Sprachliche Mensch-Maschine-Kommunikation

18.2 Beschneidung des Suchraumes 319
Man kann die Auswahl der Expansionen nach verschiedenen Kriterien
treffen. Bei synchronen Decodern kann entweder festgelegt werden, wie
viele Zustände maximal zu jedem Zeitpunkt expandiert werden dürfen,
oder welche Mindestwahrscheinlichkeit die Zielzustände haben sollen. Das
Verlangen einer minimalen Wahrscheinlichkeit des Zielzustandes entspricht
genau der Strahlsuche, wie sie in Abs. 11.3.2 definiert wurde. Auch die
Beschränkung der Anzahl der Zustände ist eine Strahlsuche.
Bei der Festlegung der Minimalwahrscheinlichkeit wird in der Regel
die Wahrscheinlichkeit P0 der besten Hypothese als Ausgangspunkt genommen,
und nur solche Zustände Expandiert, deren Wahrscheinlichkeit
mindestens b · P0 beträgt. Die Breite des Suchstrahls wird durch den Faktor
b ∈ [0, 1] bestimmt. Ist er 0, findet keine Suche statt, ist er 1, so findet
keine Suchraumbeschneidung statt. Je kleiner er ist, umso stärker wird der
Suchraum eingeschränkt. Der Vorteil dieser Vorgehensweise ist, daß sich
die Strahlbreite automatisch reguliert. Wenn zu einem Zeitpunkt sehr viele
Zustände eine Wahrscheinlichkeit nahe der besten haben, dann werden
sehr viele Zustände expandiert. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn
das Modell des Spracherkenners keine scharfe Unterscheidung unter den
besten Hypothesen machen kann, wenn es also eine geringe Konfidenz hat.
In solchen Fällen ist es sinnvoll, viele Expansionen durchzuführen, um
die wahrscheinlichste Endhypothese nicht zu verlieren. Wenn der Abstand
der Wahrscheinlichkeit der besten Hypothese zu den nächstbesten groß
ist, also wenn der Erkenner eine hohe Konfidenz hat, dann fallen auch
weniger Zustandswahrscheinlichkeiten in den Bereich [b · P0, P0] und es
werden weniger Zustände expandiert. Problematisch kann dies allerdings
werden, wenn zum Beispiel wegen einer schlechten Signalqualität über einen
Zeitraum hinweg sehr viele Hypothesen nahezu gleich wahrscheinlich sind.
Dann kann es vorkommen, daß so viele Zustände expandiert werden, daß
der Erkennungsprozeß zu langsam wird.
Die Verwendung einer Maximalzahl von ” aktiven“ Zuständen zu jedem
Zeitpunkt hat den Vorteil, daß die Strahlbreite im voraus festgelegt ist. Es
kann nicht passieren, daß die Suche in schlechten Regionen zu langsam wird.
Dafür gibt es hier den Nachteil, daß die wahrscheinlichste Endhypothese
verworfen wird, wenn zeitweise sehr viele partielle Hypothesen eine ähnlich
hohe Wahrscheinlichkeit wie die beste haben.
Daher werden in der Praxis oft beide Beschneidungsmethoden gleichzeitig
angewendet. Die eigentliche Beschneidung findet mit Hilfe einer dynamischen
Strahlbreite b · P0 statt. Eine Begrenzung der Zahl der aktiven Zustände
verhindert aber, daß der Strahl zu breit wird.