论文摘要：应用语音识别的分布式系统的设计与实现

语音识别技术是将人的语音转换为文字的一种模式识别技术，是当代交互式语音应答系统(IVR—Interactive Voice Response system)中最重要的技术之一。在某些电信增值服务领域，语音识别技术更是这些电信增值应用的关键。由于语音识别技术算法比较复杂，不仅计算量大，而且占用较多的内存，根据应用的复杂程度，一个典型的PC服务器所能同时支持的语音识别的语音流的数目一般在30路~120路。而在电信增值应用中，经常需要同时支持上千个用户同时使用系统。如果要建造单个计算机系统来完成这样的任务，不仅价格昂贵，而且在灵活性、可扩展性、容错性和可靠性方面都会受到限制。由于计算技术的发展，以多个低成本的PC服务器通过LAN连接构成的分布式系统来提供原来由大型机才能提供的计算能力已经成为可能。因此本文探讨如何在一个单机版语音识别程序的基础上，利用现有的分布式计算技术构造一个适合语音识别应用特点的松耦合的集群系统以满足电信应用的需求。本文首先对语音识别在IVR应用中的需求进行分析，在此基础上提出并设计了一个可行的分布实时时语音处理系统设计实现方案。主要分为消息传递系统，动态资源管理，容错处理和实时任务调度等几个模块。为了解决消息传送问题，设计了基于网络中间件ACE的快速消息传输系统；为了解决系统的容错性和可扩展性，设计了动态资源管理策略；为了解决实时性问题，不仅设计了简单易行的消息传递延迟检测方法，而且基于现有的多线程调度机制，设计了一个简单的根据优先级来改进多线程的调度策略满足实时性要求。其次本文探讨了在实现过程中碰到的问题，主要是可靠性和性能。本系统在设计实现过程中，根据系统的性能和可靠性要求，对系统的主要模块所能达到的性能指标进行分析，设计了比较全面的测试用例，并针对测试中所反映出的问题，对整个系统和每一个子系统都进行了行之有效的优化和改进。特别地，由于需要满足长时间不间断运行的要求，本文分析了语音识别核心模块中由于大量频繁地动态分配内存所引起的内存碎片现象，并提出了解决办法。