ما هي تقنية التعرف على الصوت وكيف يمكن استخدامها في أجهزة الكمبيوتر والهواتف الذكية؟

يعكس هذا التقدم كيف يمكن للأنظمة الحاسوبية التعامل مع الصوت بشكل ذكي، وهو ما يسهم بشكل كبير في تحسين تجارب المستخدمين. نستعرض أدناه مفهوم تقنية التعرف على الصوت ومبدأ عملها وكيفية استخدامها:

فهم تقنية التعرف على الصوت:

تقنية التعرف على الصوت تمثل القدرة التي تتيح للجهاز أو البرنامج استقبال الإملاء الصوتي وتفسيره أو فهم الأوامر المنطوقة، مما يتيح تنفيذها. حققت هذه التقنية مكانة بارزة مع ظهور التطورات في مجال الذكاء الاصطناعي (AI) وظهور المساعدين الذكيين مثل: Alexa من Amazon وSiri من Apple.

أنظمة التعرف على الصوت تتيح للمستهلكين التفاعل بسهولة مع التكنولوجيا، حيث يمكنهم ببساطة التحدث إليها لتنفيذ الأوامر دون الحاجة إلى استخدام اليدين، سواء كان ذلك لطلبات خاصة أو تذكيرات أو إكمال مهام بسيطة أخرى.

تقنية التعرف على الصوت تتيح التمييز بين الأصوات وفهمها باستخدام برامج التعرف التلقائي على الكلام (ASR). يُطلب في بعض الحالات من المستخدمين تدريب البرنامج أولاً لتعرف أصواتهم، مما يساعد في تحويل الكلام إلى نص بدقة أكبر. تقوم أنظمة التعرف على الصوت بتقييم تردد الصوت واللهجة وتدفق الكلام، مما يسهم في تحسين دقة استجابة هذه الأنظمة.

كما تعتمد تقنية التعرف على الصوت على القدرة على تحليل وفهم الموجات الصوتية وتحويلها إلى معلومات رقمية؛ تتيح هذه التقنية استخدام الأوامر الصوتية والتفاعل مع الأجهزة الرقمية بدقة وفاعلية. يعتمد نجاح هذه التقنية على الخوارزميات المعقدة والشبكات العصبية الاصطناعية التي تمكن الأنظمة من التعلم والتكيف مع أصوات متنوعة وظروف مختلفة.

مبدأ عمل تقنية التعرف على الصوت:

تقنية التعرف على الصوت تتطلب من أجهزة الكمبيوتر تحويل الإشارات الصوتية التناظرية إلى إشارات رقمية، وهذا العمل يُعرف بالتحويل التناظري إلى الرقمي (A/D). لكي يستطيع الكمبيوتر فك تشفير الإشارة، يجب أن يكون لديه قاعدة بيانات رقمية تحتوي على الكلمات أو المقاطع الصوتية، ويقوم بمقارنة هذه البيانات بالإشارات. يتم تخزين أنماط الكلام على القرص الصلب وتحميلها في الذاكرة عند تشغيل البرنامج. يتم مقارنة هذه الأنماط المخزنة مع إخراج محول A/D، ويُعرف هذا العمل بالتعرف على الأنماط.

نظام التعرف على الصوت يقوم بتحويل الصوت التناظري إلى إشارة رقمية، يُفسر بعد ذلك هذا الإشارة من خلال التعرف على الأنماط وبرنامج التعرف على الصوت.

من الجدير بالذكر أن حجم المفردات الفعّالة لبرنامج التعرف على الصوت يرتبط بشكل مباشر بسعة ذاكرة الوصول العشوائي للكمبيوتر المُثبت فيه. يتيح تحميل المفردات كاملة في ذاكرة الوصول العشوائي أداءً أسرع لبرنامج التعرف على الصوت مقارنةً بالبحث في القرص الصلب عن بعض التطابقات. وتعتبر سرعة المعالجة أمراً هاماً، حيث تؤثر على سرعة الكمبيوتر في البحث في ذاكرة الوصول العشوائي عن التطابقات.

