CTC: 정렬 없이 시퀀스를 라벨링하다
프레임별 정렬 라벨 없이 시퀀스 수준 라벨만으로 RNN을 학습하는 CTC 손실을 제안한다. blank 토큰을 도입하고, 타깃으로 접히는 모든 경로의 확률 합을 forward-backward 동적 계획법으로 미분 가능하게 계산해, TIMIT 음소 인식에서 HMM과 하이브리드를 모두 넘어섰다.
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프레임별 정렬 라벨 없이 시퀀스 수준 라벨만으로 RNN을 학습하는 CTC 손실을 제안한다. blank 토큰을 도입하고, 타깃으로 접히는 모든 경로의 확률 합을 forward-backward 동적 계획법으로 미분 가능하게 계산해, TIMIT 음소 인식에서 HMM과 하이브리드를 모두 넘어섰다.
대규모 코퍼스로 학습한 양방향 LSTM 언어 모델의 내부 상태들을 태스크별 가중합으로 결합해, 단어 하나에 고정 벡터 하나가 아니라 문장 전체의 함수인 문맥화된 표현을 부여한다. 기존 모델에 이 표현을 이어붙이는 것만으로 QA, NLI, SRL 등 6개 태스크에서 일제히 SOTA를 경신했다.
RNN의 역전파 오차가 시간을 거슬러 갈수록 지수적으로 소멸하거나 폭발함을 분석하고, 자기 재귀 가중치를 1.0으로 고정한 선형 유닛(상수 오차 회전목마)에 곱셈형 입력/출력 게이트를 붙인 메모리 셀 아키텍처로 1000스텝이 넘는 최소 시간 간격을 학습할 수 있음을 보인다.
CTC의 두 한계 — 출력 간 조건부 독립 가정과 출력 길이 ≤ 입력 길이 제약 — 를 해결하는 RNN Transducer를 제안한다. 음향을 읽는 transcription 망과 이전 출력을 읽는 자기회귀 prediction 망을 (t, u) 격자 위에서 결합하고, forward-backward로 모든 정렬의 우도를 정확히 계산한다. TIMIT에서 CTC를 넘었고, 훗날 스트리밍 음성 인식의 표준 프레임이 된다.
인코더 LSTM이 입력 문장을 고정 차원 벡터로 압축하고 디코더 LSTM이 그 벡터를 조건으로 출력 문장을 생성하는 end-to-end 번역 모델을 제시한다. 입력 문장을 뒤집는 트릭과 4층 deep LSTM으로 WMT14 En-Fr에서 순수 신경망 번역이 처음으로 구문 기반 SMT 베이스라인을 넘어섰다.