在本文中,我们描述了一种表示音频信号的表示方法,以实现COVID-19检测任务。将原始音频样品用1D卷积过滤器进行处理,这些过滤器被参数化为余弦调制的高斯函数。这些内核的选择允许将滤纸解释为光滑的带通滤波器。过滤后的输出汇总,对数压缩并用于基于自我注意的相关加权机制。相关权重强调了时间频分解的关键区域,这对于下游任务很重要。该模型的后续层由复发架构组成,模型经过训练,以执行COVID-19检测任务。在我们对COSWARA数据集的实验中,我们表明,所提出的模型在基线系统以及其他表示学习方法上实现了显着的性能改进。此外,提出的方法被证明适用于语音和呼吸信号以及从较大的数据集中转移学习。
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该报告描述了用于在第二次DICOVA挑战中使用三种不同的声学模态(即语音,呼吸和咳嗽)来检测COVID-19阳性的系统。所提出的系统基于4种不同方法的组合,每种方法都集中在问题的一个方面上,并在呼吸,咳嗽和语音轨道上分别达到86.41、77.60和84.55的盲试AUC,并且这三个轨道的融合中的AUC为85.37。
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Covid-19大流行是人类的祸害,宣称全世界超过500万人的生活。虽然疫苗正在全世界分布,但表观需要实惠的筛选技术,以便为无法获得传统医学的世界服务。人工智能可以提供利用咳嗽声音作为主要筛选模式的解决方案。本文介绍了多种模型,这些模型在学术文献目前呈现的最大评估数据集上取得了相对尊敬的性能。此外,我们还显示性能随着培训数据规模而增加,表明世界各地的数据收集,以帮助使用非传统方式对抗Covid-19大流行。
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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。
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从未标记数据的代表学习一直是对人工智能研究的重大兴趣。虽然自我监督的言语代表学习在语音研究界受欢迎,但很少有效地对非语音音频任务进行了全面分析了音频表示学习。在本文中,我们提出了一种自我监督的音频表示学习方法,并将其应用于各种下游非语音音频任务。我们将众所周知的Wav2Vec 2.0框架结合起来,这在用于语音任务的自我监督学习中取得了成功,具有参数效率的构装体系结构。我们的自我监督的预培训可以减少三分之二的标记数据的需求。在Audioset基准测试中,我们达到平均平均精度(地图)得分为0.415,这是通过仅限音频自我监督的学习在此数据集上的新型最先进的。我们的微调符合子也超越了在几个下游任务上以监督方式预先培训的先前系统的性能。我们进一步讨论了预先培训和微调的重要设计考虑因素。
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最近深入学习的突破往往依靠代表学习和知识转移。近年来,开发了用于培养自动语音识别的无监督和自我监督的学习讲话技巧。迄今为止,大多数方法是特定于任务的,并且在特定任务的不同数据集或设置之间进行任务传输学习。反过来,学习任务 - 独立于转移学习的语音和交叉任务应用的代表仍然不那么常见。在这里,我们介绍了一个编码器捕获词级表示的跨任务传输学习。我们展示了预先训练的编码器在四个不同的语音和音频处理任务中的应用:(i)语音增强,(ii)语言识别,(iii)语音,噪声和音乐分类,和(iv)扬声器识别。在每项任务中,我们将跨任务转移学习方法的表现进行比较,以完成任务特定的基准。我们的结果表明,编码器通过预训练捕获的语音表示可在不同的语音处理任务和数据集中可转换。值得注意的是,即使是我们预先训练的编码器的简单应用也优于任务特定的方法,或者取决于任务。
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我们寻求基于8,380临床验证样品的咳嗽声,评估Covid-19的快速初级筛查工具的检测性能,从8,380临床验证的样品进行实验室分子测试(2,339 Covid-19阳性和6,041个Covid-19负面)。根据患者的定量RT-PCR(QRT-PCR)分析,循环阈值和淋巴细胞计数,根据结果和严重程度临床标记样品。我们所提出的通用方法是一种基于经验模式分解(EMD)的算法,其随后基于音频特征的张量和具有称为Deplecough的卷积层的深层人工神经网络分类器的分类。基于张量尺寸的数量,即DepeCough2D和DeepCOUGH3D,两种不同版本的深度。这些方法已部署在多平台概念验证Web应用程序CoughDetect中以匿名管理此测试。 Covid-19识别结果率达到了98.800.83%,敏感性为96.431.85%的有前途的AUC(面积),特异性为96.201.74%,81.08%5.05%AUC,用于识别三个严重程度。我们提出的Web工具和支持稳健,快速,需要Covid-19的需求识别的基础算法有助于快速检测感染。我们认为,它有可能大大妨碍世界各地的Covid-19大流行。
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这项工作旨在自动评估儿童的语言发展是否适合年龄。经过验证的语音和语言测试用于此目的测试听觉记忆。在这项工作中,任务是确定是否正确说出了口语非单词。我们比较有动机来建模特定语言结构的不同方法:低水平特征(FFT),扬声器嵌入(ECAPA-TDNN),素化 - 动机的嵌入(WAV2VEC 2.0)和语音嵌入Senones(ASR ASR ACOSTIC模型)形式。每种方法都提供了类似VGG的5层CNN分类器的输入。我们还检查了每个非单词的适应性。使用来自口头非单词的不同幼儿园的录音进行了对拟议系统的评估。 ECAPA-TDNN和低级FFT特征不会明确模型语音信息; WAV2VEC2.0经过素数标签训练,我们的ASR声学模型包含(子)语音信息。我们发现,语音建模越颗粒状,达到的识别率就越高。在ASR声学模型特征上训练的最佳系统的精度为89.4%,在ROC(接收器操作特征)曲线(AUC)下的面积为0.923。与FFT-BASELINE相比,这对应于20.2%和AUC相对0.309的改善。
