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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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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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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最近，卷积增强的变压器（构象异构体）在自动语音识别（ASR）中显示出令人鼓舞的结果，表现优于先前发表的最佳变压器传感器。在这项工作中，我们认为编码器和解码器中每个块的输出信息并不完全包容，换句话说，它们的输出信息可能是互补的。我们研究如何以参数效率的方式利用每个块的互补信息，并且可以预期这可能会导致更强的性能。因此，我们提出了刻板的变压器以进行语音识别，名为BlockFormer。我们已经实现了两个块集合方法：块输出的基本加权总和（基本WSBO），以及挤压和激气模块到块输出的加权总和（SE-WSBO）。实验已经证明，阻滞剂在Aishell-1上大大优于基于最新的构象模型，我们的模型在不使用语言模型的情况下达到了4.35 \％的CER，并且在4.10 \％上具有外部语言模型的4.10 \％测试集。
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Citrinet是基于端到端卷积连接派时间分类（CTC）自动语音识别（ASR）模型。为了捕获本地和全球上下文信息，Citrinet中使用了1D时间通道可分开的卷积与子词编码和挤压和兴奋（SE）的结合（SE），使整个体系结构与23个块和235个卷积层一样深和46个线性层。这种纯净的卷积和深度建筑使得critrinet在收敛时相对较慢。在本文中，我们建议在Citrinet块中的卷积模块中引入多头关注，同时保持SE模块和残留模块不变。为了加速加速，我们在每个注意力增强的Citrinet块中删除了8个卷积层，并将23个块减少到13个。日本CSJ-500H和Magic-1600h的实验表明，注意力增强的Citrinet具有较少的层和块，并更快地将其构图和嵌段。比（1）Citrinet具有80 \％训练时间的CITRINET，并且具有40 \％训练时间和29.8％型号的构象异构体。
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我们在视觉变压器上呈现整洁但有效的递归操作，可以提高参数利用而不涉及额外参数。这是通过在变压器网络的深度分享权重来实现的。所提出的方法可以只使用NA \“IVE递归操作来获得大量增益（〜2％），不需要对设计网络原理的特殊或复杂的知识，并引入训练程序的最小计算开销。减少额外的计算通过递归操作，同时保持卓越的准确性，我们通过递归层的多个切片组自行引入近似方法，这可以通过最小的性能损失将成本消耗降低10〜30％。我们称我们的模型切片递归变压器（SRET） ，这与高效视觉变压器的广泛的其他设计兼容。我们最好的模型在含有较少参数的同时，在最先进的方法中对Imagenet建立了重大改进。建议的切片递归操作使我们能够建立一个变压器超过100甚至1000层，仍然仍然小尺寸（13〜15米），以避免困难当模型尺寸太大时，IES在优化中。灵活的可扩展性显示出缩放和构建极深和大维视觉变压器的巨大潜力。我们的代码和模型可在https://github.com/szq0214/sret中找到。
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最近提出的符合者架构已成功用于实现在不同数据集上实现最先进性能的端到端自动语音识别（ASR）架构。为了我们的最佳知识，没有研究使用适用物声学模型对混合ASR的影响。在本文中，我们展示并评估了竞争的基于统一体的混合模型训练配方。我们研究了不同的培训方面和方法，以提高字差率以及提高训练速度。我们应用时间下采样方法以实现有效的培训，并使用转换卷积再次上置输出序列。我们在交换机300H数据集中进行实验，与其他架构相比，我们的符合子的混合模型实现了竞争力。它在Hub5'01测试集上概括并显着优于BLSTM的混合模型。
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最先进的编码器模型（例如，用于机器翻译（MT）或语音识别（ASR））作为原子单元构造并端到端训练。没有其他模型的任何组件都无法（重新）使用。我们描述了Legonn，这是一种使用解码器模块构建编码器架构的过程，可以在各种MT和ASR任务中重复使用，而无需进行任何微调。为了实现可重复性，每个编码器和解码器模块之间的界面都基于模型设计器预先定义的离散词汇，将其接地到边缘分布序列。我们提出了两种摄入这些边缘的方法。一个是可区分的，可以使整个网络的梯度流动，另一个是梯度分离的。为了使MT任务之间的解码器模块的可移植性用于不同的源语言和其他任务（例如ASR），我们引入了一种模态不可思议的编码器，该模态编码器由长度控制机制组成，以动态调整编码器的输出长度，以匹配预期的输入长度范围的范围预训练的解码器。我们提出了几项实验来证明Legonn模型的有效性：可以重复使用德国英语（DE-EN）MT任务的训练有素的语言解码器模块，而没有对Europarl English ASR和ROMANIAN-ENGLISH进行微调（RO）（RO）（RO）（RO） -en）MT任务以匹配或击败相应的基线模型。当针对数千个更新的目标任务进行微调时，我们的Legonn模型将RO-EN MT任务提高了1.5个BLEU点，并为Europarl ASR任务降低了12.5％的相对减少。此外，为了显示其可扩展性，我们从三个模块中构成了一个legonn ASR模型 - 每个模块都在三个不同数据集的不同端到端训练的模型中学习 - 将降低的减少降低到19.5％。
