Python实现简单的语音识别系统

所属分类: 脚本专栏 / python 阅读数: 336
收藏 0 赞 0 分享

最近认识了一个做Python语音识别的朋友,聊天时候说到,未来五到十年,Python人工智能会在国内掀起一股狂潮,对各种应用的冲击,不下于淘宝对实体经济的冲击。在本地(江苏某三线城市)做这一行,短期可能显不出效果,但从长远来看,绝对是一个高明的选择。朋友老家山东的,毕业来这里创业,也是十分有想法啊。

将AI课上学习的知识进行简单的整理,可以识别简单的0-9的单个语音。基本方法就是利用库函数提取mfcc,然后计算误差矩阵,再利用动态规划计算累积矩阵。并且限制了匹配路径的范围。具体的技术网上很多,不再细谈。

现有缺点就是输入的语音长度都是1s,如果不固定长度则识别效果变差。改进思路是提取有效语音部分。但是该部分尚未完全做好,只写了一个原形函数,尚未完善。

import wave
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from python_speech_features import mfcc
from math import cos,sin,sqrt,pi
def read_file(file_name):
  with wave.open(file_name,'r') as file:
    params = file.getparams()
    _, _, framerate, nframes = params[:4] 
    str_data = file.readframes(nframes)
    wave_data = np.fromstring(str_data, dtype = np.short)
    time = np.arange(0, nframes) * (1.0/framerate)
    return wave_data, time 
  return index1,index2
def find_point(data):
  count1,count2 = 0,0
  for index,val in enumerate(data):
    if count1 <40:
      count1 = count1+1 if abs(val)>0.15 else 0
      index1 = index
    if count1==40 and count2 <5:
      count2 = count2+1 if abs(val)<0.001 else 0
      index2 = index
    if count2==5:break
  return index1,index2
def select_valid(data):
  start,end = find_point(normalized(data))
  print(start,end)
  return data[start:end]
def normalized(a):
  maximum = max(a)
  minimum = min(a)
  return a/maximum

def compute_mfcc_coff(file_prefix = ''):
  mfcc_feats = []
  s = range(10)
  I = [0,3,4,8]
  II = [5,7,9]
  Input = {'':s,'I':I,'II':II,'B':s}
  for index,file_name in enumerate(file_prefix+'{0}.wav'.format(i) for i in Input[file_prefix]):
    data,time = read_file(file_name)
    #data = select_valid(data)
    #if file_prefix=='II':data = select_valid(data)

    mfcc_feat = mfcc(data,48000)[:75]
    mfcc_feats.append(mfcc_feat)
  t = np.array(mfcc_feats)
  return np.array(mfcc_feats)
def create_dist():

  for i,m_i in enumerate(mfcc_coff_input):#get the mfcc of input
    for j,m_j in enumerate(mfcc_coff):#get the mfcc of dataset
      #build the distortion matrix bwtween i wav and j wav
      N = len(mfcc_coff[0])
      distortion_mat = np.array([[0]*len(m_i) for i in range(N)],dtype = np.double)
      for k1,mfcc1 in enumerate(m_i):
        for k2,mfcc2 in enumerate(m_j):
          distortion_mat[k1][k2] = sqrt(sum((mfcc1[1:]-mfcc2[1:])**2))
      yield i,j,distortion_mat

def create_Dist():

  for _i,_j,dist in create_dist():
    N = len(dist)
    Dist = np.array([[0]*N for i in range(N)],dtype = np.double)
    Dist[0][0] = dist[0][0]
    for i in range(N):
      for j in range(N):
        if i|j ==0:continue
        pos = [(i-1,j),(i,j-1),(i-1,j-1)]
        Dist[i][j] = dist[i][j] + min(Dist[k1][k2] for k1,k2 in pos if k1>-1 and k2>-1)


