这项工作介绍了Brillsson，这是一种基于二进制神经网络的新型表示模型，用于广泛的非语义语音任务。我们从一个大型且价值的琐事模型中使用知识蒸馏来训练该模型，其中仅用于训练Trillsson的数据集中只有一小部分。由此产生的Brillsson型号的尺寸仅为2MB，潜伏期小于8ms，使其适合在低资源设备（例如可穿戴设备）中部署。我们在八项基准任务（包括但不限于口语识别，情感识别，荒地状况诊断和关键字斑点）上评估布里尔森，并证明我们提出的拟议的超轻质和低延迟模型以及大型模型以及大型模型。

深度神经网络在一系列任务上的性能显着提高，对计算资源的需求不断增长，从而使低资源设备（内存和电池电量有限）的部署不可行。与实价模型相比，二元神经网络（BNNS）在极端的压缩和加速增长方面解决了问题。我们提出了一种简单但有效的方法，通过通过早期验证策略统一BNN来加速推理。我们的方法允许简单实例根据决策阈值尽早退出，并利用添加到不同中间层的输出层以避免执行整个二进制模型。我们对三个音频分类任务以及四个BNNS架构进行了广泛评估我们的方法。我们的方法证明了有利的质量效率权衡，同时可以通过系统用户指定的基于熵的阈值来控制。它还基于现有的BNN体系结构而无需进行不同效率水平的单个模型，从而获得更好的加速（延迟小于6ms）。它还提供了一种直接的方法来估计样本难度和对数据集中某些类别周围不确定性的更好理解。

神经网络可以从单个图像中了解视觉世界的内容是什么？虽然它显然不能包含存在的可能对象，场景和照明条件 - 在所有可能的256 ^（3x224x224）224尺寸的方形图像中，它仍然可以在自然图像之前提供强大的。为了分析这一假设，我们通过通过监控掠夺教师的知识蒸馏来制定一种训练神经网络的培训神经网络。有了这个，我们发现上述问题的答案是：“令人惊讶的是，很多”。在定量术语中，我们在CiFar-10/100上找到了94％/ 74％的前1个精度，在想象中，通过将这种方法扩展到音频，84％的语音组合。在广泛的分析中，我们解除了增强，源图像和网络架构的选择，以及在从未见过熊猫的网络中发现“熊猫神经元”。这项工作表明，一个图像可用于推断成千上万的对象类，并激励关于增强和图像的基本相互作用的更新的研究议程。

诸如智能手机和自治车辆的移动设备越来越依赖深神经网络（DNN）来执行复杂的推理任务，例如图像分类和语音识别等。但是，在移动设备上连续执行整个DNN可以快速消耗其电池。虽然任务卸载到云/边缘服务器可能会降低移动设备的计算负担，但信道质量，网络和边缘服务器负载中的不稳定模式可能导致任务执行的显着延迟。最近，已经提出了基于分割计算（SC）的方法，其中DNN被分成在移动设备上和边缘服务器上执行的头部和尾模型。最终，这可能会降低带宽使用以及能量消耗。另一种叫做早期退出（EE）的方法，列车模型在架构中呈现多个“退出”，每个都提供越来越高的目标准确性。因此，可以根据当前条件或应用需求进行准确性和延迟之间的权衡。在本文中，我们通过呈现最相关方法的比较，对SC和EE策略进行全面的综合调查。我们通过提供一系列引人注目的研究挑战来结束论文。

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。

In recent years, the development of accurate deep keyword spotting (KWS) models has resulted in KWS technology being embedded in a number of technologies such as voice assistants. Many of these models rely on large amounts of labelled data to achieve good performance. As a result, their use is restricted to applications for which a large labelled speech data set can be obtained. Self-supervised learning seeks to mitigate the need for large labelled data sets by leveraging unlabelled data, which is easier to obtain in large amounts. However, most self-supervised methods have only been investigated for very large models, whereas KWS models are desired to be small. In this paper, we investigate the use of self-supervised pretraining for the smaller KWS models in a label-deficient scenario. We pretrain the Keyword Transformer model using the self-supervised framework Data2Vec and carry out experiments on a label-deficient setup of the Google Speech Commands data set. It is found that the pretrained models greatly outperform the models without pretraining, showing that Data2Vec pretraining can increase the performance of KWS models in label-deficient scenarios. The source code is made publicly available.

