专家（MOE）的稀疏门控混合物可以用少量计算复杂性来放大网络容量。在这项工作中，我们调查多语言自动语音识别（ASR）网络如何用简单的路由算法进行缩放，以便实现更好的准确性。更具体地，我们将稀疏门的MOE技术应用于两种网络：序列到序列变压器（S2S-T）和变压器换能器（T-T）。我们通过一组关于多语言数据的一组ASR实验证明了MOE网络可以分别使用S2S-T和T-T将相对字误差率降低16.5 \％和4.7 \％。此外，我们在各种条件下彻底调查了MOE对T-T架构上的T-T架构的影响：流模式，非流模式，使用语言ID和带有MOE的标签解码器。
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设备的端到端（E2E）模型已显示出对质量和延迟的英语语音搜索任务的常规模型的改进。 E2E模型还显示了多语言自动语音识别（ASR）的有希望的结果。在本文中，我们将以前的容量解决方案扩展到流应用程序，并提出流媒体多语言E2E ASR系统，该系统在设备上完全运行，质量和延迟与单个单语言模型相当。为了实现这一目标，我们提出了一个编码器端量模型和一个终端（EOU）联合层，以提高质量和延迟权衡。我们的系统以语言不可知论的方式构建，允许它实时支持本条件的代码切换。为了解决大型模型的可行性问题，我们进行了设备分析，并用最近开发的嵌入解码器代替了耗时的LSTM解码器。通过这些更改，我们设法在不到实时的时间内在移动设备上运行了这样的系统。
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最近，语音界正在看到从基于深神经网络的混合模型移动到自动语音识别（ASR）的端到端（E2E）建模的显着趋势。虽然E2E模型在大多数基准测试中实现最先进的，但在ASR精度方面，混合模型仍然在当前的大部分商业ASR系统中使用。有很多实际的因素会影响生产模型部署决定。传统的混合模型，用于数十年的生产优化，通常擅长这些因素。在不为所有这些因素提供优异的解决方案，E2E模型很难被广泛商业化。在本文中，我们将概述最近的E2E模型的进步，专注于解决行业视角的挑战技术。
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Recently Transformer and Convolution neural network (CNN) based models have shown promising results in Automatic Speech Recognition (ASR), outperforming Recurrent neural networks (RNNs). Transformer models are good at capturing content-based global interactions, while CNNs exploit local features effectively. In this work, we achieve the best of both worlds by studying how to combine convolution neural networks and transformers to model both local and global dependencies of an audio sequence in a parameter-efficient way. To this regard, we propose the convolution-augmented transformer for speech recognition, named Conformer. Conformer significantly outperforms the previous Transformer and CNN based models achieving state-of-the-art accuracies. On the widely used LibriSpeech benchmark, our model achieves WER of 2.1%/4.3% without using a language model and 1.9%/3.9% with an external language model on test/testother. We also observe competitive performance of 2.7%/6.3% with a small model of only 10M parameters.