بالإضافة إلى ذلك، يتعين معالجة الصوت لتحسين الوضوح، ولهذا السبب تقوم بعض الأجهزة بتصفية ضوضاء الخلفية. يتم ذلك عن طريق التركيز على ترددات محددة في الصوت لتمكين الجهاز من التعرف على الصوت بشكل أفضل.

تقوم أنظمة التعرف على الصوت بتحليل الكلام باستخدام نموذجين رئيسيين: نموذج ماركوف المخفي والشبكات العصبية؛ يقوم نموذج ماركوف المخفي بتقسيم الكلمات المنطوقة إلى صوتياتها الفريدة، بينما تستخدم الشبكات العصبية المتكررة مخرجات الخطوات السابقة للتأثير على الإدخال إلى الخطوة الحالية.

استخدام وتطبيقات أنظمة التعرف على الصوت:

أنظمة التعرف على الصوت تستخدم في مجموعة متنوعة من التطبيقات، ويمكن لعدة أشخاص وجهات اهتمام استخدامها. إليك بعض الأمثلة على من يمكنهم الاستفادة من أنظمة التعرف على الصوت:

أولاً: الأفراد

1. مستخدمين ذوي إعاقة:

يمكن للأفراد ذوي الإعاقة البصرية أو الحركية استخدام تقنيات التعرف على الصوت لتسهيل التفاعل مع الأجهزة والتطبيقات.

2. الأشخاص الذين يفضلون الواجهة الصوتية:

بعض الأفراد يجدون أن استخدام الأوامر الصوتية يسهل عليهم التفاعل مع الأجهزة بشكل أكثر فعالية من استخدام واجهات الشاشة.

ثانياً: الشركات والمؤسسات

1. خدمات خدمة العملاء:

يمكن استخدام أنظمة التعرف على الصوت في خدمات خدمة العملاء لتحسين تجربة العملاء عبر واجهات صوتية ذكية.

2. تطبيقات الأعمال:

يمكن استخدام التكنولوجيا لتطوير تطبيقات أعمال تعتمد على التعرف على الصوت لتحسين الإنتاجية.

ثالثاً: الصناعة والتصنيع

نظم التحكم الصوتي في المعدات:

يمكن تكامل أنظمة التعرف على الصوت في الصناعة لتحسين التحكم في المعدات والعمليات.

رابعاً: تكنولوجيا المعلومات

تطبيقات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي:

يمكن استخدام التعرف على الصوت كجزء من تطبيقات الذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي لتمكين الأنظمة من فهم الأوامر الصوتية.

خامساً: الطب والرعاية الصحية

تسجيل الملاحظات الطبية:

يمكن استخدام التعرف على الصوت في مجال الطب لتسجيل المحادثات بين الأطباء والمرضى.

سادساً: الترفيه والتفاعل الرقمي

تقنيات الألعاب:

يمكن تكامل أنظمة التعرف على الصوت في ألعاب الفيديو لتحسين التفاعل بين اللاعبين والبيئة الافتراضية.

هذه مجرد أمثلة قليلة، وهناك العديد من السيناريوهات الأخرى حيث يمكن استخدام أنظمة التعرف على الصوت لتحسين التفاعل وتسهيل العديد من العمليات.

برامج التعرف على الصوت (المساعد الافتراضي):

أولاً: Siri من Apple

سيري هو مساعد صوتي متقدم من Apple يقدم مجموعة واسعة من الخدمات والمزايا. يتيح Siri للمستخدمين تنفيذ مهام متنوعة عبر الأوامر الصوتية، بدءاً من إرسال الرسائل وإجراء المكالمات إلى تشغيل الموسيقى وفتح التطبيقات. تمتلك Siri القدرة على التكامل مع تطبيقات Apple الأخرى والتحكم في الأجهزة المنزلية الذكية المتوافقة.