随着虚拟助手变得越来越多样化和专业，对应用或特定品牌唤醒的需求也是如此。但是，通常用于训练尾流检测器的特定于唤醒特定的数据集是昂贵的。在本文中，我们探索了两种技术来利用声音建模数据，以提高大唱歌的语音识别，以改善专用的尾流探测器：转移学习和知识蒸馏。我们还探讨了这些技术如何与时间同步训练目标相互作用以提高检测潜伏期。实验显示在开源“嘿STHIPS”数据集中，并且内部远场数据集更具挑战性。使用大型声学模型中的电话同步目标和知识蒸馏，我们能够提高两个数据集的数据集尺寸的精度，同时降低延迟。

自我监督的语音表示学习在各种语音处理任务中显示出令人鼓舞的结果。但是，预先训练的模型，例如休伯特是存储密集型变压器，限制了其在低资源设置下的应用程序范围。为此，我们建议通过修剪结构化参数自动找到所需的体系结构Lighthubert，这是一个曾经是变压器的压缩框架。更确切地说，我们创建了一个基于变压器的超级网，该超网嵌套着数千个重量共享子网，并设计了一个两阶段的蒸馏策略，以利用休伯特的上下文化潜在表示。关于自动语音识别（ASR）和出色基准的实验表明，拟议的lighthubert可实现$ 10^9 $的架构，该体系结构涉及嵌入尺寸，注意力维度，头部编号，进率向前网络比率和网络深度。 Lighthubert优于ASR上的原始Hubert和Hubert大小的五个出色的任务，在大多数任务中，在大多数任务中都具有可比的性能，并减少了29％的参数，并获得了$ 3.5 \ times $ times $ compression $压缩比在三个超级任务中，例如自动扬声器验证，关键字发现和意图分类，略有准确的损失。代码和预培训模型可在https://github.com/mechanicalsea/lighthubert上找到。

Real-world tasks are largely composed of multiple models, each performing a sub-task in a larger chain of tasks, i.e., using the output from a model as input for another model in a multi-model pipeline. A model like MATRa performs the task of Crosslingual Transliteration in two stages, using English as an intermediate transliteration target when transliterating between two indic languages. We propose a novel distillation technique, EPIK, that condenses two-stage pipelines for hierarchical tasks into a single end-to-end model without compromising performance. This method can create end-to-end models for tasks without needing a dedicated end-to-end dataset, solving the data scarcity problem. The EPIK model has been distilled from the MATra model using this technique of knowledge distillation. The MATra model can perform crosslingual transliteration between 5 languages - English, Hindi, Tamil, Kannada and Bengali. The EPIK model executes the task of transliteration without any intermediate English output while retaining the performance and accuracy of the MATra model. The EPIK model can perform transliteration with an average CER score of 0.015 and average phonetic accuracy of 92.1%. In addition, the average time for execution has reduced by 54.3% as compared to the teacher model and has a similarity score of 97.5% with the teacher encoder. In a few cases, the EPIK model (student model) can outperform the MATra model (teacher model) even though it has been distilled from the MATra model.

机器学习中的知识蒸馏是将知识从名为教师的大型模型转移到一个名为“学生”的较小模型的过程。知识蒸馏是将大型网络（教师）压缩到较小网络（学生）的技术之一，该网络可以部署在手机等小型设备中。当教师和学生之间的网络规模差距增加时，学生网络的表现就会下降。为了解决这个问题，在教师模型和名为助教模型的学生模型之间采用了中间模型，这反过来弥补了教师与学生之间的差距。在这项研究中，我们已经表明，使用多个助教模型，可以进一步改进学生模型（较小的模型）。我们使用加权集合学习将这些多个助教模型组合在一起，我们使用了差异评估优化算法来生成权重值。

我们介绍折扣，一种用于学习通用音频表示的自我监督的预训练方法。我们的系统基于群集：它利用了离线群集步骤来提供充当伪标签的目标标签，用于解决预测任务。我们开发了最近的自我监督学习近期进步，为计算机愿景和设计轻量级，易于使用的自我监督的预训练计划。我们在大型音频数据集的平衡子集上预先列车脱换嵌入式，并将这些表示转移到9个下游分类任务，包括语音，音乐，动物声音和声学场景。此外，我们开展识别关键设计选择的消融研究，并通过公开提供所有代码和预先训练的型号。