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尽管变形金刚及其变体构象体在语音识别方面表现出了有希望的表现，但参数化的属性在训练和推理过程中导致了很大的记忆成本。一些作品使用跨层重量分享来减少模型的参数。但是，不可避免的能力损失会损害模型性能。为了解决这个问题，本文提出了通过共享稀疏门控专家的参数效率构象异构体。具体而言，我们使用稀疏门控的专家（MOE）来扩展构型块的容量而不增加计算。然后，共享分组构象块的参数，以减少参数的数量。接下来，为了确保具有不同级别适应表示的灵活性的共享块，我们会单独设计MOE路由器和标准化。此外，我们使用知识蒸馏来进一步提高性能。实验结果表明，与全参数模型相比，所提出的模型用编码器的1/3来实现竞争性能。
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专家（MOE）的稀疏混合物由于具有负担得起的计算开销而有希望的缩放能力，因此引起了极大的兴趣。 Moe将密集的层转换为稀疏的专家，并利用封闭式路由网络使专家有条件地激活。但是，随着专家的数量的增长，带有残酷参数的MOE会受到过度拟合和稀疏数据分配的影响。此类问题在数据有限的任务上尤为严重，因此阻碍了MOE模型通过扩展来提高性能的进度。在这项工作中，我们提出了专家群集的混合 - 一种通用方法，可以使专家层通过在路由阶段施加基于方差的约束来学习更多多样化和适当的知识。我们进一步提出了专门为专家集群结构设计的集群级专家辍学策略。我们的实验表明，MEEC可以提高机器翻译和自然语言理解任务的性能，并提高在有限数据下扩展专家的性能上限。我们还验证了MEEC在缓解过度拟合和稀疏数据分配中起积极的作用。
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交叉语言语音适应旨在解决利用多种丰富资源语言来构建低资源目标语言的模型的问题。由于低资源语言具有有限的培训数据，语音识别模型可以容易地过度装备。在本文中，我们建议使用适配器来研究多种适配器的性能，用于参数有效的交叉语音语音适应。基于我们以前的MetaAdapter，隐含地利用适配器，我们提出了一种名为SimAdapter的新算法，用于从Adapters明确学习知识。我们的算法利用了可以轻松集成到变压器结构中的适配器.METAADAPTER利用元学习将一般知识从训练数据转移到测试语言。 SimAdapter旨在使用适配器微调期间了解源语言与目标语言之间的相似性。我们在公共语音数据集中对五种低资源语言进行广泛的实验。结果表明，与强大的全型微调基线相比，我们的MetaAdapter和SimAdapter方法可以将WER减小2.98％和2.55％，只有2.5％和15.5％的培训参数。此外，我们还表明这两种新型算法可以集成，以便更好的性能，相对减少高达3.55％。
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我们提出了一种简单有效的自我监督学习方法，以供语音识别。该方法以随机预测量化器生成的离散标签的形式学习了一个模型，以预测蒙版的语音信号。尤其是量化器的语音输入带有随机初始化的矩阵，并在随机限制的代码簿中进行最近的邻居查找。在自我监督的学习过程中，矩阵和密码簿均未更新。由于未对随机预测量化器进行训练，并与语音识别模型分开，因此该设计使该方法具有灵活性，并且与通用语音识别体系结构兼容。在LibrisPeech上，我们的方法与以前的工作相比，使用非流式模型获得了与以前的工作相似的单词率，并且比WAV2VEC 2.0和WAP2VEC 2.0和w2v-bert提供了较低的单词率率和延迟。在多语言任务上，该方法还提供了与WAV2VEC 2.0和W2V-bert的显着改进。
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Speech to text models tend to be trained and evaluated against a single target accent. This is especially true for English for which native speakers from the United States became the main benchmark. In this work, we are going to show how two simple methods: pre-trained embeddings and auxiliary classification losses can improve the performance of ASR systems. We are looking for upgrades as universal as possible and therefore we will explore their impact on several models architectures and several languages.
