12-人工神经网络与语音信号处理-11.pdf

HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Wuhan,430074, P.R. China 中华人民共和国 湖北 武汉 数字语音处理 数字语音处理 第 12 章 第 12 章 人工神经网络与语音信号处理 HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Wuhan,430074, P.R. China 中华人民共和国 湖北 武汉 学习内容 一．概述 二．人工神经网络简介 三．人工神经网络的构成 四．主要模型和算法 五．神经网络进行语音识别 HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Wuhan,430074, P.R. China 中华人民共和国 湖北 武汉 第一节 概述 • 人工神经网络，Artificial Neural Network ，简称ANN 。 是在模拟人脑神经组织的基础上发展起来的计算系统。 它由大量计算单元、通过丰富联结构成复杂的网络。 在一定程度上反映了人脑功能的若干基本属性，是一 种更接近于人的认知过程的计算模型。 • ANN模型对语音信号处理特别有意义； • 传统的语音信号处理系统属于串行处理，与人的感知 过程有很大的差别； • ANN模型具有并行、分布式的特性，具有很强的自组织 自学习能力，以及很高的容错力和鲁棒性。 HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Wuhan,430074, P.R. China 中华人民共和国 湖北 武汉 第二节 人工神经网络简介 人工神经网络的三个基本要素： • 神经元：ANN的基本处理单元，在网络中称为节点或网 点；作用是将若干输入加权求和、再对其非线性处理 后输出； • 网络拓扑：根据联结方式的不同，分为反馈型网(循环 网)和非反馈型网；如果神经元是分层次排列的，每一 层神经元只与其上一层神经元相联，称为前馈型网； • 网络的训练算法：决定联结各神经元的初始权值和阈 值、以及调整这些初始权值和阈值的方法。 HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Wuhan,430074, P.R. China 中华人民共和国 湖北 武汉 人工神经网络的功能 • 人工神经网络在语音信号处理中的应用，主要是从听觉 神经模型中得到启发； • 人耳中，耳蜗约含25000个毛细胞，30000条听神经，耳 蜗核约有90000个神经细胞，下丘有400000个细胞，内 漆体有360000个神经细胞，听觉皮层约有一千万个神经 细胞。 • 人工神经网络采用类似于生物神经系统的处理方式，以 便构成一些具有类似能力的人工系统，但相对于生物神 经网络，就像大海里的一杯水。 • 在语音中的应用，如语音识别能够得到较好的性能 。 HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Wuhan,430074, P.R. China 中华人民共和国 湖北 武汉 第三节 人工神经网络的构成 人工神经网络由神经元、网络拓扑、学习算法三者 构成； • 神经元 首先看看生物神经元的基本工作机制：一 个生物神经元有两种状态，兴奋状态和抑制状态。平时 处于抑制状态的生物神经元，会收到多个其他生物神经 元传来的兴