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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.
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这项工作的目的是通过利用视频中的音频和视觉流的自然共同发生来研究语音重建(视频到音频)对语音重建(视频到音频)的影响。我们提出了Lipsound2,其包括编码器 - 解码器架构和位置感知注意机制,可直接将面部图像序列映射到熔化谱图,而无需任何人类注释。提出的Lipsound2模型首先在$ 2400H的$ 2400h多语言(例如英语和德语)视听数据(VoxceleB2)上进行预先培训。为了验证所提出的方法的概括性,我们将在与以前的方法相比,微调在域特定数据集(网格,TCD-Timit)上进行预先训练的模型,以实现对语音质量和可懂度的显着提高扬声器依赖和依赖的设置。除了英语外,我们还在CMLR数据集上进行中文语音重建,以验证对转移性的影响。最后,我们通过微调在预先训练的语音识别系统上产生生成的音频并在英语和中文基准数据集中实现最先进的性能来培训级联唇读(视频到文本)系统。
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自从几十年前的频谱分析开创性工作以来,已经研究了提取音频和语音特征的方法。最近的努力以开发通用音频表示的雄心为指导。例如,如果深度神经网络在大型音频数据集上进行了培训,则可以提取最佳的嵌入。这项工作扩展了基于自我监督的学习,通过引导,提出各种编码器体系结构,并探索使用不同的预训练数据集的效果。最后,我们提出了一个新颖的培训框架,以提出一个混合音频表示,该框架结合了手工制作和数据驱动的学习音频功能。在HEAR NEURIPS 2021挑战中,对听觉场景分类和时间戳检测任务进行了评估。我们的结果表明,在大多数听到挑战任务中,带有卷积变压器的混合模型都会产生卓越的性能。
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The massive growth of self-supervised learning (SSL) has been witnessed in language, vision, speech, and audio domains over the past few years. While discrete label prediction is widely adopted for other modalities, the state-of-the-art audio SSL models still employ reconstruction loss for pre-training. Compared with reconstruction loss, semantic-rich discrete label prediction encourages the SSL model to abstract the high-level audio semantics and discard the redundant details as in human perception. However, a semantic-rich acoustic tokenizer for general audio pre-training is usually not straightforward to obtain, due to the continuous property of audio and unavailable phoneme sequences like speech. To tackle this challenge, we propose BEATs, an iterative audio pre-training framework to learn Bidirectional Encoder representation from Audio Transformers, where an acoustic tokenizer and an audio SSL model are optimized by iterations. In the first iteration, we use random projection as the acoustic tokenizer to train an audio SSL model in a mask and label prediction manner. Then, we train an acoustic tokenizer for the next iteration by distilling the semantic knowledge from the pre-trained or fine-tuned audio SSL model. The iteration is repeated with the hope of mutual promotion of the acoustic tokenizer and audio SSL model. The experimental results demonstrate our acoustic tokenizers can generate discrete labels with rich audio semantics and our audio SSL models achieve state-of-the-art results across various audio classification benchmarks, even outperforming previous models that use more training data and model parameters significantly. Specifically, we set a new state-of-the-art mAP 50.6% on AudioSet-2M for audio-only models without using any external data, and 98.1% accuracy on ESC-50. The code and pre-trained models are available at https://aka.ms/beats.
