對於傳統的語音識別,通常會分為3個部分:語音模型,詞典,語言模型。語音模型和語言模型都是分開進行訓練的,因此這兩個模型優化的損失函式不是相同的。而整個語音識別訓練的目標(wer:word error rate)與這兩個模型的損失函式不是一致的。
對於端到端的語音識別,模型的輸入就為語音特徵(輸入端),而輸出為識別出的文字(輸出端),整個模型就只有乙個神經網路的模型,而模型的損失採用的ctc loss。這樣模型就只用以乙個損失函式作為訓練的優化目標,不用再去優化一些無用的目標了。
deep speech1的結構如下圖所示:
全連線層
網路的前三層為全連線層,第乙個全連線層的輸入為語音的頻譜資料(注意:圖中是把5幀的頻譜資料當做乙個 xt
輸入到隱藏單元中,因為可能乙個單詞的發音對應了多個幀的頻譜資料)。全連線層的輸出計算公式為:h(
l)t=
g(w(
l)h(
l−1)
t+b(
l))
其中 g()
為隱藏單元的啟用函式,本文中使用了clipped relu作為隱藏單元的啟用函式,
w 為權重矩陣,
b為偏置,h(
l−1)
t 為第 (l
−1) 層,第
t 個單元的輸出。g(
z)=m
in,20
}雙向rnn層
第4層為雙向的rnn層,其中 h(
f)t 為前向(從左至右)的rnn層, h(
b)t 為反向(從右至左)的rnn層,計算公式如下所示:
以前向rnn為例,其中
而此處的g()為之前敘述的clipped relu函式。
而網路的第五層則是非rnn層,主要是將第4層中的前向rnn和反向rnn求和作為隱藏單元的輸出,然後經過的計算與普通的全連線層相同,其計算公式如下所示:
最後的第六層為softmax層,**的是每個時間段內,將該段時間的語音識別為每個字母的概率。
模型採用的損失函式為ctc loss,有關於ctc loss的相關介紹可以檢視我的另一篇部落格。
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