Améliorer les systèmes ASR avec des listes de mots-clés et des modèles de langue
Une méthode pour améliorer la reconnaissance vocale automatique en mélangeant des listes de mots-clés avec des modèles de langue.
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Table des matières
- C'est Quoi les Modèles de Langage ?
- L'Algorithme Aho-Corasick
- Combiner Les Listes de Mots-Clés avec les Modèles de Langage
- Le Processus
- Expérimentation à Travers les Langues
- Résultats
- Principales Conclusions
- Applications Réelles
- Service Client
- Santé
- Défis
- Directions Futures
- Conclusion
- Source originale
- Liens de référence
Les systèmes de reconnaissance automatique de la parole (ASR) ont fait de gros progrès au fil des ans. Cependant, certains défis persistent, surtout quand il s'agit de reconnaître des mots rares ou de s'adapter rapidement à de nouveaux sujets. Parfois, essayer de se concentrer spécifiquement sur des mots spéciaux peut en fait nuire aux performances globales. Dans cet article, on discute d'une méthode simple pour aider les systèmes ASR à mieux fonctionner en mélangeant des listes de mots-clés avec des modèles de langage.
C'est Quoi les Modèles de Langage ?
Les modèles de langage sont des outils qui aident les machines à comprendre comment les mots s'assemblent dans une phrase. Ils peuvent prédire le mot suivant en se basant sur les précédents, un peu comme tu pourrais deviner la fin d'une phrase de ton pote. Un type populaire utilisé dans l'ASR est le modèle n-gram, qui regarde un nombre fixe de mots ou de phrases pour faire ses prédictions.
L'Algorithme Aho-Corasick
Aho-Corasick est un algorithme astucieux qui permet aux systèmes de rechercher plusieurs mots-clés dans un texte en même temps. Il construit une structure qui aide le système à trouver rapidement les mots, même si certaines parties manquent ou ne correspondent pas parfaitement. Ça le rend super utile pour des tâches comme la Reconnaissance vocale où différentes prononciations ou mots inattendus peuvent apparaître.
Combiner Les Listes de Mots-Clés avec les Modèles de Langage
Notre approche combine un biais de mots-clés avec un modèle de langage en utilisant l'algorithme Aho-Corasick. En faisant ça, on crée un contexte plus complet pour l'ASR, améliorant sa capacité à reconnaître des mots spécifiques tout en comprenant le contenu global. Cette méthode nous permet de travailler avec différentes langues et contextes.
Le Processus
Créer une Liste de Biais : On commence par faire une liste de mots ou phrases clés qu'on veut que le système ASR reconnaisse mieux. Cette liste peut inclure des noms, des termes et des sujets spécifiques au contexte.
Construire un Modèle de Langage : Ensuite, on construit un modèle de langage n-gram au niveau des mots qui prédit comment les mots s'assemblent. En liant ce modèle avec notre liste de biais, on peut améliorer les taux de reconnaissance pour ces mots spécifiques.
Utiliser Aho-Corasick : L'algorithme Aho-Corasick nous permet de rechercher ces mots-clés rapidement. Il aide le système ASR à trouver des correspondances en temps réel, rendant l'adaptation plus rapide au contexte avec lequel on travaille.
Expérimentation à Travers les Langues
Pour voir à quel point notre méthode fonctionne, on l’a testée dans différentes langues et ensembles de données. On a collecté des données de sources publiques et privées, en se concentrant sur divers sujets comme la finance et la santé. En entraînant nos modèles ASR avec ces données, on a évalué leur capacité à reconnaître des mots courants et peu communs.
Résultats
On a observé des améliorations significatives dans les taux de reconnaissance des mots en utilisant notre méthode. En s'appuyant sur l'algorithme Aho-Corasick et en intégrant le biais de mots-clés avec le modèle de langage, on a obtenu de meilleurs résultats pour reconnaître des entités nommées-comme des personnes et des organisations-dans différentes langues.
Principales Conclusions
Reconnaissance Améliorée : La combinaison de listes de mots-clés et de modèles de langage a conduit à des améliorations notables dans la reconnaissance des mots rares.
Performance en Temps Réel : Notre approche maintenait une vitesse compétitive pour le traitement audio, ce qui est crucial pour les applications comme les transcriptions en direct.
