实时对话翻译技术解析

本文深入解析实时对话翻译系统的技术架构,涵盖并行语音识别模型、语言识别机制、端到端优化策略,以及针对会话语音的特殊处理技术,包括声学模型训练和神经机器翻译的适配方案。

实时对话翻译技术解析

实时翻译功能支持使用两种不同语言的用户进行对话,系统充当翻译器并转换对话双方的内容。用户可请求启动特定语言对的翻译会话,会话开始后,用户可用任意一种语言说话,系统会自动识别语言并完成双向翻译。

初始版本支持英语与西班牙语、法语、德语、意大利语、巴西葡萄牙语或印地语之间的互译,适用于特定区域的设备。

技术架构

实时翻译功能整合了多项现有技术:自动语音识别(ASR)系统、神经机器翻译服务及文本转语音系统。整体架构和机器学习模型专为会话语音翻译进行了优化设计。

语言识别机制

在翻译会话中,系统并行运行两个ASR模型及独立语言识别模型。输入语音同时馈送至两个ASR模型,但根据语言识别模型的分类结果,仅将其中一个ASR输出传送至翻译引擎。

采用并行处理是为了控制翻译请求的延迟。若等待语言识别返回结果后再启动语音识别,将延迟翻译音频的播放。语言识别模型结合语音信号的声学信息和两个ASR模型的输出时效果最佳。ASR数据尤其有助于处理非母语使用者的语音,因其语音声学特征在不同语言中往往保持一致。

语言识别系统选定语言后,相关ASR输出经过后处理传送至翻译服务,最终结果由文本转语音系统播放。

语音识别优化

实时翻译使用的ASR系统包含声学模型和语言模型。声学模型将音频转换为音素(最小语音单元),语言模型编码词序列概率,协助ASR系统对同一音素序列的不同解释做出决策。

与现有ASR模型类似,实时翻译的每个ASR系统包含两种语言模型:传统语言模型(编码较短词序列概率,通常约四个词)和神经语言模型(处理长距离依赖关系)。实时翻译的语言模型针对更广泛的会话主题进行了训练,覆盖范围优于现有ASR模型。

声学模型训练采用连接时序分类(CTC)及多轮状态级最小贝叶斯风险(sMBR)训练。为增强声学模型鲁棒性,训练集中混合噪声,使模型更专注于输入信号在不同声学条件下变化较小的特征。

细节优化

为适配会话语音,改进了端点检测器(判断用户是否停止说话)。端点检测器原本已能区分句末停顿(需系统响应)和句中停顿(允许稍长停顿)。实时翻译中,端点检测器允许更长的句末停顿,因为长时间对话中用户常在句子间组织思路。

由于神经机器翻译系统设计用于文本输入,实时翻译系统会调整ASR输出的常见不流畅现象,并添加标点和格式化,确保输入更符合翻译系统熟悉的文本样式。

持续优化方向

当前正通过以下方式持续改进实时翻译功能:

  1. 半监督学习:利用现有模型标注未标注数据,将高置信度输出作为翻译专用ASR和语言识别模型的额外训练样本。
  2. 翻译流畅性提升:使神经机器翻译引擎适配会话语音数据,生成包含相关上下文(如语调、正式与非正式翻译)的译文。
  3. 翻译质量优化:持续改进整体翻译质量,特别是口语化和习语表达的处理。
comments powered by Disqus
使用 Hugo 构建
主题 StackJimmy 设计