由于训练和测试分布之间的不匹配,自动语音识别(ASR)的跨域性能可能会受到严重阻碍。由于目标域通常缺乏标记的数据,并且在声学和语言水平上存在域移位,因此对ASR进行无监督的域适应性(UDA)是一项挑战。先前的工作表明,通过利用未标记的数据的自我检查,自我监督的学习(SSL)或伪标记(PL)可以有效地进行UDA。但是,这些自我介绍也面临不匹配的域分布中的性能退化,而以前的工作未能解决。这项工作提出了一个系统的UDA框架,可以在预训练和微调范式中充分利用具有自学贴标签的未标记数据。一方面,我们应用持续的预训练和数据重播技术来减轻SSL预训练模型的域不匹配。另一方面,我们提出了一种基于PL技术的域自适应微调方法,并具有三种独特的修改:首先,我们设计了一种双分支PL方法,以降低对错误的伪标签的敏感性;其次,我们设计了一种不确定性感知的置信度过滤策略,以提高伪标签的正确性。第三,我们引入了两步PL方法,以结合目标域语言知识,从而产生更准确的目标域伪标记。各种跨域场景的实验结果表明,所提出的方法可以有效地提高跨域的性能,并显着超过以前的方法。
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自我监督的预训练可以有效地改善低资源自动语音识别(ASR)的性能。但是,现有的自我监督的预训练是任务不合时宜的,即可以应用于各种下游任务。尽管它扩大了其应用的范围,但预训练模型的容量并未完全用于ASR任务,并且学习的表示形式可能对ASR不最佳。在这项工作中,为了为低资源ASR构建更好的预训练模型,我们提出了一种称为WAV2VEC-S的预训练方法,我们使用特定于任务的半监督预培训来完善自我监督的预培训因此,ASR任务的预训练模型更有效地利用了预培训模型的能力来生成针对ASR的任务特定表示。实验表明,与WAV2VEC 2.0相比,WAV2VEC-S仅需要训练前时间的边际增长,但可以显着改善在内域,跨域和跨语言数据集上的ASR性能。 1H和10H微调分别为24.5%和6.6%。此外,我们表明,半监督的预训练可以通过规范相关分析来弥合自我监管的预训练模型与相应的微调模型之间的表示差距。
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Modern speech recognition systems exhibits rapid performance degradation under domain shift. This issue is especially prevalent in data-scarce settings, such as low-resource languages, where diversity of training data is limited. In this work we propose M2DS2, a simple and sample-efficient finetuning strategy for large pretrained speech models, based on mixed source and target domain self-supervision. We find that including source domain self-supervision stabilizes training and avoids mode collapse of the latent representations. For evaluation, we collect HParl, a $120$ hour speech corpus for Greek, consisting of plenary sessions in the Greek Parliament. We merge HParl with two popular Greek corpora to create GREC-MD, a test-bed for multi-domain evaluation of Greek ASR systems. In our experiments we find that, while other Unsupervised Domain Adaptation baselines fail in this resource-constrained environment, M2DS2 yields significant improvements for cross-domain adaptation, even when a only a few hours of in-domain audio are available. When we relax the problem in a weakly supervised setting, we find that independent adaptation for audio using M2DS2 and language using simple LM augmentation techniques is particularly effective, yielding word error rates comparable to the fully supervised baselines.