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代码转换是关于在通信过程中处理替代语言。训练端到端（E2E）自动语音识别（ASR）系统用于代码开关是一个充满挑战的问题，因为由于存在多种语言，因此缺乏增加语言上下文混乱的数据加剧的数据。在本文中，我们提出了一种与语言相关的注意机制，以减少基于等价约束理论（EC）的E2E代码转换ASR模型的多语言上下文混乱。语言理论要求在代码转换句子中发生的任何单语片段都必须发生在一个单语句子中。它在单语言数据和代码转换数据之间建立了一个桥梁。通过计算多种语言的各自注意力，我们的方法可以从丰富的单语言数据中有效地传输语言知识。我们在ASRU 2019-English代码转换挑战数据集上评估我们的方法。与基线模型相比，提出的方法可实现11.37％的相对混合错误率降低。
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通过利用变形金刚捕获基于内容的全球互动和卷积神经网络对本地特征的利用，Condormer在自动语音识别（ASR）方面取得了令人印象深刻的结果。在构象异构体中，两个具有一半剩余连接的马卡龙状进料层将多头的自我注意和卷积模块夹在一起，然后是后层的归一化。我们在两个方向上提高了构象异构器的长序列能力，\ emph {sparser}和\ emph {更深层次}。我们使用$ \ Mathcal {o}（l \ text {log} l）$在时间复杂性和内存使用情况下调整稀疏的自我发挥机制。在执行剩余连接时，将使用深层的归一化策略，以确保我们对一百级构象体块的培训。在日本CSJ-500H数据集上，这种深稀疏的构象异构体分别达到5.52 \％，4.03 \％和4.50 \％在三个评估集上和4.16 \％，2.84 \％\％和3.20 \％时，当结合五个深度稀疏的稀疏配置符号时从12到16、17、50，最后100个编码器层的变体。
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流动自动语音识别（ASR）模型更为流行，适合基于语音的应用程序。但是，非流入模型在查看整个音频上下文时提供了更好的性能。为了利用语音搜索等流媒体应用程序中非流游模型的好处，它通常在第二通过重新评分模式下使用。使用蒸汽模型生成的候选假设是使用非流程模型重新评分的。在这项工作中，我们在独立和重新评分模式的Flipkart语音搜索任务上评估了基于注意力的端到端ASR模型。这些模型基于收听拼写（LAS）编码器编码器架构。我们基于LSTM，变压器和构象异构体进行不同的编码器变化。我们将这些模型的延迟要求与它们的性能进行比较。总体而言，我们表明，变压器模型提供了可接受的延迟要求。我们报告的相对改善约为16％，第二次通过LAS重新评分，延迟开销低于5ms。我们还强调了CNN前端使用变压器体系结构的重要性，以达到可比的单词错误率（WER）。此外，我们观察到，在第二次通过重新评分模式下，所有编码器都提供了相似的好处，而在独立文本生成模式下，性能差异很明显。
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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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语言识别对于自动语音识别（ASR）中的许多下游任务至关重要，并且有益于将多语言端到端的ASR集成为附加任务。在本文中，我们建议通过集成每帧语言标识符（LID）预测器来修改基于层压编码器的复发神经网络传感器（RNN-T）模型的结构。带有级联编码器的RNN-T可以使用不右键的第一通用解码来实现较低延迟的流动ASR，并使用二频道解码使用更长的右文本实现较低的单词错误率（WERS）。通过利用当前文章中的这种差异和统计池的流传输实现，该建议的方法可以实现准确的流盖预测，而几乎没有额外的测试时间成本。语音搜索数据集的实验结果具有9个语言语言位置，表明所提出的方法平均达到96.2％的盖子预测准确性，而与输入中的Oracle盖相同的二次通用方法。
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在深度学习中，模型通常重用所有输入的相同参数。专家的混合（MOE）违反了这一点，而是为每个传入示例选择不同的参数。结果是一个稀疏激活的模型 - 具有残酷数量的参数 - 但恒定的计算成本。然而，尽管MOE取得了一些显着的成功，但复杂性，沟通成本和培训不稳定的阻碍了广泛的采用 - 我们使用Switch Transformer解决了这些领域。我们简化了MOE路由算法和设计直观的改进模型，以降低的通信和计算成本。我们提出的培训技术有助于纠缠不稳定，我们表明稀疏模型可能首次以较低的精度（BFLOAT16）格式进行培训。我们设计了基于T5基数和T5总数的模型，以使用相同的计算资源获得高达7倍的训练速度。这些改进扩展到多语言设置，我们在所有101种语言中衡量对MT5基本版本的收益。最后，我们通过在“巨大的清洁爬行语料库”上预先培训高达数万亿个参数模型，并在T5-XXL模型上实现4倍的速度，从而提高了语言模型的当前规模。
