[转] kaldi中FST的可视化-以yesno为例

http://blog.csdn.net/u013677156/article/details/77893661

一、kaldi解码过程

kaldi识别解码一段语音的过程是：首先提取特征，而后过声学模型AM，而后过解码网络HCLG.fst，最后输出识别结果。

HCLG是解码时的重要组成部分。HCLG.fst是由4个fst通过一系列算法（组合、肯定化和最小化等）组合而成的。4个fst分别是H.fst、C.fst、L.fst和G.fst，分别是HMM模型、上下文环境、词典和语言模型对应的fst。             trans-id -> context-tri -> mono ->word->grammar

HCLG = asl(min(rds(det(H' o min(det(C o min(det(Lo G))))))))

上面的o表示组合，det表示肯定化,min表示最小化，rds表示去除消岐符号，asl表示增长自环。

Kaldi中，单独的C.fst是不存在的。L和G合并生成LG.fst，而后在其基础上，根据决策树的结果，直接生成CLG.fst。

 

二、fst可视化的两个基本命令

fstprint和fstdraw是可视化用到的两个基本命令
fstprint用于打印fst，能够将二进制的fst以文件形式打印出来。Fstprint的基本用法以下
fstprint  [--isymbols=xxxx --osymbols=xxxx ]  FST
参数—isymbols和—osymbols分别表示输入符号表和输出符号表，这两个参数能够省略。
fstdraw用于画fst图，其使用方式跟fstprint相似。Fstdraw获得的结果是dot文件，经过dot命令转为ps格式，而后能够由ps2pdf命令转为pdf文档。

fstdraw使用示例
fstdraw [--isymbols=phones.txt --osymbols=words.txt] L.fst | dot –Tps  |  ps2pdf – L.pdf

 

三、yesno例子中各个fst的可视化

  3.1 语言模型生成的G.fst可视化

yesno例子中的语言模型很简单

 

cat input/task.arpabo

\data\
ngram 1=4

\1-grams:
-1      NO
-1      YES
-99 <s>
-1 </s>

\end\

这个语言模型生成的G.fst，将其用fstprint打印出来（symbols选words.txt）

 

 

0   0   NO  NO  2.30258512
0   0   YES YES 2.30258512
0   2.30258512

 

上面是G.fst的打印结果。对于fst，其打印结果，一行通常有5列。一行对应一个弧。第一列和第二列，表示这个弧的起始状态和终止状态。第三列和第四列，表示输入和输出。第五列是权重。

将其对应的图打印出来，用fstdraw命令

 

  3.2 词典文件生成的L.fst

 yesno例子中的词典文件也很简单，以下所示

 

cat data/local/dict/lexicon.txt
<SIL> SIL
YES Y
NO N

在data/lang目录下会找到两个fst，分别是 L.fst和L_disambig.fst。后者是在L.fst上加消岐符号。

 

用fstprint查看这两个fst

 

fstprint --isymbols=phones.txt --osymbols=words.txt L.fst
0   1   <eps> <eps> 0.693147182
0   1   SIL <eps> 0.693147182
1   1   SIL <SIL>
1   1   N   NO  0.693147182
1   2   N   NO  0.693147182
1   1   Y   YES 0.693147182
1   2   Y   YES 0.693147182
1
2   1   SIL <eps>

fstprint --isymbols=phones.txt --osymbols=words.txt L_disambig.fst
0       1       <eps>   <eps>   0.693147182
0       2       SIL     <eps>   0.693147182
1       1       SIL     <SIL>
1       1       N       NO      0.693147182
1       3       N       NO      0.693147182
1       1       Y       YES     0.693147182
1       3       Y       YES     0.693147182
1       1       #0      #0
1
2       1       #1      <eps>
3       2       SIL     <eps>

用fstdraw看两个fst图，第一个图是 L.fst；第二个是 L_disambig.fst。实际生成HCLG时，用的是L_disambig.fst。

 

 

  3.3 将L.fst（这里指L_disambig.fst）和G.fst合并起来，生成LG.fst。

 

1   0   SIL <eps> 0.829214692
1   1   Y   YES 2.99609375
1   1   N   NO  2.99609375
1   2.99609375
0   2   #1  <eps> 0.533971608
2   1   Y   YES 1.63290751
2   1   N   NO  1.63290751
2   1.63290739

 

 

 3.4将LG.fst生成CLG.fst，获得的结果以下；由于是单音素，因此跟原先的LG.fst是同样的。

 

0   1   SIL <eps> 0.829214692
0   0   Y   YES 2.99609375
0   0   N   NO  2.99609375
0   2.99609375
1   2   #0  <eps> 0.533971608
2   0   Y   YES 1.63290751
2   0   N   NO  1.63290751
2   1.63290739

 

 

  3.5 hmm模型生成的ha.fst。这里的hmm对应的fst，是不带自环的。

 

0   1   0   1
0   7   20  2   1.1920929e-07
0   10  26  3
0   13  31  4
0
1   2   2   0   2.70571232
1   3   3   0   2.70571232
1   4   4   0   0.14340198
2   3   6   0   0.936247587
2   4   7   0   1.19049001
2   5   8   0   1.19049001
3   2   9   0   1.80542946
3   4   11  0   0.398507833
3   5   12  0   1.80542946
4   2   13  0   2.34313083
4   3   14  0   2.34313083
4   5   16  0   0.213165522
5   6   18  0
6   0   0   0
7   8   22  0
8   9   24  0   -2.38418579e-07
9   0   0   0
10  11  28  0
11  12  30  0   4.76837158e-07
12  0   0   0
13  0   0   0

 

这个fst的第三列，输入，是transition-id；输出是音素。其对应的图以下

上面图中，圆圈表示的就是状态，里面的数字是状态的id。弧上面，冒号前面的数字时transition-id，冒号后面的数字是输出的音素；斜杠后面的数字是权重。

其中0-7-8-9-0这条“路径”，表示的就是音素Y； 0-10-11-12-0表示的就是音素N。

 

按照一样的方法，能够打印和画出 HCLGa.fst 和 HCLG.fst的内容。

其余有用的fst相关的命令： fstinfo fstcopy