基于深层声学特征的端到端语音分离

提出基于深层声学特征的端到端单声道语音分离算法,传统声学特征提取方法需要经过傅里叶变换、离散余弦变换等操作,会造成语音能量损失以及长时间延迟.为了改善这些问题,提出了以语音信号的原始波形作为深度神经网络的输入,通过网络模型来学习语音信号的更深层次的声学特征,实现端到端的语音分离.客观评价实验说明,本文提出的分离算法不仅有效地提升了语音分离的性能,也减少了语音分离算法的时间延迟.     

深度复数轴向自注意力卷积循环网络的语音增强

单通道语音增强任务中相位估计不准确会导致增强语音的质量较差,针对这一问题,提出了一种基于深度复数轴向自注意力卷积循环网络(deep complex axial self-attention convolutional recurrent network, DCACRN)的语音增强方法,在复数域同时实现了语音幅度信息和相位信息的增强.首先使用基于复数卷积网络的编码器从输入语音信号中提取复数表示的特征,并引入卷积跳连模块用以将特征映射到高维空间进行特征融合,加强信息间的交互和梯度的流动.然后设计了基于轴向自注意力机制的编码器-解码器结构,利用轴向自注意力机制来增强模型的时序建模能力和特征提取能力.最后通过解码器实现对语音信号的重构,同时利用混合损失函数优化网络模型,提升增强语音信号的质量.实验在公开数据集Valentini和DNS Challenge上进行,结果表明所提方法相对于其他模型在客观语音质量评估(perceptual evaluation of speech quality, PESQ)和短时客观可懂度(short-time objective intelligibility,S...     

降噪自编码器深度卷积过程神经网络及在时变信号分类中的应用

针对非线性时变信号分类问题,将过程神经网络（PNN）的信息处理机制与卷积运算相结合,提出了一种降噪自编码器深度卷积过程神经网络（DAE-DCPNN）。该模型由时变信号输入层、卷积过程神经元（CPN）隐层、深度降噪自动编码器（DAE）网络结构和softmax分类器构成。CPN的输入为时序信号,卷积核取为具有梯度性质的5阶数组,基于滑动窗口进行卷积运算,实现时序信号的时空聚合和过程特征提取。在CPN隐层之后,栈式叠加DAE深度网络和softmax分类器,实现对时变信号特征高层次的提取和分类。分析了DAE-DCPNN的性质,给出了按各信息单元分别进行赋初值训练、模型参数整体调优的综合训练算法。以基于12导联心电图（ECG）信号对7种心血管疾病分类诊断为例,实验结果验证了所提模型和算法的有效性。     

基于WaveNet的端到端语音合成方法

针对端到端语音合成系统中Griffin-Lim算法恢复相位信息合成语音保真度较低、人工处理痕迹明显的问题，提出了一种基于WaveNet网络架构的端到端语音合成方法。以序列映射Seq2Seq结构为基础，首先将输入文本转化为one-hot向量，然后引入注意力机制获取梅尔声谱图，最后利用WaveNet后端处理网络重构语音信号的相位信息，从而将梅尔频谱特征逆变换为时域波形样本。实验的测试语料为LJSpeech-1.0和THchs-30，针对英语、汉语两个语种进行了实验，实验结果表明平均意见得分（MOS）分别为3.31、3.02，在合成自然度方面优于采用Griffin-Lim算法的端到端语音合成系统以及参数式语音合成系统。     

基于双阶段Conv-Transformer的时频域语音增强算法

频域语音增强算法通常存在相位失配问题，而相位信息对于语音增强任务非常重要。时域语音增强算法可以有效解决相位失配问题，但是噪声和语音在频域中更易分离。为了实现时域和频域语音增强算法的优势互补，提出一种基于双阶段Conv-Transformer的时频域语音增强算法。采用编解码结构，将带噪语音经过短时傅里叶变换得到的频域特征和一维卷积处理后得到的时域特征作为输入。考虑到Transformer擅长提取语音序列的全局依赖关系，卷积神经网络可以关注局部特征，为了更好地提取时域和频域中的局部信息和全局信息，设计一种Conv-Transformer模块。在此基础上，联合时域和频域损失函数对模型进行优化，使得模型可以同时学习语音在时域和频域中的分布规律。实验结果表明，与单一域的语音增强算法相比，该算法具有更好的降噪效果，增强后的语音感知质量、短时可懂度、信号失真测度、噪声失真测度、综合质量测度分别为3.04、0.953、4.34、3.55、3.69。     

