǔ)音提取深度特征,分析了語(yǔ)音經(jīng)過(guò)深度信念網(wǎng)絡(luò)的特征表示,并對(duì)其特征進(jìn)行可視化。在原有語(yǔ)音數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合新特征,對(duì)發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出,發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型在新特征的基礎(chǔ)上對(duì)英文單詞和短語(yǔ)識(shí)別率分別可達(dá)96.30%和92.96%,表明模型的性能得到了較大的改善。與傳統(tǒng)的語(yǔ)音識(shí)別模型相比,發(fā)育網(wǎng)絡(luò)模型表現(xiàn)出較優(yōu)的性能。
[Abstract]:With the popularization of artificial intelligence technology, robots have gradually entered the daily life of human beings.To make robots understand human language is to enable robots to get hearing just like humans.At present, sound recognition is the core direction in the field of machine hearing. Compared with machine hearing, human auditory system can recognize the content of sound accurately and quickly.Therefore, simulating human auditory system to build artificial auditory model has become a hot spot in the field of machine hearing.In this paper, the developmental network is introduced to construct the auditory model by roughly simulating the ventral pathway structure of human auditory system information processing. The ventral pathway mainly deals with the content information of sound, that is, it is mainly responsible for the content recognition of sound.In order to reflect the performance of the model, this paper set up speech recognition experiments to verify.The work of this paper is divided into three parts.Firstly, the structure of human auditory system is briefly summarized, and its information transmission pathway is analyzed in detail, which provides a theoretical basis for the construction of auditory model.Then the basic theory of the closed development network of the skull is introduced, the idea of autonomous development is expounded, and the basic model and learning algorithm of the development network are explained.Secondly, the development network model is established based on the development network, which roughly simulates the ventral pathway structure of human auditory system information processing.In this paper, the characteristics of the developmental network model are briefly described, and the improvement of its model structure is put forward.A variety of biomimetic mechanisms are introduced to the development network, such as designing the connection mode and learning state of neurons to realize autonomous learning of neurons, adopting the mechanism of neuron regeneration to make full use of neurons.The mechanism of neuronal release is added to solve the problem of resource allocation of neurons.The development program of the development network model is designed and the speech database is recorded. Then the performance of the development network model is verified by setting up the speech recognition experiment.The experimental results show that the developmental network model has a recognition rate of 94.44% and 90.19% for English words and phrases respectively.Finally, in order to further improve the performance of the development network model, a feature extractor constructed by the depth belief network is introduced to extract the depth features of speech, and the feature representation of speech passing through the depth belief network is analyzed, and the features are visualized.Based on the original speech database and the new features, the speech recognition experiment of the development network model is carried out.It can be seen from the experimental results that the recognition rates of English words and phrases are 96.30% and 92.96%, respectively, based on the new features of the developmental network model, which indicates that the performance of the model has been greatly improved.Compared with the traditional speech recognition model, the developmental network model has better performance.
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TP242

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本文編號(hào)：1747640