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最近,蒙面的预测预训练在自我监督的学习(SSL)方面取得了显着的进展,以进行语音识别。它通常需要以无监督的方式获得的代码簿,从而使其准确和难以解释。我们提出了两种监督指导的代码书生成方法,以提高自动语音识别(ASR)的性能以及预训练效率,要么通过使用混合ASR系统来解码以生成音素级别对准(命名为PBERT),要么通过在上进行集群进行聚类。从端到端CTC模型(命名CTC聚类)提取的监督语音功能。混合动力和CTC模型均经过与微调相同的少量标记语音训练。实验表明,我们的方法对各种SSL和自我训练基准的优势具有显着优势,相对减少了17.0%。我们的预训练模型在非ASR语音任务中还显示出良好的可传递性。
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深度神经网络在大规模标记的数据集的帮助下,在各种任务上取得了出色的表现。然而,这些数据集既耗时又竭尽全力来获得现实的任务。为了减轻对标记数据的需求,通过迭代分配伪标签将伪标签分配给未标记的样本,自我训练被广泛用于半监督学习中。尽管它很受欢迎,但自我训练还是不可靠的,通常会导致训练不稳定。我们的实验研究进一步表明,半监督学习的偏见既来自问题本身,也来自不适当的训练,并具有可能不正确的伪标签,这会在迭代自我训练过程中累积错误。为了减少上述偏见,我们提出了自我训练(DST)。首先,伪标签的生成和利用是由两个独立于参数的分类器头解耦,以避免直接误差积累。其次,我们估计自我训练偏差的最坏情况,其中伪标记函数在标记的样品上是准确的,但在未标记的样本上却尽可能多地犯错。然后,我们通过避免最坏的情况来优化表示形式,以提高伪标签的质量。广泛的实验证明,DST在标准的半监督学习基准数据集上的最先进方法中,平均提高了6.3%,而在13个不同任务上,FIXMATCH的平均水平为18.9%。此外,DST可以无缝地适应其他自我训练方法,并有助于稳定他们在从头开始的培训和预先训练模型的训练的情况下,在培训的情况下进行培训和平衡表现。
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当前的领先错误发音检测和诊断(MDD)系统通过端到端音素识别实现有希望的性能。这种端到端解决方案的一个挑战是在自然L2语音上缺乏人类注销的音素。在这项工作中,我们通过伪标记(PL)程序利用未标记的L2语音,并扩展基于预先训练的自我监督学习(SSL)模型的微调方法。具体而言,我们使用WAV2VEC 2.0作为我们的SSL模型,并使用原始标记的L2语音样本以及创建的伪标记的L2语音样本进行微调。我们的伪标签是动态的,是由在线模型的合奏生成的,这确保了我们的模型对伪标签的噪声具有强大的功能。我们表明,使用伪标签进行微调可实现5.35%的音素错误率降低和2.48%的MDD F1得分在仅标签样本的基线基线。提出的PL方法还显示出优于常规的离线PL方法。与最先进的MDD系统相比,我们的MDD解决方案会产生更准确,一致的语音误差诊断。此外,我们对单独的UTD-4ACCENTS数据集进行了开放测试,在该数据集中,我们的系统识别输出基于重音和清晰度,与人类感知有着密切的相关性。
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Continuous pseudo-labeling (PL) algorithms such as slimIPL have recently emerged as a powerful strategy for semi-supervised learning in speech recognition. In contrast with earlier strategies that alternated between training a model and generating pseudo-labels (PLs) with it, here PLs are generated in end-to-end manner as training proceeds, improving training speed and the accuracy of the final model. PL shares a common theme with teacher-student models such as distillation in that a teacher model generates targets that need to be mimicked by the student model being trained. However, interestingly, PL strategies in general use hard-labels, whereas distillation uses the distribution over labels as the target to mimic. Inspired by distillation we expect that specifying the whole distribution (aka soft-labels) over sequences as the target for unlabeled data, instead of a single best pass pseudo-labeled transcript (hard-labels) should improve PL performance and convergence. Surprisingly and unexpectedly, we find that soft-labels targets can lead to training divergence, with the model collapsing to a degenerate token distribution per frame. We hypothesize that the reason this does not happen with hard-labels is that training loss on hard-labels imposes sequence-level consistency that keeps the model from collapsing to the degenerate solution. In this paper, we show several experiments that support this hypothesis, and experiment with several regularization approaches that can ameliorate the degenerate collapse when using soft-labels. These approaches can bring the accuracy of soft-labels closer to that of hard-labels, and while they are unable to outperform them yet, they serve as a useful framework for further improvements.