Gestion des Mots Inconnus : La méthode était efficace pour reconnaître des termes hors vocabulaire, ce qui signifie que même les mots inconnus pouvaient être mieux compris.
Applications Réelles
Les applications potentielles de cette technique sont vastes. Par exemple, elle pourrait être utilisée dans le service client, où comprendre des termes ou des noms spécifiques est crucial. Elle pourrait aussi bénéficier à des domaines comme la santé, où la terminologie médicale est souvent complexe et variée.
Service Client
Dans les environnements de service client, les systèmes ASR peuvent vraiment améliorer la communication. Si les clients mentionnent souvent des produits spécifiques ou des termes de service, utiliser notre méthode de biais de mots-clés peut aider le système ASR à reconnaître ces références avec précision et rapidité, améliorant ainsi la qualité du service.
Santé
Dans le domaine de la santé, une transcription précise des conversations entre médecins et patients peut mener à de meilleurs dossiers. Notre méthode aiderait les systèmes ASR à identifier correctement des termes médicaux importants ou des noms de patients, assurant que les informations critiques soient capturées sans erreurs.
Défis
Bien que notre méthode montre des promesses, il y a encore des défis à surmonter. Un problème est que la performance peut varier selon la qualité de la liste de mots-clés et du modèle de langage utilisés. De plus, l'approche nécessite un réglage minutieux pour s'assurer qu'elle fonctionne efficacement dans différentes situations et langues.
Directions Futures
En regardant vers l'avenir, il y a plein de façons de construire sur ce travail. Par exemple, intégrer des techniques d'apprentissage automatique pourrait aider le système à apprendre de ses erreurs et à s'améliorer avec le temps. En s'adaptant continuellement à un nouveau vocabulaire et des contextes, un système ASR pourrait fournir des résultats de plus en plus précis.
Conclusion
En résumé, notre méthode pour améliorer les systèmes de reconnaissance automatique de la parole montre que l'intégration de listes de mots-clés avec des modèles de langage peut vraiment améliorer les performances. En utilisant l'algorithme Aho-Corasick, on peut chercher efficacement des termes importants tout en maintenant des vitesses de traitement rapides. Avec plus de recherches et de développement, cette approche pourrait mener à des systèmes de reconnaissance encore meilleurs pour diverses applications dans différents secteurs.
Titre: LM-assisted keyword biasing with Aho-Corasick algorithm for Transducer-based ASR
Résumé: Despite the recent success of end-to-end models for automatic speech recognition, recognizing special rare and out-of-vocabulary words, as well as fast domain adaptation with text, are still challenging. It often happens that biasing to the special entities leads to a degradation in the overall performance. We propose a light on-the-fly method to improve automatic speech recognition performance by combining a bias list of named entities with a word-level n-gram language model with the shallow fusion approach based on the Aho-Corasick string matching algorithm. The Aho-Corasick algorithm has proved to be more efficient than other methods and allows fast context adaptation. An n-gram language model is introduced as a graph with fail and output arcs, where the arc weights are adapted from the n-gram probabilities. The language model is used as an additional support to keyword biasing when the language model is combined with bias entities in a single context graph to take care of the overall performance. We demonstrate our findings on 4 languages, 2 public and 1 private datasets including performance on named entities and out-of-vocabulary entities. We achieve up to 21.6% relative improvement in the general word error rate with no practical difference in the inverse real-time factor.
Auteurs: Iuliia Thorbecke, Juan Zuluaga-Gomez, Esaú Villatoro-Tello, Andres Carofilis, Shashi Kumar, Petr Motlicek, Karthik Pandia, Aravind Ganapathiraju
Dernière mise à jour: Sep 20, 2024
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2409.13514
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2409.13514
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.
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Liens de référence
- https://ieeexplore.ieee.org
- https://orcid.org/0000-0002-5111-1873
- https://github.com/kensho-technologies/pyctcdecode
- https://github.com/google/sentencepiece
- https://github.com/k2-fsa/icefall/blob/master/icefall/context_graph.py
- https://www.defined.ai
- https://github.com/k2-fsa/icefall/tree/master/icefall/transformer_lm
- https://github.com/revdotcom/fstalign
- https://arxiv.org/abs/1312.6114
- https://github.com/liustone99/Wi-Fi-Energy-Detection-Testbed-12MTC
- https://codeocean.com/capsule/4989235/tree