Tiểu luận
Tóm lược lịch sử phát triển
nhận dạng tiếng nói
TÀI LIỆU THAM KHẢO 2
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU ................................................................................................................. 2
PHẦN I. TÓM LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI ............ 3
I. TỪ CÁC MÔ HÌNH MÁY TẠO TIẾNG NÓI ĐẾN PHỔ TIẾNG ....................... 3
II. NHỮNG HỆ THỐNG NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI TỰ ĐỘNG ĐẦU TIÊN ..... 5
III. CÁC ĐỊNH HƯỚNG CÔNG NGHỆ TRONG NHỮNG NĂM 1970 ................ 7
IV. HƯỚNG CÔNG NGHỆ TRONG THẬP NIÊN 1980 VÀ 1990 .................... 11
V. HƯỚNG ĐẾN MỘT CỖ MÁY CÓ THỂ GIAO TIẾP ..................................... 18
VI. TÓM TẮT .......................................................................................................... 20
PHẦN II. CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ĐÃ ĐƯỢC SỬ DỤNG ....................... 24
I. NGUYÊN TẮC PHÂN NHỎ ............................................................................... 24
II. NGUYÊN TẮC PHẨM CHẤT CỤC BỘ ........................................................... 24
III. NGUYÊN TẮC KẾT HỢP................................................................................. 24
IV. NGUYÊN TẮC TÁCH KHỎI ........................................................................... 24
V. NGUYÊN TẮC LINH ĐỘNG ............................................................................ 24
VI. NGUYÊN TẮC GIẢI “THIẾU” HOẶC “THỪA” ........................................... 25
VII. NGUYÊN TẮC QUAN HỆ PHẢN HỒI ......................................................... 25
VIII. NGUYÊN TẮC LIÊN TỤC TÁC ĐỘNG CÓ ÍCH ........................................ 25
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 26
LỜI MỞ ĐẦU 3
LỜI MỞ ĐẦU
Lời nói là phương tiện chính của giao tiếp giữa con người. Vì những lý do
khác nhau, từ sự tò mò công nghệ, về cơ chế thực hiện cơ học khả năng nói của
con người, mong muốn tự động hóa các nhiệm vụ đơn giản vốn đòi hỏi tương
tác người-máy, nghiên cứu về nhận dạng tiếng nói tự động (và tổng hợp tiếng
nói) bằng máy đã thu hút rất nhiều sự chú ý trong nhiều thập kỷ qua.
Từ những năm 1930, khi Homer Dudley của phòng thí nghiệm Bell đề
xuất một mô hình hệ thống cho phân tích và tổng hợp tiếng nói, vấn đề nhận
dạng tiếng nói tự động đã tiến triển liên tục, từ một máy đơn giản có khả năng
phản ứng với một tập nhỏ các âm thanh đến một hệ thống phức tạp có khả năng
phản ứng với ngôn ngữ nói tự nhiên. Dựa trên những bước tiến trong mô hình
thống kê tiếng nói trong những năm 1980, những hệ thống nhận dạng tiếng nói
tự động ngày nay cung cấp ứng dụng rộng rãi trong những nhiệm vụ yêu cầu
giao tiếp người – máy như hệ thống xử lý cuộc gọi tự động trong các mạng điện
thoại và những hệ thống truy xuất thông tin như cung cấp thông tin cập nhật về
du lịch, giá cả hàng hóa, chứng khoán, thông tin thời tiết… Bài tiểu luận này
tóm tắt những bước tiến nổi bật trong nghiên cứu và phát triển nhận dạng tiếng
nói tự động trong những thập kỷ gần đây và các nguyên tắc sáng tạo đã được sử
dụng trong việc tạo ra các hệ thống nhận dạng tiếng nói.
PHẦN I. TÓM LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI 4
PHẦN I. TÓM LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN
NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI
I. TỪ CÁC MÔ HÌNH MÁY TẠO TIẾNG NÓI ĐẾN PHỔ TIẾNG
NÓI
Nỗ lực để phát triển các máy móc bắt chước khả năng giao tiếp bằng tiếng
nói của con người có vẻ như bắt đầu vào nửa cuối thế kỷ 18. Năm 1773, nhà
khoa học người Nga, Christian Kratzenstein, một giáo sư sinh lý học ở
Copenhagen đã thành công trong việc tạo ra các nguyên âm bằng cách sử dụng
các ống cộng hưởng kết nối với các ống organ. Sau đó, Wolfgang von
Kempelen ở Vienna xây dựng một cỗ máy tạo ra âm thanh tiếng nói bằng cơ
khí (1791) và giữa thế kỷ 18 Charles Wheatstone xây dựng một phiên bản cỗ
máy của von Kempelen bằng cách sử dụng các bộ cộng hưởng làm bằng da, cấu
hình của nó có thể được thay đổi hoặc kiểm soát bằng tay để tạo ra các âm
thanh gần giống với tiếng nói như thể hiện trong hình 1.
Hình 1. Phiên bản cỗ máy Kempelen của Wheatstone
Trong nửa đầu của thế kỉ 20, Fletcher và những người khác tại phòng thí
nghiệm Bell đã đưa ra các dẫn chứng bằng tài liệu về mối quan hệ giữa phổ
tiếng nói (sự phân bố cường độ của âm thanh tiếng nói thông qua tần số) và các
PHẦN I. TÓM LƯỢC LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN NHẬN DẠNG TIẾNG NÓI 5
đặc tính âm thanh của nó cũng như tính dễ hiểu của nó đối với người nghe.
Trong thập niên 1930, Dudley Homer, người chịu ảnh hưởng rất nhiều bởi các
nghiên cứu của Fletcher, phát triển một cỗ máy tổng hợp tiếng nói gọi là
VODER (Voice Operating Demonstrator), là phiên bản điện tử (với điều khiển
bằng cơ khí) của cỗ máy Wheatstone. Hình 2 cho thấy một sơ đồ khối của
VODER bao gồm một wrist bar để điều khiển tín hiệu, và bàn chân đạp để
kiểm soát tần số dao động (cao độ của tiếng nói tổng hợp). Các tín hiệu truyền
động được thông qua thông qua mười bộ lọc bandpass với cấp độ đầu ra được
điều khiển bằng tay. 10 bộ lọc bandpass này được sử dụng để làm thay đổi sự
phân bố năng lượng của tín hiệu nguồn trên một phạm vi tần số, từ đó xác định
các đặc tính của âm thanh tiếng nói tại loa. Vì vậy, để tổng hợp một câu, người
điều khiển VODER phải tìm hiểu làm thế nào để kiểm soát và điều khiển
VODER để tạo ra câu nói. VODER được giới thiệu tại hội chợ thế giới ở New
York City vào năm 1939 và coi là một cột mốc quan trọng trong sự tiến triển
của máy nói.
Hình 2. Sơ đồ khối của cỗ máy VODER
Những người tiên phong về tiếng nói như Harvery Fletcher và Homer
Dudley đã thiết lập một cách vững chắc tầm quan trọng của phổ tín hiệu để xác
định chắc chắn các tính chất ngữ âm của tiếng nói. Sau chuẩn được thiết lập bởi
hai nhà khoa học xuất sắc, hầu hết các hệ thống hiện đại và các thuật toán nhận