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Through solving pretext tasks, self-supervised learning leverages unlabeled data to extract useful latent representations replacing traditional input features in the downstream task. In audio/speech signal processing, a wide range of features where engineered through decades of research efforts. As it turns out, learning to predict such features (a.k.a pseudo-labels) has proven to be a particularly relevant pretext task, leading to useful self-supervised representations which prove to be effective for downstream tasks. However, methods and common practices for combining such pretext tasks for better performance on the downstream task have not been explored and understood properly. In fact, the process relies almost exclusively on a computationally heavy experimental procedure, which becomes intractable with the increase of the number of pretext tasks. This paper introduces a method to select a group of pretext tasks among a set of candidates. The method we propose estimates calibrated weights for the partial losses corresponding to the considered pretext tasks during the self-supervised training process. The experiments conducted on automatic speech recognition, speaker and emotion recognition validate our approach, as the groups selected and weighted with our method perform better than classic baselines, thus facilitating the selection and combination of relevant pseudo-labels for self-supervised representation learning.
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口吃是一种言语障碍,在此期间,语音流被非自愿停顿和声音重复打断。口吃识别是一个有趣的跨学科研究问题,涉及病理学,心理学,声学和信号处理,使检测很难且复杂。机器和深度学习的最新发展已经彻底彻底改变了语音领域,但是对口吃的识别受到了最小的关注。这项工作通过试图将研究人员从跨学科领域聚集在一起来填补空白。在本文中,我们回顾了全面的声学特征,基于统计和深度学习的口吃/不足分类方法。我们还提出了一些挑战和未来的指示。
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Covid-19大流行为感染检测和监测解决方案产生了重大的兴趣和需求。在本文中,我们提出了一种机器学习方法,可以使用在消费者设备上进行的录音来快速分离Covid-19。该方法将信号处理方法与微调深层学习网络相结合,提供了信号去噪,咳嗽检测和分类的方法。我们还开发并部署了一个移动应用程序,使用症状检查器与语音,呼吸和咳嗽信号一起使用,以检测Covid-19感染。该应用程序对两个开放的数据集和最终用户在测试版测试期间收集的嘈杂数据显示了鲁棒性能。
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自动扬声器识别算法通常使用预定义的过滤库,例如MEL频率和伽马酮滤波器,以表征语音音频。但是,已经观察到使用这些滤纸提取的功能对各种音频降解没有弹性。在这项工作中,我们提出了一种基于学习的技术,以从大量的语音音频中推断出滤纸设计。这种过滤库的目的是提取特征在非理想的音频条件下(例如退化,持续时间短和多语言语音)的功能。为此,1D卷积神经网络旨在直接从原始的语音音频中学习一个名为deepvox的时间域滤纸。其次,开发了一种自适应三重态挖掘技术,以有效地挖掘最适合训练过滤器的数据样本。第三,对DeepVox FilterBanks进行的详细消融研究揭示了提取特征中的声源和声带特征的存在。 Voxceleb2,NIST SRE 2008、2010和2018和Fisher Speech数据集的实验结果证明了DeepVox特征在各种退化,短期和多语言语音中的功效。 DeepVox的功能还显示出可提高现有说话者识别算法的性能,例如XVECTOR-PLDA和IVECTOR-PLDA。