    #if _i==0 and _j==1 :print(_i,_j,'\n',Dist,len(Dist[0]),len(Dist[1]))
    yield _i,_j,Dist
def search_path(n):
  comparison = np.array([[0]*10 for i in range(n)],dtype = np.double)
  for _i,_j,Dist in create_Dist():
    N = len(Dist)
    cut_off = 5
    row = [(d,N-1,j) for j,d in enumerate(Dist[N-1]) if abs(N-1-j)<=cut_off]
    col = [(d,i,N-1) for i,d in enumerate(Dist[:,N-1]) if abs(N-1-i)<=cut_off]
    min_d,min_i,min_j = min(row+col )
    comparison[_i][_j] = min_d
    optimal_path_x,optimal_path_y = [min_i],[min_j]
    while min_i and min_j:
      optimal_path_x.append(min_i)
      optimal_path_y.append(min_j)
      pos = [(min_i-1,min_j),(min_i,min_j-1),(min_i-1,min_j-1)]
      #try:
      min_d,min_i,min_j = min(((Dist[int(k1)][int(k2)],k1,k2) for k1,k2 in pos\
      if abs(k1-k2)<=cut_off))

    if _i==_j and _i==4:
      plt.scatter(optimal_path_x[::-1],optimal_path_y[::-1],color = 'red')
      plt.show()
  return comparison

mfcc_coff_input = []
mfcc_coff = []

def match(pre):
  global mfcc_coff_input
  global mfcc_coff
  mfcc_coff_input = compute_mfcc_coff(pre)
  compare = np.array([[0]*10 for i in range(len(mfcc_coff_input))],dtype = np.double)
  for prefix in ['','B']:
    mfcc_coff = compute_mfcc_coff(prefix)
    compare += search_path(len(mfcc_coff_input))
  for l in compare:
    print([int(x) for x in l])
    print(min(((val,index)for index,val in enumerate(l)))[1])
data,time = read_file('8.wav')
match('I')
match('II')

总结

以上就是本文关于Python实现简单的语音识别系统的全部内容,希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站:

Python用户推荐系统曼哈顿算法实现完整代码

Python编程使用tkinter模块实现计算器软件完整代码示例

如有不足之处,欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持!

更多精彩内容其他人还在看

Python实现按学生年龄排序的实际问题详解

这篇文章主要给大家介绍了关于Python实现按学生年龄排序实际问题的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面跟着小编来一起学习学习吧。
收藏 0 赞 0 分享

Python开发的HTTP库requests详解

Requests是用Python语言编写,基于urllib,采用Apache2 Licensed开源协议的HTTP库。它比urllib更加方便,可以节约我们大量的工作,完全满足HTTP测试需求。Requests的哲学是以PEP 20 的习语为中心开发的,所以它比urllib更加P
收藏 0 赞 0 分享

Python网络爬虫与信息提取(实例讲解)

下面小编就为大家带来一篇Python网络爬虫与信息提取(实例讲解)。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
收藏 0 赞 0 分享

在python3环境下的Django中使用MySQL数据库的实例

下面小编就为大家带来一篇在python3环境下的Django中使用MySQL数据库的实例。小编觉得挺不错的,现在就分享给大家,也给大家做个参考。一起跟随小编过来看看吧
收藏 0 赞 0 分享

Python 3.x读写csv文件中数字的方法示例

在我们日常开发中经常需要对csv文件进行读写,下面这篇文章主要给大家介绍了关于Python 3.x读写csv文件中数字的相关资料,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面跟着小编来一起学习学习吧。
收藏 0 赞 0 分享

Python实现解析Bit Torrent种子文件内容的方法

这篇文章主要介绍了Python实现解析Bit Torrent种子文件内容的方法,结合实例形式分析了Python针对Torrent文件的读取与解析相关操作技巧与注意事项,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Python实现文件内容批量追加的方法示例

这篇文章主要介绍了Python实现文件内容批量追加的方法,结合实例形式分析了Python文件的读写相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

Python简单实现自动删除目录下空文件夹的方法

这篇文章主要介绍了Python简单实现自动删除目录下空文件夹的方法,涉及Python针对文件与目录的读取、判断、删除等相关操作技巧,需要的朋友可以参考下
收藏 0 赞 0 分享

简单学习Python多进程Multiprocessing

这篇文章主要和大家一起简单的学习Python多进程Multiprocessing ,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
收藏 0 赞 0 分享

Python导入模块时遇到的错误分析

这篇文章主要给大家详细解释了在Python处理导入模块的时候出现错误以及具体的情况分析,非常的详尽,有需要的小伙伴可以参考下
收藏 0 赞 0 分享
查看更多