基于残差网络和门控卷积网络的语音识别研究

由于传统循环神经网络具有复杂的结构,需要大量的数据才能在连续语音识别中进行正确训练,并且训练需要耗费大量的时间,对硬件性能要求很大.针对以上问题,提出了基于残差网络和门控卷积神经网络的算法,并结合联结时序分类算法,构建端到端中文语音识别模型.该模型将语谱图作为输入,通过残差网络提取高层抽象特征,然后通过堆叠门控卷积神经...     

一种基于ICA的同态盲反卷积算法

盲反卷积是图像处理、语音信号处理、通信、系统辨识和声学等许多研究和应用的基本问题,具有重要的理论与应用价值。根据无损检测中盲反卷积问题的特点,提出了一种新的基于ICA的同态盲反卷积算法。该算法首先将检测信号变换到复倒谱域,将卷积混合模型变为线性混合模型,即ICA问题;然后通过ICA将系统冲击响应和输入信号分离;最后,根据分离的复倒谱信号,重构其时域信号。论文提出的盲反卷积算法具有运算量小,计算速度快,分离精度高等特点,且不受信道是否为最小相位信道的影响。计算机模拟和实验数据都证明了算法的有效性。     

基于时域去相关预处理的卷积混合语音盲分离算法

因语音信号自身的相关性及不平稳性,使卷积混合语音信号的盲分离变得十分困难.本文提出了一种基于时域去相关预处理的卷积混合语音盲分离时域算法.该算法采用自适应格型预测误差滤波器对语音信号进行时域去相关处理,同时基于空域去相关算法完成卷积混合语音分离.该算法充分考虑了语音信号自身的相关性及不平稳性,具有计算量小、收敛速度快、稳定性好的优点.仿真实验验证了该算法在对卷积混合语音信号进行盲分离时的有效性.     

基于复数卷积循环神经网络的语音增强

基于神经网络的语音增强任务中相位估计不准确会导致增强语音质量差,针对这一问题,提出了一种基于复数卷积循环神经网络的语音增强算法,在复数域实现语音幅度和相位的同时增强,以提高增强语音的质量。使用基于复数卷积网络的编码器在复数域提取语音局部特征,再利用复数卷积循环网络对语音的长时信息进行建模,最后使用复数卷积上采样解码器计算语音复数时频掩蔽,实现语音幅度与相位增强。在公开数据集上的实验结果表明,使用所提方法得到的增强语音在语音质量和信噪比提升中均优于主流方法,验证了该网络模型在语音增强任务中的有效性。     

基于参数迁移和卷积循环神经网络的语音情感识别

在语音情感识别研究中,已有基于深度学习的方法大多没有针对语音时频两域的特征进行建模,且存在网络模型训练时间长、识别准确性不高等问题。语谱图是语音信号转换后具有时频两域的特殊图像,为了充分提取语谱图时频两域的情感特征,提出了一种基于参数迁移和卷积循环神经网络的语音情感识别模型。该模型把语谱图作为网络的输入,引入AlexNet网络模型并迁移其预训练的卷积层权重参数,将卷积神经网络输出的特征图重构后输入LSTM（Long Short-Term Memory）网络进行训练。实验结果表明,所提方法加快了网络训练的速度,并提高了情感识别的准确率。     

基于并行混合神经网络模型的短文本情感分析

针对传统的卷积神经网络（CNN）在进行情感分析任务时会忽略词的上下文语义以及CNN在最大池化操作时会丢失大量特征信息，从而限制模型的文本分类性能这两大问题，提出一种并行混合神经网络模型CA-BGA。首先，采用特征融合的方法在CNN的输出端融入双向门限循环单元（BiGRU）神经网络，通过融合句子的全局语义特征加强语义学习；然后，在CNN的卷积层和池化层之间以及BiGRU的输出端引入注意力机制，从而在保留较多特征信息的同时，降低噪声干扰；最后，基于以上两种改进策略构造出了并行混合神经网络模型。实验结果表明，提出的混合神经网络模型具有收敛速度快的特性，并且有效地提升了文本分类的F1值，在中文评论短文本情感分析任务上具有优良的性能。     

基于循环卷积神经网络的POMDP值迭代算法

基于卷积神经网络的部分可观测马尔科夫决策过程(POMDP)值迭代算法QMDP-net在无先验知识的情况下具有较好的性能表现,但其存在训练效果不稳定、参数敏感等优化难题.提出基于循环卷积神经网络的POMDP值迭代算法RQMDP-net,使用门控循环单元网络实现值迭代更新,在保留输入和递归权重矩阵卷积特性的同时增强网络时序...     

