Automatic speech recognition research focuses on training and evaluating on static datasets. Yet, as speech models are increasingly deployed on personal devices, such models encounter user-specific distributional shifts. To simulate this real-world scenario, we introduce LibriContinual, a continual learning benchmark for speaker-specific domain adaptation derived from LibriVox audiobooks, with data corresponding to 118 individual speakers and 6 train splits per speaker of different sizes. Additionally, current speech recognition models and continual learning algorithms are not optimized to be compute-efficient. We adapt a general-purpose training algorithm NetAug for ASR and create a novel Conformer variant called the DisConformer (Disentangled Conformer). This algorithm produces ASR models consisting of a frozen 'core' network for general-purpose use and several tunable 'augment' networks for speaker-specific tuning. Using such models, we propose a novel compute-efficient continual learning algorithm called DisentangledCL. Our experiments show that the DisConformer models significantly outperform baselines on general ASR i.e. LibriSpeech (15.58% rel. WER on test-other). On speaker-specific LibriContinual they significantly outperform trainable-parameter-matched baselines (by 20.65% rel. WER on test) and even match fully finetuned baselines in some settings.
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End-to-end multilingual ASR has become more appealing because of several reasons such as simplifying the training and deployment process and positive performance transfer from high-resource to low-resource languages. However, scaling up the number of languages, total hours, and number of unique tokens is not a trivial task. This paper explores large-scale multilingual ASR models on 70 languages. We inspect two architectures: (1) Shared embedding and output and (2) Multiple embedding and output model. In the shared model experiments, we show the importance of tokenization strategy across different languages. Later, we use our optimal tokenization strategy to train multiple embedding and output model to further improve our result. Our multilingual ASR achieves 13.9%-15.6% average WER relative improvement compared to monolingual models. We show that our multilingual ASR generalizes well on an unseen dataset and domain, achieving 9.5% and 7.5% WER on Multilingual Librispeech (MLS) with zero-shot and finetuning, respectively.
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Self-supervised learning via masked prediction pre-training (MPPT) has shown impressive performance on a range of speech-processing tasks. This paper proposes a method to bias self-supervised learning towards a specific task. The core idea is to slightly finetune the model that is used to obtain the target sequence. This leads to better performance and a substantial increase in training speed. Furthermore, this paper proposes a variant of MPPT that allows low-footprint streaming models to be trained effectively by computing the MPPT loss on masked and unmasked frames. These approaches are evaluated for automatic speech recognition on the Librispeech corpus, where 100 hours of data served as the labelled data and 860 hours as the unlabelled data. The biased training outperforms the unbiased training by 15.5% after 250k updates and 23.8% after 100k updates on test-other. For the streaming models, the pre-training approach yields a reduction in word error rate of 44.1%.