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稀疏激活的变压器（例如专家的混合物（MOE））由于其极端的缩放能力而引起了极大的兴趣，这可以使模型大小的急剧增加而没有大幅增加计算成本。为了实现这一目标，MOE模型用变压器中的Experts子层取代了前馈子层，并使用门控网络将每个令牌路由到其指定的专家。由于对此类模型进行有效培训的共同实践需要在不同的机器上分发专家和代币，因此这种路由策略通常会产生巨大的跨机器通信成本，因为代币及其分配的专家可能居住在不同的机器中。在本文中，我们提出了\ emph {门控辍学}，它允许代币忽略门控网络并留在其本地机器，从而减少了交叉机器的通信。与传统辍学类似，我们还表明，门控辍学在训练过程中具有正规化效果，从而改善了概括性能。我们验证了对多语言机器翻译任务中门控辍学的有效性。我们的结果表明，门控辍学可改善具有更快的壁式时间收敛速率的最先进的MOE模型，并为各种模型尺寸和数据集提供更好的BLEU分数。
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稀疏的专家模型是一个三十年来的概念，作为深度学习中流行的建筑。这类体系结构包括专家的混合物，交换变压器，路由网络，基础层等，所有这些都以一个统一的想法，即每个示例都由参数的一个子集进行。通过这样做，稀疏度将参数计数与每个示例的计算分解，从而允许使用极大但有效的模型。最终的模型显示了各种领域的显着改善，例如自然语言处理，计算机视觉和语音识别。我们回顾了稀疏专家模型的概念，提供了对常见算法的基本描述，将深度学习时代的进步进行上下文化，并通过突出未来工作的领域来结束。
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本文提出了代币级别的序列化输出训练（T-SOT），这是流式传输多对话者自动语音识别（ASR）的新型框架。与使用多个输出分支的现有流媒体多对话者ASR模型不同，T-SOT模型只有一个单个输出分支，该分支基于其排放时间生成多个扬声器的识别令牌（例如，单词，子字）。引入了指示“虚拟”输出通道更改的特殊令牌，以跟踪重叠的话语。与先前的流媒体ASR模型相比，T-SOT模型具有较低的推理成本和更简单的模型体系结构的优点。此外，在我们对LibrisPeechMix和Librics数据集的实验中，基于T-SOT的变压器换能器模型可实现最新的单词错误率，从而有很大的差距。对于非重叠的语音，T-SOT模型在精度和计算成本方面与单调的ASR模型相提并论，为单个单词和多对话者方案部署一个模型打开了大门。
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我们提出了基于流的端到端自动语音识别（ASR）体系结构，该体系结构通过计算成本摊销来实现有效的神经推断。我们的体系结构在推理时间动态创建稀疏的计算途径，从而选择性地使用计算资源在整个解码过程中，从而使计算中的大幅降低，对准确性的影响最小。完全可区分的体系结构是端到端训练的，随附的轻巧仲裁器机制在帧级别运行，以在每个输入上做出动态决策，同时使用可调损耗函数来正规化针对预测性能的整体计算水平。我们使用在LiblisPeech数据上进行的计算摊销变压器变形器（T-T）模型报告了实验的经验结果。我们的最佳模型可以实现60％的计算成本降低，而相对单词错误率仅3％（WER）增加。
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We present SpeechMatrix, a large-scale multilingual corpus of speech-to-speech translations mined from real speech of European Parliament recordings. It contains speech alignments in 136 language pairs with a total of 418 thousand hours of speech. To evaluate the quality of this parallel speech, we train bilingual speech-to-speech translation models on mined data only and establish extensive baseline results on EuroParl-ST, VoxPopuli and FLEURS test sets. Enabled by the multilinguality of SpeechMatrix, we also explore multilingual speech-to-speech translation, a topic which was addressed by few other works. We also demonstrate that model pre-training and sparse scaling using Mixture-of-Experts bring large gains to translation performance. The mined data and models are freely available.
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