Sprachliche Mensch-Maschine-Kommunikation

174 11. Erkennung dynamischer Sprachsignale
Abb. 11.13. Eingeschränktes Bakis-Modell ist problematisch für unterschiedlich
lange Aufnahmen
gestaucht oder gedehnt wird, oder in der Verwendung komplizierterer Übergangsschemata,
die dann aber die Suchraumbeschränkung wie beim Bakis-
Schema nicht mehr erlauben. Eine Längennormierung kann aber auch den
nachteiligen Effekt der Verfälschung der Aufnahme haben und so zu mehr Erkennungsfehlern
führen. In der Praxis hat sich gezeigt, daß die beste Möglichkeit
sowohl den Suchraum einzuschränken als auch unterschiedliche Aufnahmelängen
und beliebige Übergangsschemata zu verwenden in der Strahlsuche
besteht.
11.3.2 Dynamisches Programmieren mit Strahlsuche
Der Begriff der Strahlsuche ist die Übersetzung aus dem Englischen beam
search. Die Idee hierbei ist angelehnt an einen Menschen, der im Dunkeln mit
einer Taschenlampe einen Gegenstand sucht. Der Lichtkegel der Taschenlampe
kann nun verschieden breit sein. Ein sehr breiter Strahl leuchtet einen
großen Bereich des Suchraumes aus. Der Mesch muß dann entsprechend lange
diesen ausgeleuchteten Bereich betrachten, festzustellen, ob der gesuchte
Gegenstand darin liegt. Die Wahrscheinlichkeit ihn so zu finden ist dafür
groß. Klein ist diese Wahrscheinlichkeit, wenn der Lichtkegel eher schmal ist.
Dafür ist das Analysieren des ausgeleuchteten Bereichs in viel kürzerer Zeit
möglich. Unter Umständen ist es sogar möglich, schnell Entscheidungen zu
treffen, wo die Suche fortgesetzt werden soll. Eine Strahlsuche läuft darauf
hinaus einen passende Strahlbreite zu finden, die einen guten Kompromiß
darstellt zwischen Suchaufwand und Wahrscheinlichkeit das Gesuchte zu
finden. Ein zu enger Strahl birgt die Gefahr, daß die Suche fehlschlägt, ein
zu breiter, daß sie zu lange dauert.
Abb. 11.14 zeigt wie die Strahlsuche beim DTW-Algorithmus angewandt
werden kann. Im Suchraum gibt es dann drei verschiedene Arten von
Zuständen: wahrscheinliche, unwahrscheinliche und unbesuchte. Ein Zustand
wird als wahrscheinlich angesehen, wenn die für ihn akkumulierte Distanz
unterhalb eines Schwellwertes liegt, sonst gilt er als unwahrscheinlich. Die
Strahlsuche expandiert jeden wahrscheinlichen Zustand entsprechend des