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在课堂增量学习(CIL)设置中,在每个学习阶段将类别组引入模型。目的是学习到目前为止观察到的所有类别的统一模型表现。鉴于视觉变压器(VIT)在常规分类设置中的最新流行,一个有趣的问题是研究其持续学习行为。在这项工作中,我们为CIL开发了一个伪造的双蒸馏变压器,称为$ \ textrm {d}^3 \ textrm {前} $。提出的模型利用混合嵌套的VIT设计,以确保数据效率和可扩展性对小数据集和大数据集。与最近的基于VIT的CIL方法相反,我们的$ \ textrm {d}^3 \ textrm {前} $在学习新任务并仍然适用于大量增量任务时不会动态扩展其体系结构。 $ \ textrm {d}^3 \ textrm {oft} $的CIL行为的改善归功于VIT设计的两个基本变化。首先,我们将增量学习视为一个长尾分类问题,其中大多数新课程的大多数样本都超过了可用于旧课程的有限范例。为了避免对少数族裔的偏见,我们建议动态调整逻辑,以强调保留与旧任务相关的表示形式。其次,我们建议在学习跨任务进行时保留空间注意图的配置。这有助于减少灾难性遗忘,通过限制模型以将注意力保留到最歧视区域上。 $ \ textrm {d}^3 \ textrm {以前} $在CIFAR-100,MNIST,SVHN和Imagenet数据集的增量版本上获得了有利的结果。
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端到端的口语理解(SLU)使用单个模型直接从音频中预测意图。它有望通过利用中间文本表示中丢失的声学信息来提高助手系统的性能,并防止自动语音识别(ASR)中的级联错误。此外,在部署助手系统时,拥有一个统一模型具有效率优势。但是,具有语义解析标签的公共音频数据集有限的数量阻碍了该领域的研究进展。在本文中,我们发布了以任务为导向的语义解析(Stop)数据集,该数据集是公开可用的最大,最复杂的SLU数据集。此外,我们定义了低资源拆分,以建立有限的标记数据时改善SLU的基准。此外,除了人类录制的音频外,我们还发布了TTS生成版本,以基于端到端SLU系统的低资源域适应性的性能。最初的实验表明,端到端SLU模型的性能比级联的同行差一些,我们希望这能鼓励未来的工作。
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在连续言语中找到单词边界是具有挑战性的,因为单词之间几乎没有或根本没有“空间”定界符。流行的贝叶斯非参数模型用于文本分割的模型使用Dirichlet过程来共同分段句子并构建单词类型的词典。我们介绍了DP-Parse,该DP-Parse使用类似的原则,但仅依赖于单词令牌的实例词典,避免了单词类型词典出现的聚类错误。在零资源语音基准2017上,我们的模型以5种语言设置了新的语音细分。该算法单调地改善了输入表示,当用弱监督的输入喂养时,得分却更高。尽管缺乏类型的词典,但DP-Parse仍可以管道使用到语言模型,并学习通过新的口语嵌入基准评估的语义和句法表示。
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最先进的编码器模型(例如,用于机器翻译(MT)或语音识别(ASR))作为原子单元构造并端到端训练。没有其他模型的任何组件都无法(重新)使用。我们描述了Legonn,这是一种使用解码器模块构建编码器架构的过程,可以在各种MT和ASR任务中重复使用,而无需进行任何微调。为了实现可重复性,每个编码器和解码器模块之间的界面都基于模型设计器预先定义的离散词汇,将其接地到边缘分布序列。我们提出了两种摄入这些边缘的方法。一个是可区分的,可以使整个网络的梯度流动,另一个是梯度分离的。为了使MT任务之间的解码器模块的可移植性用于不同的源语言和其他任务(例如ASR),我们引入了一种模态不可思议的编码器,该模态编码器由长度控制机制组成,以动态调整编码器的输出长度,以匹配预期的输入长度范围的范围预训练的解码器。我们提出了几项实验来证明Legonn模型的有效性:可以重复使用德国英语(DE-EN)MT任务的训练有素的语言解码器模块,而没有对Europarl English ASR和ROMANIAN-ENGLISH进行微调(RO)(RO)(RO)(RO) -en)MT任务以匹配或击败相应的基线模型。当针对数千个更新的目标任务进行微调时,我们的Legonn模型将RO-EN MT任务提高了1.5个BLEU点,并为Europarl ASR任务降低了12.5%的相对减少。此外,为了显示其可扩展性,我们从三个模块中构成了一个legonn ASR模型 - 每个模块都在三个不同数据集的不同端到端训练的模型中学习 - 将降低的减少降低到19.5%。
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尽管受到监督的深度学习彻底改变了语音和音频处理,但它必须为个人任务和应用程序方案建立专业模型。同样,很难将其应用于仅可用标记数据的方言和语言。自我监督的代表学习方法承诺一个单一的通用模型,该模型将使各种各样的任务和领域受益。这种方法已显示出在自然语言处理和计算机视觉域中的成功,在减少许多下游场景所需的标签数量的同时,达到了新的性能水平。语音表示学习在三个主要类别中也经历了类似的进展:生成,对比和预测方法。其他方法依赖于多模式数据,用于预训练,将文本或视觉数据流与语音混合。尽管自我监督的语音表示仍然是一个新生的研究领域,但它与用零词汇资源的声学单词嵌入和学习密切相关,这两种资源已经进行了多年的积极研究。这篇评论介绍了自我监督的语音表示学习及其与其他研究领域的联系的方法。由于许多当前的方法仅集中在自动语音识别作为下游任务上,因此我们回顾了基准测试的最新努力,以将应用程序扩展到语音识别之外。
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本文调查了视听扬声器表示的自我监督的预训练,其中显示了视觉流,显示说话者的口腔区域与语音一起用作输入。我们的研究重点是视听隐藏单元BERT(AV-HUBERT)方法,该方法是最近开发的通用音频语音训练前训练框架。我们进行了广泛的实验,以探测预训练和视觉方式的有效性。实验结果表明,AV-Hubert可以很好地概括与说话者相关的下游任务,从而使标签效率提高了大约10倍的仅10倍,仅音频和视听扬声器验证。我们还表明,结合视觉信息,甚至仅仅是唇部区域,都大大提高了性能和噪声稳健性,在清洁条件下将EER降低了38%,在嘈杂的条件下将EER降低了75%。
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我们考虑了两种用于培训部分个性化模型的联合学习算法,共享和个人参数在设备上同时或交替更新。文献中已经提出了两种算法,但是它们的收敛性能尚未完全理解,尤其是对于交替的变体。我们提供一般非coNVEX设置中两种算法的收敛分析,并部分参与,并描述一个算法,其中一个算法是另一个算法。我们对现实世界图像,文本和语音数据集的实验表明,(a)部分个性化可以通过一小部分个人参数获得完整模型个性化的大部分好处,并且(b)交替的更新算法通常优于表现。同时更新算法,略有但一致的边距。
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