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Purpose: Considering several patients screened due to COVID-19 pandemic, computer-aided detection has strong potential in assisting clinical workflow efficiency and reducing the incidence of infections among radiologists and healthcare providers. Since many confirmed COVID-19 cases present radiological findings of pneumonia, radiologic examinations can be useful for fast detection. Therefore, chest radiography can be used to fast screen COVID-19 during the patient triage, thereby determining the priority of patient's care to help saturated medical facilities in a pandemic situation. Methods: In this paper, we propose a new learning scheme called self-supervised transfer learning for detecting COVID-19 from chest X-ray (CXR) images. We compared six self-supervised learning (SSL) methods (Cross, BYOL, SimSiam, SimCLR, PIRL-jigsaw, and PIRL-rotation) with the proposed method. Additionally, we compared six pretrained DCNNs (ResNet18, ResNet50, ResNet101, CheXNet, DenseNet201, and InceptionV3) with the proposed method. We provide quantitative evaluation on the largest open COVID-19 CXR dataset and qualitative results for visual inspection. Results: Our method achieved a harmonic mean (HM) score of 0.985, AUC of 0.999, and four-class accuracy of 0.953. We also used the visualization technique Grad-CAM++ to generate visual explanations of different classes of CXR images with the proposed method to increase the interpretability. Conclusions: Our method shows that the knowledge learned from natural images using transfer learning is beneficial for SSL of the CXR images and boosts the performance of representation learning for COVID-19 detection. Our method promises to reduce the incidence of infections among radiologists and healthcare providers.
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现有的源单元手机识别方法缺乏源设备的长期特征表征,从而导致与源单元相关特征的不准确表示,从而导致识别精度不足。在本文中,我们提出了一种基于时空表示学习的源细胞手机识别方法,其中包括两个主要部分:提取顺序高斯平均矩阵特征和基于时空表示学习的识别模型的构建。在特征提取部分中,基于对记录源信号的时间序列表示的分析,我们通过使用高斯混合模型对数据分布的灵敏度提取具有长期和短期表示能力的顺序高斯平均矩阵。在模型构建部分中,我们设计了一个结构化的时空表示网络C3D-BILSTM,以充分表征时空信息,结合3D卷积网络和双向长期短期记忆网络,用于短期光谱信息和长期的长期记忆网络波动信息表示学习,并通过融合记录源信号的时空特征信息来准确识别细胞手机。该方法的平均准确性为99.03%的封闭设置识别在CCNU \ _Mobile数据集中的45个手机识别,而在小样本尺寸实验中的平均识别率为98.18%,识别性能优于现有的最新目前的识别性能方法。实验结果表明,该方法在多级细胞手机识别中表现出出色的识别性能。
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呼吸声分类中的问题已在去年的临床科学家和医学研究员团体中获得了良好的关注,以诊断Covid-19疾病。迄今为止,各种模型的人工智能(AI)进入了现实世界,从人类生成的声音等人生成的声音中检测了Covid-19疾病,例如语音/言语,咳嗽和呼吸。实现卷积神经网络(CNN)模型,用于解决基于人工智能(AI)的机器上的许多真实世界问题。在这种情况下,建议并实施一个维度(1D)CNN,以诊断Covid-19的呼吸系统疾病,例如语音,咳嗽和呼吸。应用基于增强的机制来改善Covid-19声音数据集的预处理性能,并使用1D卷积网络自动化Covid-19疾病诊断。此外,使用DDAE(数据去噪自动编码器)技术来产生诸如输入功能的深声特征,而不是采用MFCC(MEL频率跳跃系数)的标准输入,并且它更好地执行比以前的型号的准确性和性能。
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本文研究了基于图像的蒙版自动编码器(MAE)的简单扩展,以从音频谱图中学习自我监督的表示。在MAE中的变压器编码器编码器设计之后,我们的Audio-MAE首先编码具有较高遮罩比的音频谱图斑块,仅通过编码器层馈入非掩盖令牌。然后,解码器重新订购并解码编码的上下文,并用掩码令牌填充,以重建输入频谱图。我们发现将局部窗户注意力纳入解码器是有益的,因为音频谱图在当地时间和频带中高度相关。然后,我们在目标数据集上以较低的掩模比微调编码器。从经验上讲,音频MAE在六个音频和语音分类任务上设定了新的最先进的性能,超过了使用外部监督预训练的其他最新模型。代码和模型将在https://github.com/facebookresearch/audiomae上。
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