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一个执着于让CPU\端侧-Model逼近GPU-Model性能的项目,CPU上的实时率(RTF)小于0.1

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Z-yq/TensorflowASR

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TensorflowASR

python tensorflow

基于Conformer的Tensorflow 2版本的端到端语音识别模型,并且CPU的RTF(实时率)在0.1左右

当前branch为V2版本,为CTC+translate结构

欢迎使用并反馈bug

旧版请看 V1版本

项目对比

Aishell-1 上训练结果:

离线结果

Name 参数量 中文CER 训练轮数 online/offline 测试数据 解码方式
Wenet(Conformer) 9.5M 6.48% 100 offline aishell1-test ctc_greedy
Wenet(transformer) 9.7M 8.68% 100 offline aishell1-test ctc_greedy
Wenet(Paraformer) 9.0M 6.99% 100 offline aishell1-test paraformer_greedy
FunASR(Paraformer) 9.5M 6.37% 100 offline aishell1-test paraformer_greedy
FunASR(Conformer) 9.5M 6.64% 100 offline aishell1-test ctc_greedy
FunASR(e_branchformer) 10.1M 6.65% 100 offline aishell1-test ctc_greedy
repo(ConformerCTC) 10.1M 6.8% 100 offline aishell1-test ctc_greedy

流式结果

Name 参数量 中文CER 训练轮数 online/offline 测试数据 解码方式
Wenet(U2++Conformer) 10.6M 8.18% 100 online aishell1-test ctc_greedy
Wenet(U2++transformer) 10.3M 9.88% 100 online aishell1-test ctc_greedy
repo(StreamingConformerCTC) 10.1M 7.2% 100 online aishell1-test ctc_greedy
repo(ChunkConformer) 10.7M 8.9% 100 online aishell1-test ctc_greedy

实现功能

  • VAD+降噪
  • 在线流式识别/离线识别
  • 标点恢复
  • TTS数据增强
  • 音色转换数据增强
  • 远近场数据增强

其它项目

TTS:https://github.com/Z-yq/TensorflowTTS

NLU: -

BOT: -

TTS数据增强系统

没有数据也可以达到一定水平的ASR效果哟。

针对ASR的TTS:训练数据为aishell1和aishell3,数据类型比较适合ASR。

tips:

  • 一共有500个音色

  • 仅支持中文

  • 如果待合成文本有标点符号请手动去除

  • 如果想添加停顿,请在文本中间添加sil

step1: 准备一个待合成的文本列表,假如命名为text.list, egs:

这是第一句话
这是第二句话
这是一句sil有停顿的话
...

step2: 下载model

链接:https://pan.baidu.com/s/1deN1PmJ4olkRKw8ceQrUNA 提取码:c0tp

两个都要下载,然后放到目录 ./augmentations/tts_for_asr/models 下面

step3: 然后在根目录下运行脚本:

python ./augmentations/tts_for_asr/tts_augment.py -f text.list -o save_dir --voice_num 10 --vc_num 3

其中:

-f 是step1准备的列表

-o 用于保存合成的语料路径,建议是绝对路径。

--voice_num 每句话用多少个音色合成

--vc_num 每句话使用音色转换增强多少次

运行完毕后,会在 -o 下生成wavs目录和utterance.txt

Mel Layer

参照librosa库,用TF2实现了语音频谱特征提取的层。

或者可以使用更小参数量的Leaf

使用:

  • am_data.yml
    mel_layer_type: Melspectrogram #Spectrogram/leaf
    trainable_kernel: True #support train model,not recommend
    

Cpp Inference

已经更新基于ONNX的CPP项目,

详见 CppInference ONNX

Python Inference

基于ONNX的python inference方案,详情见python inference

Streaming Conformer

现在支持流式的Conformer结构啦。

当前实现了两种方式:

  • Block Conformer + Global CTC

    • 可用于有VAD的短时识别系统,global CTC 来构建上下文信息。
  • Chunk Conformer + CTC Picker

    • 参考了百度的SMLTA2,先利用音素CTC采样出有效的Feature,再给到lookahead的chunk conformer进行上下文信息构建做出预测。可用于长时间的流式识别系统。
    • SMLTA2

同epoch训练下,Block Conformer和全局conformer的CER仅差0.8%。

Causal Chunk Conformer做了存储管理,默认配置下一次推理的算力消耗是 350MFlops。

两种方式的逻辑如图:

streaming_conformer

Pretrained Model

所有结果测试于 AISHELL TEST 数据集.