将最新的变压器模型蒸馏成轻量级的学生模型是降低推理时计算成本的有效方法。学生模型通常是紧凑的变压器，参数较少，而昂贵的操作（例如自我发项）持续存在。因此，对于实时或大量用例，提高的推理速度仍然不令人满意。在本文中，我们旨在通过将教师模型提炼成更大，更稀疏的学生模型来进一步推动推理速度的极限 - 更大的是它们扩展到数十亿个参数；稀疏，大多数模型参数是N-gram嵌入。我们对六个单词文本分类任务的实验表明，这些学生模型平均保留了罗伯塔大师教师表现的97％，同时推理时GPU和CPU的加速速度最高为600倍。进一步的调查表明，我们的管道也有助于句子对分类任务和域泛化设置。

受到计算机视觉的自我监督学习的最新进展的启发，在本文中，我们介绍了Delores，这是一种新的通用音频表示方法。我们的主要目标是使我们的网络学习在资源受限的设置（数据和计算）中，可以很好地跨越各种下游任务。受Barlow Twins目标功能的启发，我们建议学习对输入音频样本失真不变的嵌入，同时确保它们包含有关样本的非冗余信息。为此，我们测量了两个相同的网络的输出之间的互相关矩阵，该网络用从音频文件采样的音频段的变形版本中，使其尽可能接近身份矩阵。我们将大规模音频集数据集和FSD50K的一小部分组合用于自学学习，并且与最先进的算法相比，参数的一半不到一半。为了进行评估，我们将这些学习的表示形式转移到9个下游分类任务，包括语音，音乐和动物声音，并在不同的评估设置下显示竞争结果。除了简单明了，我们的预训练算法还可以通过其固有的构造本质来计算，并且不需要仔细的实施细节以避免琐碎或退化的解决方案。此外，我们对结果进行消融研究，并使我们的所有代码和预培训模型公开可用https://github.com/speech-lab-iitm/delores。

我们从任务特定的BERT基教师模型执行知识蒸馏（KD）基准到各种学生模型：Bilstm，CNN，Bert-Tiny，Bert-Mini和Bert-small。我们的实验涉及在两个任务中分组的12个数据集：印度尼西亚语言中的文本分类和序列标记。我们还比较蒸馏的各个方面，包括使用Word Embeddings和未标记的数据增强的使用。我们的实验表明，尽管基于变压器的模型的普及程度不断上升，但是使用Bilstm和CNN学生模型，与修剪的BERT模型相比，使用Bilstm和CNN学生模型提供了性能和计算资源（CPU，RAM和存储）之间的最佳权衡。我们进一步提出了一些快速胜利，通过涉及涉及丢失功能，Word Embeddings和未标记的数据准备的简单选择的高效KD培训机制来生产小型NLP模型。

心电图（ECG）监测心脏产生的电活动，用于检测致命的心血管疾病（CVD）。从传统上讲，为了捕获精确的电活动，临床专家使用多铅的心电图（通常为12条线索）。但是最近，大尺寸的深度学习模型已被用于检测这些疾病。但是，这样的模型需要大量的计算资源，例如巨大的记忆和漫长的推理时间。为了减轻这些缺点，我们提出了一个低参数模型，称为低资源心脏网络（LRH-NET），该模型使用较少的潜在客户在资源受限的环境中检测ECG异常。除此之外，还使用多层次知识蒸馏过程，以在我们提出的模型上获得更好的概括性能。多层次知识蒸馏过程将知识提炼成经过培训的LRH-NET，以减少在多个线索中训练的高级参数（教师）模型减少铅的铅，以减少性能差距。在Physionet-2020挑战数据集上评估了所提出的模型，输入受限。 LRH-NET的参数比检测CVD的教师模型小106倍。与教师模型相比，LRH-NET的性能缩放高达3.2％，推理时间降低了75％。与计算和参数密集的深度学习技术相反，提出的方法使用了使用低资源LRH-NET的ECG铅的子集，使其非常适合在边缘设备上部署。