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Self-supervised approaches for speech representation learning are challenged by three unique problems: (1) there are multiple sound units in each input utterance, (2) there is no lexicon of input sound units during the pre-training phase, and (3) sound units have variable lengths with no explicit segmentation. To deal with these three problems, we propose the Hidden-Unit BERT (HuBERT) approach for self-supervised speech representation learning, which utilizes an offline clustering step to provide aligned target labels for a BERT-like prediction loss. A key ingredient of our approach is applying the prediction loss over the masked regions only, which forces the model to learn a combined acoustic and language model over the continuous inputs. HuBERT relies primarily on the consistency of the unsupervised clustering step rather than the intrinsic quality of the assigned cluster labels. Starting with a simple k-means teacher of 100 clusters, and using two iterations of clustering, the HuBERT model either matches or improves upon the state-ofthe-art wav2vec 2.0 performance on the Librispeech (960h) and Libri-light (60,000h) benchmarks with 10min, 1h, 10h, 100h, and 960h fine-tuning subsets. Using a 1B parameter model, HuBERT shows up to 19% and 13% relative WER reduction on the more challenging dev-other and test-other evaluation subsets. 1
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我们总结了使用巨大的自动语音识别(ASR)模型的大量努力的结果,该模型使用包含大约一百万小时音频的大型,多样的未标记数据集进行了预训练。我们发现,即使对于拥有数万个小时的标记数据的非常大的任务,预训练,自我培训和扩大模型大小的组合也大大提高了数据效率。特别是,在具有34K小时标记数据的ASR任务上,通过微调80亿个参数预先训练的构象异构体模型,我们可以匹配最先进的(SOTA)性能(SOTA)的性能,只有3%的培训数据和通过完整的训练集可以显着改善SOTA。我们还报告了从使用大型预训练和自我训练的模型来完成一系列下游任务所获得的普遍利益,这些任务涵盖了广泛的语音域,并涵盖了多个数据集大小的大小,包括在许多人中获得SOTA性能公共基准。此外,我们利用预先训练的网络的学会表示,在非ASR任务上实现SOTA结果。
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深度学习模型的最新发展,捕捉作物物候的复杂的时间模式有卫星图像时间序列(坐在),大大高级作物分类。然而,当施加到目标区域从训练区空间上不同的,这些模型差没有任何目标标签由于作物物候区域之间的时间位移进行。为了解决这个无人监督跨区域适应环境,现有方法学域不变特征没有任何目标的监督,而不是时间偏移本身。因此,这些技术提供了SITS只有有限的好处。在本文中,我们提出TimeMatch,一种新的无监督领域适应性方法SITS直接占时移。 TimeMatch由两个部分组成:1)时间位移的估计,其估计具有源极训练模型的未标记的目标区域的时间偏移,和2)TimeMatch学习,它结合了时间位移估计与半监督学习到一个分类适应未标记的目标区域。我们还引进了跨区域适应的开放式访问的数据集与来自欧洲四个不同区域的旁边。在此数据集,我们证明了TimeMatch优于所有竞争的方法,通过11%的在五个不同的适应情景F1-得分,创下了新的国家的最先进的跨区域适应性。
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Unsupervised domain adaptation reduces the reliance on data annotation in deep learning by adapting knowledge from a source to a target domain. For privacy and efficiency concerns, source-free domain adaptation extends unsupervised domain adaptation by adapting a pre-trained source model to an unlabeled target domain without accessing the source data. However, most existing source-free domain adaptation methods to date focus on the transductive setting, where the target training set is also the testing set. In this paper, we address source-free domain adaptation in the more realistic inductive setting, where the target training and testing sets are mutually exclusive. We propose a new semi-supervised fine-tuning method named Dual Moving Average Pseudo-Labeling (DMAPL) for source-free inductive domain adaptation. We first split the unlabeled training set in the target domain into a pseudo-labeled confident subset and an unlabeled less-confident subset according to the prediction confidence scores from the pre-trained source model. Then we propose a soft-label moving-average updating strategy for the unlabeled subset based on a moving-average prototypical classifier, which gradually adapts the source model towards the target domain. Experiments show that our proposed method achieves state-of-the-art performance and outperforms previous methods by large margins.