RTF(实时率) 测试于CPU单核解码任务。

AM:

Model Name Mel layer(USE/TRAIN) link code train data phoneme CER(%) Params Size RTF
ConformerCTC(S) True/False pan.baidu.com/s/1k6miY1yNgLrT0cB-xsqqag 8s53 aishell-1(50 epochs) 6.4 10M 0.056
StreamingConformerCTC True/False pan.baidu.com/s/1Rc0x7LOiExaAC0GNhURkHw zwh9 aishell-1(50 epochs) 7.2 15M 0.08
ChunkConformer True/False pan.baidu.com/s/1o_x677WUyWNld-8sNbydxg ujmg aishell-1(50 epochs) 11.4 15M 0.1

VAD:

Model Name link code train data params size RTF
8k_online_vad pan.baidu.com/s/1ag9VwTxIqW4C2AgF-6nIgg ofc9 openslr开源数据 80K 0.0001

Punc:

Model Name link code train data acc params size RTF
PuncModel pan.baidu.com/s/1gtvRKYIE2cAbfiqBn9bhaw 515t NLP开源数据 95% 600K 0.0001

使用:

test_asr.py 中将model转成onnx文件放入pythonInference中

Community

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What's New?

最新更新

  • 🥇 [2023.04.18]更新了Chunk Conformer结构,适合长时流式ASR场景。

Supported Structure

  • CTC+Streaming

Supported Models

  • Conformer
  • BlockConformer
  • ChunkConformer

Requirements

  • Python 3.6+
  • Tensorflow 2.8+: pip install tensorflow-gpu 可以参考 https://www.bilibili.com/read/cv14876435
  • librosa
  • pypinyin if you need use the default phoneme
  • keras-bert
  • addons For LAS structure,pip install tensorflow-addons
  • tqdm
  • tf2onnx
  • rir_generator pip install rir-generator
  • onnxruntime pip install onnxruntime or pip install onnxruntime-gpu

Usage

  1. 准备train_list和test_list.

    asr_train_list 格式,其中'\t'为tap,建议用程序写入一个文本文件中,路径+'\t'+文本

    wav_path="xxx/xx/xx/xxx.wav"
    wav_label="这是个例子"
    with open('train.list','w',encoding='utf-8') as f:
      f.write(wav_path+'\t'+wav_label+'\n') :

    例如得到的train.list:

    /opt/data/test.wav	这个是一个例子
    ......
    

以下为vad和标点恢复的训练数据准备格式(非必需):

vad_train_list 格式:

wav_path1
wav_path2
……

例如:

/opt/data/test.wav

vad训练内部处理逻辑是靠能量做训练样本,所以确保你准备的训练语料是安静条件下录制的。

punc_train_list格式:

 text1
 text2
 ……

同LM的格式,每行的text包含标点,目前标点只支持每个字后跟一个标点,连续的标点视为无效。

比如:

这是:一个例子哦。 √(正确格式)

这是:“一个例子哦”。 ×(错误格式)

这是:一个例子哦“。 ×(错误格式)

  1. 下载bert的预训练模型,用于标点恢复模型的辅助训练,如果你不需要标点恢复可以跳过:

     https://pan.baidu.com/s/1_HDAhfGZfNhXS-cYoLQucA extraction code: 4hsa
    
  2. 修改配置文件 am_data.yml (./asr/configs)来设置一些训练的选项,以及修改model yaml(如:./asr/configs/conformer.yml) 里的name参数来选择模型结构。

  3. 然后执行命令:

    python train_asr.py --data_config ./asr/configs/am_data.yml --model_config ./asr/configs/ConformerS.yml
  4. 想要测试时,可以参考 ./test_asr.py 里写的demo,当然你可以修改 stt 方法来适应你的需求:

     python ./test_asr.py  

也可以使用Tester 来大批量测试数据验证你的模型性能:

执行:

python eval_am.py --data_config ./asr/configs/am_data.yml --model_config ./asr/configs/ConformerS.yml

该脚本将展示 SER/CER/DEL/INS/SUB 几项指标

6.训练VAD或者标点恢复模型,请参照以上步骤。

Tips

如果你想用你自己的音素,需要对应 am_dataloader.py 里的转换方法。

def init_text_to_vocab(self):#keep the name
    
    def text_to_vocab_func(txt):
        return your_convert_function

    self.text_to_vocab = text_to_vocab_func #here self.text_to_vocab is a function,not a call

不要忘记你的音素列表用 <S></S> 打头,e.g:

    <S>
    </S>
    de
    shì
    ……

References

参考了以下优秀项目:

https://github.com/usimarit/TiramisuASR

https://github.com/noahchalifour/warp-transducer

https://github.com/PaddlePaddle/DeepSpeech

https://github.com/baidu-research/warp-ctc

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允许并感谢您使用本项目进行学术研究、商业产品生产等,但禁止将本项目作为商品进行交易。

Overall, Almost models here are licensed under the Apache 2.0 for all countries in the world.

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However, it is prohibited to trade this project as a commodity.

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