深度神经网络:预训练模型与大词汇语音识别的突破

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深度神经网络(Deep Neural Network, DNN)是当前人工智能领域的重要组成部分,特别是对于大规模语音识别(Large Vocabulary Speech Recognition, LVSR)的应用有着显著的影响。本文档标题《Context-Dependent Pre-Trained Deep Neural Networks for Large-Vocabulary Speech Recognition》探讨了如何利用深度信念网络(Deep Belief Networks, DBN)技术改进传统的隐马尔可夫模型(Hidden Markov Model, HMM)在语音识别中的性能。 深度神经网络是一种多层次的神经网络结构,其核心在于通过多个隐藏层进行信息的抽象和非线性转换。每个隐藏层可以捕捉输入数据的复杂特征,使得深层网络能够处理比浅层网络更复杂的模式和关系。与传统的HMM相比,DNN-HMM混合架构的优势在于其强大的表征能力和更好的泛化能力。预训练(Pre-training)是训练DNN的一种有效策略,利用深度信念网络的生成式初始化方法,可以在一定程度上避免梯度消失或爆炸问题,并有助于优化过程,减少模型在新数据上的泛化误差。 论文中的创新之处在于提出了一个基于上下文依赖的深度神经网络模型(CD-DNN-HMM),它能够根据不同上下文条件调整语音单元的分布,如音素状态(tied triphone states)。这种模型的训练过程包括预训练阶段,即使用DBN学习底层特征表示,然后在此基础上微调DNN以适应LVSR任务。实验结果显示,CD-DNN-HMM在处理具有挑战性的商业搜索数据集时,能够显著优于传统的LVSR方法,证明了深度神经网络在语音识别领域的高效性和优势。 总结来说,这篇论文介绍了深度神经网络在大规模语音识别中的应用,特别是在上下文依赖场景下,通过预训练和深度结构的优势,提高了识别准确性和模型的灵活性。这不仅推动了语音识别技术的发展,也为其他领域的深度学习模型设计提供了宝贵的参考。