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在过去的十年中,许多深入学习模型都受到了良好的培训,并在各种机器智能领域取得了巨大成功,特别是对于计算机视觉和自然语言处理。为了更好地利用这些训练有素的模型在域内或跨域转移学习情况下,提出了知识蒸馏(KD)和域适应(DA)并成为研究亮点。他们旨在通过原始培训数据从训练有素的模型转移有用的信息。但是,由于隐私,版权或机密性,原始数据并不总是可用的。最近,无数据知识转移范式吸引了吸引人的关注,因为它涉及从训练有素的模型中蒸馏宝贵的知识,而无需访问培训数据。特别是,它主要包括无数据知识蒸馏(DFKD)和源无数据域适应(SFDA)。一方面,DFKD旨在将域名域内知识从一个麻烦的教师网络转移到一个紧凑的学生网络,以进行模型压缩和有效推论。另一方面,SFDA的目标是重用存储在训练有素的源模型中的跨域知识并将其调整为目标域。在本文中,我们对知识蒸馏和无监督域适应的视角提供了全面的数据知识转移,以帮助读者更好地了解目前的研究状况和想法。分别简要审查了这两个领域的应用和挑战。此外,我们对未来研究的主题提供了一些见解。
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自我监督学习(SSL)在语音识别方面取得了巨大的成功,而有限的探索已尝试完成其他语音处理任务。由于语音信号包含多方面的信息,包括说话者身份,副语言学,口语内容等,学习所有语音任务的通用表示都具有挑战性。为了解决该问题,我们提出了一个新的预培训模型WAVLM,以解决全堆栈的下游语音任务。 Wavlm共同学习了蒙面的语音预测和预训练。通过这种方式,WAVLM不仅可以通过掩盖的语音预测来保持语音内容建模能力,而且还可以通过语音denoing来提高非ASR任务的潜力。此外,WAVLM还采用封闭式的变压器结构的封闭相对位置偏置,以更好地捕获输入语音的序列排序。我们还将培训数据集从60k小时扩展到94K小时。 WAVLM大型在精湛的基准上实现了最先进的性能,并在其代表性基准上为各种语音处理任务带来了重大改进。代码和预培训模型可在https://aka.ms/wavlm上找到。
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本文着眼于针对基于图像的文本识别的半监督学习(SSL)。最受欢迎的SSL方法之一是伪标记(PL)。 PL方法将标签分配给未标记的数据,然后再通过标记和伪标记数据的组合重新训练模型。然而,由于包含由校准较差的模型产生的错误的高置信伪标签,因此PL方法因噪声而严重降解,并且容易与嘈杂的标签过度贴合,因此,基于阈值的选择无效。此外,假设空间的组合复杂性以及由于多个不正确的自回归步骤引起的误差积累,对序列模型的伪标记构成了挑战。为此,我们提出了一个伪标签生成和半监视文本识别的基于不确定性的数据选择框架。我们首先使用横梁搜索推论来产生高度可能的假设,以将伪标记分配给未标记的示例。然后,我们采用了通过应用辍学来取样的模型集合,以获得与预测相关的不确定性的稳健估计,考虑到字符级别和单词级别的预测分布以选择优质的伪标记。在几个基准笔迹和场景文本数据集上进行的广泛实验表明,我们的方法优于基线方法和先前的最新半监督文本识别方法。
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Unsupervised domain adaptation (UDA) via deep learning has attracted appealing attention for tackling domain-shift problems caused by distribution discrepancy across different domains. Existing UDA approaches highly depend on the accessibility of source domain data, which is usually limited in practical scenarios due to privacy protection, data storage and transmission cost, and computation burden. To tackle this issue, many source-free unsupervised domain adaptation (SFUDA) methods have been proposed recently, which perform knowledge transfer from a pre-trained source model to unlabeled target domain with source data inaccessible. A comprehensive review of these works on SFUDA is of great significance. In this paper, we provide a timely and systematic literature review of existing SFUDA approaches from a technical perspective. Specifically, we categorize current SFUDA studies into two groups, i.e., white-box SFUDA and black-box SFUDA, and further divide them into finer subcategories based on different learning strategies they use. We also investigate the challenges of methods in each subcategory, discuss the advantages/disadvantages of white-box and black-box SFUDA methods, conclude the commonly used benchmark datasets, and summarize the popular techniques for improved generalizability of models learned without using source data. We finally discuss several promising future directions in this field.
