语音论文阅读(基于Transformer的在线CTC/Attention 端到端语音识别架构)

论文:

       TRANSFORMER-BASED ONLINE CTC/ATTENTION END-TO-END SPEECH RECOGNITION ARCHITECTURE

摘要

      最近，Transformer在自动语音识别领域获的了成功。为在线语音识别部署端到端模型是一种挑战，提出在线基于Transformer的CTC/Attention ASR体系结构，该体系包含自我编码器(SAE），截断注意力(MTA),和自我注意力解码器(SAD），我们根据科大的普通话ASR基准评估了在线模型，320毫秒的延迟实现23.66%的字错误率(CER),比起离线系统，在线模型产生的CER绝对降低为0.19%

引言

介绍了CTC/attention 语音识别模型很难应用到在线识别，因为全局注意力机制和CTC在先前的工作中提出了单调逐块注意(sMoChA)[1]，单调截断注意力(MTA),解码方面是有在线联合解码方法，截断的CTC(T-CTC)前缀分数和动态等待联合解码(DWJD),介绍了Transformer的优点：可并行化，缺点:不适合在线任务，编码器需要计算整个输入帧上的注意力权重；其次，自注意力解码器计算整个输出的注意力权重。

针对这一缺点，提出块编码器，

Transformer架构

Transformer也是由编码器-解码器体系结构，编码器和解码器中都用了堆叠的自我注意力和位置前馈层。

本文模型

基于Transformer的混合CTC/attention在线端到端语音识别

 Chunk-SAE:

为了流式传输SAE，我们首先提出了块SAE，它将语音分割成Nc中心长度的非重叠孤立块。为了获取上下文信息，我们将每个块之前的Nl个左帧拼接为历史上下文，将其之后的Nr个右帧拼接为未来的环境。拼接的帧仅充当上下文，不提供任何输出。利用预定义的参数Nc，Nl和Nr，每个块SAE输出的接收场被限制为Nl + Nc + Nr，并且块SAE的等待时间被限制为Nr。

State reuse chunk-SAE 

在块SAE中，将为每个块重新计算历史上下文。为了降低计算成本，我们将计算出的隐藏状态存储在中央上下文中。然后，在计算新块时，我们在与历史上下文相同的位置重用了先前块中存储的隐藏状态，这受TransformerXL 的启发。

提出了一种基于SAD截断INA单调左到右的方式感受野和SAE的截断输出进行关注的MTA。具体来说，我们将MTA替换为每个SAD层中的编码器-解码器注意，如图2所示。假设表示维数为dm，则MTA在训练期间并行执行，

模型描述

数据集:HKUST

输入特征：83维，80Fbank+pitch,delta-pitch,以及归一化相关函数

训练:使用adam优化器，dropout,以及标签平滑，训练结束后，采用模型参数平均。

实验结果：

 

参考文献

1. H. Miao, G. Cheng, P . Zhang, L. Ta, and Y . Yan, “Online Hybrid CTC/Attention Architecture for End-to-End Speech Recognition,” in Proc. Interspeech 2019, 2019, pp. 2623-2627.