말소리와 음성과학 (Phonetics and Speech Sciences)

  • 제12권2호
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  • Pages.29-37
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  • 2020
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  • 2005-8063(pISSN)
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  • 2586-5854(eISSN)
한국음성학회 (Korean Society of Speech Sciences)
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라벨이 없는 데이터를 사용한 종단간 음성인식기의 준교사 방식 도메인 적응

Semi-supervised domain adaptation using unlabeled data for end-to-end speech recognition

  • 정현재 (한국과학기술원 전기및전자공학부) ;
  • 구자현 (한국과학기술원 전기및전자공학부) ;
  • 김회린 (한국과학기술원 전기및전자공학부)
  • 투고 : 2020.02.10
  • 심사 : 2020.05.08
  • 발행 : 2020.06.30
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초록

최근 신경망 기반 심층학습 알고리즘의 적용으로 고전적인 Gaussian mixture model based hidden Markov model (GMM-HMM) 음성인식기에 비해 성능이 비약적으로 향상되었다. 또한 심층학습 기법의 장점을 더욱 잘 활용하는 방법으로 언어모델링 및 디코딩 과정을 통합처리 하는 종단간 음성인식 시스템에 대한 연구가 매우 활발히 진행되고 있다. 일반적으로 종단간 음성인식 시스템은 어텐션을 사용한 여러 층의 인코더-디코더 구조로 이루어져 있다. 때문에 종단간 음성인식 시스템이 충분히 좋은 성능을 내기 위해서는 많은 양의 음성과 문자열이 함께 있는 데이터가 필요하다. 음성-문자열 짝 데이터를 구하기 위해서는 사람의 노동력과 시간이 많이 필요하여 종단간 음성인식기를 구축하는 데 있어서 높은 장벽이 되고 있다. 그렇기에 비교적 적은 양의 음성-문자열 짝 데이터를 이용하여 종단간 음성인식기의 성능을 향상하는 선행연구들이 있으나, 음성 단일 데이터나 문자열 단일 데이터 한쪽만을 활용하여 진행된 연구가 대부분이다. 본 연구에서는 음성 또는 문자열 단일 데이터를 함께 이용하여 종단간 음성인식기가 다른 도메인의 말뭉치에서도 좋은 성능을 낼 수 있도록 하는 준교사 학습 방식을 제안했으며, 성격이 다른 도메인에 적응하여 제안된 방식이 효과적으로 동작하는지 확인하였다. 그 결과로 제안된 방식이 타깃 도메인에서 좋은 성능을 보임과 동시에 소스 도메인에서도 크게 열화되지 않는 성능을 보임을 알 수 있었다.

Recently, the neural network-based deep learning algorithm has dramatically improved performance compared to the classical Gaussian mixture model based hidden Markov model (GMM-HMM) automatic speech recognition (ASR) system. In addition, researches on end-to-end (E2E) speech recognition systems integrating language modeling and decoding processes have been actively conducted to better utilize the advantages of deep learning techniques. In general, E2E ASR systems consist of multiple layers of encoder-decoder structure with attention. Therefore, E2E ASR systems require data with a large amount of speech-text paired data in order to achieve good performance. Obtaining speech-text paired data requires a lot of human labor and time, and is a high barrier to building E2E ASR system. Therefore, there are previous studies that improve the performance of E2E ASR system using relatively small amount of speech-text paired data, but most studies have been conducted by using only speech-only data or text-only data. In this study, we proposed a semi-supervised training method that enables E2E ASR system to perform well in corpus in different domains by using both speech or text only data. The proposed method works effectively by adapting to different domains, showing good performance in the target domain and not degrading much in the source domain.

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