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Noisy Student Training (NST) has recently demonstrated extremely strong performance in Automatic Speech Recognition (ASR). In this paper, we propose a data selection strategy named LM Filter to improve the performances of NST on non-target domain data in ASR tasks. Hypothesis with and without Language Model are generated and CER differences between them are utilized as a filter threshold. Results reveal that significant improvements of 10.4% compared with no data filtering baselines. We can achieve 3.31% CER in AISHELL-1 test set, which is best result from our knowledge without any other supervised data. We also perform evaluations on supervised 1000 hour AISHELL-2 dataset and competitive results of 4.72% CER can be achieved.
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我们利用Libri-Light数据集的未标记音频来获得半监督学习中最新的发展的最新发展,以获得自动语音识别的最新结果。更确切地说,我们使用使用WAV2VEC 2.0预训练的巨型构象模型进行了嘈杂的学生培训,并使用巨型构象模型进行了训练。通过这样做,我们能够在Librispeech测试/测试中获得1.4%/2.6%的单词率率(WERS),而目前的最新设备为1.7%/3.3%。
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无监督域适应(UDA)旨在将知识从相关但不同的良好标记的源域转移到新的未标记的目标域。大多数现有的UDA方法需要访问源数据,因此当数据保密而不相配在隐私问题时,不适用。本文旨在仅使用培训的分类模型来解决现实设置,而不是访问源数据。为了有效地利用适应源模型,我们提出了一种新颖的方法,称为源假设转移(拍摄),其通过将目标数据特征拟合到冻结源分类模块(表示分类假设)来学习目标域的特征提取模块。具体而言,拍摄挖掘出于特征提取模块的信息最大化和自我监督学习,以确保目标特征通过同一假设与看不见的源数据的特征隐式对齐。此外,我们提出了一种新的标签转移策略,它基于预测的置信度(标签信息),然后采用半监督学习来将目标数据分成两个分裂,然后提高目标域中的较为自信预测的准确性。如果通过拍摄获得预测,我们表示标记转移为拍摄++。关于两位数分类和对象识别任务的广泛实验表明,拍摄和射击++实现了与最先进的结果超越或相当的结果,展示了我们对各种视域适应问题的方法的有效性。代码可用于\ url {https://github.com/tim-learn/shot-plus}。
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无监督的域适应性(UDA)旨在使标记的源域的模型适应未标记的目标域。现有的基于UDA的语义细分方法始终降低像素级别,功能级别和输出级别的域移动。但是,几乎所有这些都在很大程度上忽略了上下文依赖性,该依赖性通常在不同的领域共享,从而导致较不怀疑的绩效。在本文中,我们提出了一个新颖的环境感知混音(camix)框架自适应语义分割的框架,该框架以完全端到端的可训练方式利用了上下文依赖性的这一重要线索作为显式的先验知识,以增强对适应性的适应性目标域。首先,我们通过利用积累的空间分布和先前的上下文关系来提出上下文掩盖的生成策略。生成的上下文掩码在这项工作中至关重要,并将指导三个不同级别的上下文感知域混合。此外,提供了背景知识,我们引入了重要的一致性损失,以惩罚混合学生预测与混合教师预测之间的不一致,从而减轻了适应性的负面转移,例如早期绩效降级。广泛的实验和分析证明了我们方法对广泛使用的UDA基准的最新方法的有效性。
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自我监督的预审查能够为各种视觉文档理解(VDU)任务产生可转移的表示。但是,尚未研究此类表示在测试时间时适应新分配变化的能力。我们提出了Docta,这是一种用于文档的新型测试时间适应方法,该方法通过掩盖的视觉语言建模来利用交叉模式自我观察学习以及伪标签,以适应\ textit {source}域中学习的模型,以使其{source}域中为一个未标记的\ textit {textit {目标}域在测试时间。我们还使用现有的公共数据集介绍了新的基准测试,用于各种VDU任务,包括实体识别,键值提取和文档视觉问题回答任务,其中Doctta将源模型性能提高到1.79 \%(F1分数),3.43 \%(3.43 \%)(F1得分)和17.68 \%(ANLS得分),同时大大降低了目标数据的校准误差。
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