المزايا:

1. التكامل مع منتجات Apple:

يمكن لـ Siri التفاعل بسلاسة مع منتجات Apple الأخرى مثل iPhone وiPad وApple Watch وHomePod.

2. تنوع الخدمات:

يوفر Siri خدمات واسعة تشمل المعلومات العامة، والتوقيت والتنبيهات، والتنقل، والترجمة، والرياضة.

ثانياً: اليكسا من Amazon

اليكسا هو مساعد صوتي يعتمد على خدمات Amazon ويأتي مدمجاً في أجهزة Amazon Echo وعدة أجهزة ذكية أخرى. تقدم اليكسا مجموعة من الخدمات بما في ذلك إدارة المهام اليومية وتشغيل الموسيقى والتحكم في أجهزة المنزل الذكية. يمتلك اليكسا متجراً واسعاً من المهارات القابلة للتوسيع، مما يتيح للمستخدمين تخصيص تجربتهم.

المزايا:

1. التحكم في المنزل الذكي:

يمكن لليكسا التفاعل مع مجموعة متنوعة من أجهزة المنزل الذكية مثل أجهزة الإضاءة والتدفئة والأجهزة الأمنية.

2. التوسع من خلال المهارات:

يمكن للمطورين إضافة مهارات جديدة لأليكسا، مما يوسع نطاق وظائفها.

ثالثاً: Microsoft’s Cortana

كورتانا هو مساعد صوتي من Microsoft، يتميز بتوفير خدمات متعددة وتكامل مع منتجات Microsoft. يمكن لكورتانا تنفيذ مهام مثل إرسال الرسائل وتذكير المستخدمين بالمواعيد والقيام بعمليات البحث. ومع ذلك، قد شهدت خدمة كورتانا تقليصاً في التركيز مقارنةً ببعض المنافسين الآخرين.

المزايا:

1. التكامل مع منتجات Microsoft:

يتيح للمستخدمين التفاعل بسهولة مع منتجات Microsoft مثل Windows وOffice.

2. التحكم في المهام اليومية:

يمكن لكورتانا تنظيم المهام اليومية وتوفير تذكيرات وإشعارات.

رابعاً: مساعد جوجل (Google Assistant)

مساعد جوجل هو مساعد صوتي تم تطويره من قبل Google، ويعتبر من بين أفضل المساعدين الذكيين. يتيح للمستخدمين تنفيذ مهام مثل البحث عبر الإنترنت، وتحديد المواعيد، وتشغيل الموسيقى، والحصول على إرشادات للتنقل. يتميز مساعد جوجل بقوته في فهم اللغة الطبيعية وتوفير إجابات دقيقة.

المزايا:

1. فهم اللغة طبيعية:

يمتلك Google Assistant قدرة فائقة على فهم اللغة الطبيعية والرد على استفسارات المستخدمين بشكل دقيق.

2. التكامل مع خدمات Google:

يمكن للمساعد توفير معلومات دقيقة بفضل التكامل القوي مع خدمات Google مثل خرائط Google والبريد الإلكتروني والتقويم.

إقرأ أيضاً: أفضل تطبيقات تحويل الصوت إلى نص

في الختام:

على مدى السنوات القليلة الماضية، لم تعد تقنية تقنية التعرف على الصوت مجرد ميزة فاخرة، بل أصبحت جزءاً لا يتجزأ من حياتنا اليومية. إن توسع استخدام تقنية التعرف على الصوت يعكس تحولاً نوعياً في كيفية تفاعلنا مع التكنولوجيا، حيث تسهم في توفير تجارب أكثر ذكاءً وفاعلية. يبدو أن مستقبل الابتكارات في هذا المجال لا يعرف الحدود، مما يعزز توقعاتنا بمزيد من التحسينات والابتكارات التي ستجعل حياتنا الرقمية أكثر سهولة وانسجاماً.