FST Compose
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发布时间：2024-10-24 03:41
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时间：2024-11-08 12:25
FST Compose操作详解
FST的compose操作是组合不同层级信息的关键工具，它能将低粒度FST A与高粒度FST B结合，生成C = A * B，输出C具有A的低层次输入和B的高层次输出。在语音识别任务中，HCLG解码图的构建就是一个典型例子，通过逐层compose H, C, L, G，整合HMM、Context、Lexicon和Grammar等多层信息，最终输出词。
不包含epsilon的compose算法通过队列遍历FST的状态，当满足输入输出符号匹配时进行状态跳转。例如，当FST T1的I1和T2的I2状态集合相乘后，通过遍历得到所有可能的状态对，然后在满足边条件时推进到下一状态。
对于包含epsilon的FST，需要额外处理，通过引入辅助符号$epsilon1$和$epsilon2$，并制定四条过滤规则，确保只保留一条非冗余的epsilon路径。这个过程可以直观地理解为优先沿着对角线走的策略，最终构建出无冗余的FST表示。
Openfst中的Compose实现采用延迟求值模式，通过ComposeFst类，提供了一系列选项如Matcher和Filter来优化性能。Matcher用于快速查找输入/输出标签，而Filter则负责判断Compose操作的合法性，避免无效路径的生成。Look-Ahead Composition Filter针对大量epsilon路径场景，通过提前分析避免了无用状态的扩展。
Openfst中提供了多种Filter和Matcher的选择，如SequenceComposeFilter和Label Reachability Filter，这些优化有助于提升Compose操作的效率。在具体实现时，ComposeFstOptions的选择与输入FST的特性密切相关，可以自动适应不同的场景。