One of the most efficient methods for model compression is hint distillation, where the student model is injected with information (hints) from several different layers of the teacher model. Although the selection of hint points can drastically alter the compression performance, conventional distillation approaches overlook this fact and use the same hint points as in the early studies. Therefore, we propose a clustering based hint selection methodology, where the layers of teacher model are clustered with respect to several metrics and the cluster centers are used as the hint points. Our method is applicable for any student network, once it is applied on a chosen teacher network. The proposed approach is validated in CIFAR-100 and ImageNet datasets, using various teacher-student pairs and numerous hint distillation methods. Our results show that hint points selected by our algorithm results in superior compression performance compared to state-of-the-art knowledge distillation algorithms on the same student models and datasets.

大型的语言模型（PRELMS）正在彻底改变所有基准的自然语言处理。但是，它们的巨大尺寸对于小型实验室或移动设备上的部署而言是过分的。修剪和蒸馏等方法可减少模型尺寸，但通常保留相同的模型体系结构。相反，我们探索了蒸馏预告片中的更有效的架构，单词的持续乘法（CMOW），该构造将每个单词嵌入为矩阵，并使用矩阵乘法来编码序列。我们扩展了CMOW体系结构及其CMOW/CBOW-HYBRID变体，具有双向组件，以提供更具表现力的功能，在预绘制期间进行一般（任务无义的）蒸馏的单次表示，并提供了两种序列编码方案，可促进下游任务。句子对，例如句子相似性和自然语言推断。我们的基于矩阵的双向CMOW/CBOW-HYBRID模型在问题相似性和识别文本范围内的Distilbert具有竞争力，但仅使用参数数量的一半，并且在推理速度方面快三倍。除了情感分析任务SST-2和语言可接受性任务COLA外，我们匹配或超过ELMO的ELMO分数。但是，与以前的跨架结构蒸馏方法相比，我们证明了检测语言可接受性的分数增加了一倍。这表明基于基质的嵌入可用于将大型预赛提炼成竞争模型，并激励朝这个方向进行进一步的研究。

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

自我监督学习（SSL）被视为一种非常有前途的方法，对于下游任务的几个语音，高性能。由于SSL模型的参数通常是如此之大，以至于训练和推理需要大量的内存和计算成本，因此希望通过应用诸如知识蒸馏（KD）等压缩方法来生成紧凑的SSL模型，而无需显着性能降解。尽管KD方法能够缩小SSL模型结构的深度和/或宽度，但几乎没有研究如何改变深度和宽度对小脚印模型的内部表示。本文提供了一项解决问题的经验研究。我们在改变结构和KD方法的同时研究了Superb的性能，以保持参数恒定的数量；这使我们能够分析通过改变模型体系结构引入的表示的贡献。实验表明，一定深度对于准确地求解面向内容的任务（例如自动语音识别）至关重要，而在几个面向讲话者的任务上（例如，说话者的身份），必须进行一定宽度对于实现高性能。基于这些观察结果，我们确定了与以前的研究相比，具有更好性能的更高压模型。

在生物医学语料库中预先培训的语言模型，例如Biobert，最近在下游生物医学任务上显示出令人鼓舞的结果。另一方面，由于嵌入尺寸，隐藏尺寸和层数等因素，许多现有的预训练模型在资源密集型和计算上都是沉重的。自然语言处理（NLP）社区已经制定了许多策略来压缩这些模型，利用修剪，定量和知识蒸馏等技术，从而导致模型更快，更小，随后更易于使用。同样，在本文中，我们介绍了六种轻型模型，即Biodistilbert，Biotinybert，BioMobilebert，Distilbiobert，Tinybiobert和Cmpactactbiobert，并通过掩护的语言在PubMed DataSet上通过掩护数据进行了知识蒸馏而获得的知识蒸馏来获得。建模（MLM）目标。我们在三个生物医学任务上评估了所有模型，并将它们与Biobert-V1.1进行比较，以创建有效的轻量级模型，以与较大的对应物相同。所有模型将在我们的HuggingFace配置文件上公开可用，网址为https://huggingface.co/nlpie，用于运行实验的代码将在https://github.com/nlpie-research/compact-compact-biomedical-transformers上获得。