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自适应注意力机制在唇语识别中的创新应用

目录

文档概览．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1唇语识别技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2自适应注意力机制的兴起．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1唇语识别领域进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.2注意力机制在视觉任务中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.3本文研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.3.1主要研究目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.3.2论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

相关理论与技术基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.1唇语识别基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1.1唇部运动特征分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1.2唇语与语音的关联性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2深度学习在唇语识别中的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2.1卷积神经网络概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.2.2循环神经网络．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.3注意力机制原理详解．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.3.1注意力机制的基本概念．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.3.2自适应注意力机制特性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.4基于自适应注意力的视觉识别研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

2.4.1图像分类中的注意力应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

2.4.2目标检测中的注意力模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

基于自适应注意力机制的唇语识别模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．35

3.1整体框架设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.1.1数据输入与预处理流程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

3.1.2模型网络结构概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2特征提取模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2.1唇部区域检测与定位．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.2.2高效特征提取网络．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.3自适应注意力模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.3.1注意力模块的引入与设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.3.2基于位置/语义的自适应策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.4情感与口型联合识别模块．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.4.1多模态信息融合方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.4.2情感状态辅助识别设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.5模型训练策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．53

3.5.1损失函数设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

3.5.2优化算法选择