基于时序和上下文特征的中文隐式情感分类模型

对社交网络上的海量文本信息进行情感分析可以更好地挖掘网民行为规律,从而帮助决策机构了解舆情倾向以及帮助商家改善服务质量。由于不存在关键情感特征、表达载体形式和文化习俗等因素的影响,中文隐式情感分类任务比其他语言更加困难。已有的中文隐式情感分类方法以卷积神经网络（CNN）为主,这些方法存在着无法获取词语的时序信息和在隐式情感判别中未合理利用上下文情感特征的缺陷。为了解决以上问题,采用门控卷积神经网络（GCNN）提取隐式情感句的局部重要信息,采用门控循环单元（GRU）网络增强特征的时序信息;而在隐式情感句的上下文特征处理上,采用双向门控循环单元（BiGRU）+注意力机制（Attention）的组合提取重要情感特征;在获得两种特征后,通过融合层将上下文重要特征融入到隐式情感判别中;最后得到的融合时序和上下文特征的中文隐式情感分类模型被命名为GGBA。在隐式情感分析评测数据集上进行实验,结果表明所提出的GGBA模型在宏平均准确率上比普通的文本CNN即TextCNN提高了3.72%、比GRU提高了2.57%、比中断循环神经网络（DRNN）提高了1.90%,由此可见, GGBA模型在隐式情感分析任务中比基础模型获得了更好的分类性能。     

基于时空特征提取的空气污染物PM2.5预测

为了充分挖掘多因素数据间的时空特征信息，解决在多种因素相互影响下不能准确预测PM2.5值的问题，提出了一种融合了局部加权回归的周期趋势分解（Seasonal-Trend decomposition procedure based on Loess, STL）算法、卷积长短期记忆网络（Convolutional Long Short-Term Memory Network, ConvLSTM）和门控循环单元（Gated Recurrent Unit, GRU）的PM2.5预测方法。首先利用STL算法将PM2.5数据进行分解，将分解得到的序列分别与其他因素相融合；搭建ConvLSTM-GRU模型，并利用贝叶斯寻优算法进行超参数寻优；将融合数据传入ConvLSTM网络中进行时空特征提取，再将提取后的特征序列传入GRU网络中进行预测。通过与ConvLSTM-GRU模型、CNN-GRU模型以及GRU模型的预测结果进行比较实验，证明所提模型具有误差小、预测效果好等特点。     

CNN-BiGRU网络中引入注意力机制的中文文本情感分析

传统卷积神经网络（CNN）中同层神经元之间信息不能互传，无法充分利用同一层次上的特征信息，缺乏句子体系特征的表示，从而限制了模型的特征学习能力，影响文本分类效果。针对这个问题，提出基于CNN-BiGRU联合网络引入注意力机制的模型，采用CNN-BiGRU联合网络进行特征学习。首先利用CNN提取深层次短语特征，然后利用双向门限循环神经网络（BiGRU）进行序列化信息学习以得到句子体系的特征和加强CNN池化层特征的联系，最后通过增加注意力机制对隐藏状态加权计算以完成有效特征筛选。在数据集上进行的多组对比实验结果表明，该方法取得了91.93%的F1值，有效地提高了文本分类的准确率，时间代价小，具有很好的应用能力。     

基于图卷积网络和门控循环单元的多站点气温预测模型

时空预测任务在神经科学、交通、气象等领域应用广泛.气温预测作为典型的时空预测任务,需要挖掘气温数据中固有的时空特征.针对现有气温预测算法存在预测误差大、空间特征提取不充分的问题,提出一种基于图卷积网络和门控循环单元的气温预测(GCN-GRU)模型.首先,使用重新分配权重和多阶近邻连接方式修正图卷积网络(GCN),以有效...     

Implementation of Hybrid Deep Reinforcement Learning Technique for Speech Signal Classification

Classification of speech signals is a vital part of speech signal processing systems. With the advent of speech coding and synthesis, the classification of the speech signal is made accurate and faster. Conventional methods are considered inaccurate due to the uncertainty and diversity of speech signals in the case of real speech signal classification. In this paper, we use efficient speech signal classification using a series of neural network classifiers with reinforcement learning operations. Prior classification of speech signals, the study extracts the essential features from the speech signal using Cepstral Analysis. The features are extracted by converting the speech waveform to a parametric representation to obtain a relatively minimized data rate. Hence to improve the precision of classification, Generative Adversarial Networks are used and it tends to classify the speech signal after the extraction of features from the speech signal using the cepstral coefficient. The classifiers are trained with these features initially and the best classifier is chosen to perform the task of classification on new datasets. The validation of testing sets is evaluated using RL that provides feedback to Classifiers. Finally, at the user interface, the signals are played by decoding the signal after being retrieved from the classifier back based on the input query. The results are evaluated in the form of accuracy, recall, precision, f-measure, and error rate, where generative adversarial network attains an increased accuracy rate than other methods: Multi-Layer Perceptron, Recurrent Neural Networks, Deep belief Networks, and Convolutional Neural Networks.     

基于并行混合网络与注意力机制的文本情感分析模型

现有基于深度学习和神经网络的文本情感分析模型通常存在文本特征提取不全面,且未考虑关键信息对文本情感倾向的影响等问题。基于并行混合网络与双路注意力机制,提出一种改进的文本情感分析模型。根据不同神经网络的特点分别采用GloVe和Word2vec两种词向量训练工具将文本向量化,得到更丰富的文本信息。将两种不同的词向量并行输入由双向门控循环单元与卷积神经网络构建的并行混合网络,同时提取上下文全局特征与局部特征,提高模型的特征提取能力。使用双路注意力机制分别对全局特征和局部特征中的关键信息进行加强处理及特征融合,增强模型识别关键信息的能力。将融合后的整个文本特征输入全连接层,实现最终的情感极性分类。在IMDb和SST-2公开数据集上的实验结果表明,该模型的分类准确率分别达到91.73%和91.16%,相比于同类文本情感分析模型有不同程度的提升,从而证明了双路注意力机制可以更全面地捕获文本中的关键信息,提高文本情感分类效果。     

基于CNN和GRU的混合股指预测模型研究

针对股票数据共线性和非线性的特点,提出了一种基于卷积神经网络（Convolutional Neural Network,CNN）和门控循环单元（Gated Recurrent Unit,GRU）神经网络的混合预测模型,并对沪深300指数、上证综指和深证成指进行了预测。该模型首先采用CNN提取特征向量,对原始数据进行降维,然后利用GRU神经网络学习特征动态变化规律进行股指预测。仿真结果表明,与GRU神经网络、长短时记忆（Long-Short-Term Memory,LSTM）神经网络和CNN相比,该模型能够挖掘历史数据中蕴含的信息,有效提高股指预测的准确率,并可为股指交易提供一些参考。     

基于门控循环单元和胶囊特征的文本情感分析

针对简单的循环神经网络（RNN）无法长时间记忆信息和单一的卷积神经网络（CNN）缺乏捕获文本上下文语义的能力的问题，为提升文本分类的准确率，提出一种门控循环单元（GRU）和胶囊特征融合的情感分析模型G-Caps。首先通过GRU捕捉文本的上下文全局特征，获得整体标量信息；其次在初始胶囊层将捕获的信息通过动态路由算法进行迭代，获取到表示文本整体属性的向量化的特征信息；最后在主胶囊部分进行特征间的组合以求获得更准确的文本属性，并根据各个特征的强度大小分析文本的情感极性。在基准数据集MR上进行的实验的结果表明，与初始卷积滤波器的CNN（CNN+INI）和批判学习的CNN（CL_CNN）方法相比，G-Caps的分类准确率分别提升了3.1个百分点和0.5个百分点。由此可见，G-Caps模型有效地提高了实际应用中文本情感分析的准确性。