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知识蒸馏（KD），最称为模型压缩的有效方法，旨在将更大的网络（教师）的知识转移到更小的网络（学生）。传统的KD方法通常采用以监督方式培训的教师模型，其中输出标签仅作为目标处理。我们进一步扩展了这一受监督方案，我们为KD，即Oracle老师推出了一种新型的教师模型，它利用源输入和输出标签的嵌入来提取更准确的知识来转移到学生。所提出的模型遵循变压器网络的编码器解码器注意结构，这允许模型从输出标签上参加相关信息。在三种不同的序列学习任务中进行了广泛的实验：语音识别，场景文本识别和机器翻译。从实验结果来看，我们经验证明，拟议的模型在这些任务中改善了学生，同时在教师模型的培训时间内实现了相当大的速度。
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变形金刚在自然语言处理方面取得了巨大的成功。由于变压器中自我发挥机制的强大能力，研究人员为各种计算机视觉任务（例如图像识别，对象检测，图像分割，姿势估计和3D重建）开发了视觉变压器。本文介绍了有关视觉变形金刚的不同建筑设计和培训技巧（包括自我监督的学习）文献的全面概述。我们的目标是为开放研究机会提供系统的审查。
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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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变压器已经看到了自然语言处理和计算机视觉任务的前所未有的上升。但是，在音频任务中，由于音频波形的极大序列长度或在培训基于傅立叶特征时，它们是不可行的。在这项工作中，我们介绍了一个架构，Audiomer，在那里我们将1D残差网络与表演者的注意力结合起来，以实现使用原始音频波形的关键字在关键字中实现最先进的性能，优先于以前的所有方法，同时计算更便宜和参数效率。此外，我们的模型具有语音处理的实际优点，例如由于缺乏位置编码而在任意长的音频剪辑上推断。代码可在https://github.com/the-learning-machines/dautiomer获得
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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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2022-12-09
Training large, deep neural networks to convergence can be prohibitively expensive. As a result, often only a small selection of popular, dense models are reused across different contexts and tasks. Increasingly, sparsely activated models, which seek to decouple model size from computation costs, are becoming an attractive alternative to dense models. Although more efficient in terms of quality and computation cost, sparse models remain data-hungry and costly to train from scratch in the large scale regime. In this work, we propose sparse upcycling -- a simple way to reuse sunk training costs by initializing a sparsely activated Mixture-of-Experts model from a dense checkpoint. We show that sparsely upcycled T5 Base, Large, and XL language models and Vision Transformer Base and Large models, respectively, significantly outperform their dense counterparts on SuperGLUE and ImageNet, using only ~50% of the initial dense pretraining sunk cost. The upcycled models also outperform sparse models trained from scratch on 100% of the initial dense pretraining computation budget.
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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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最近，自我监督的预先磨普已经实现了端到端（E2E）自动语音识别（ASR）的令人印象深刻的结果。然而，主要的序列到序列（S2S）E2E模型仍然很难充分利用自我监督的预训练方法，因为其解码器在声学表示上被调节，因此不能分开预先磨损。在本文中，我们提出了一种基于混合CTC /注意E2E模型的预磨削变压器（Preformer）S2S ASR架构，以充分利用预磨削的声学模型（AMS）和语言模型（LMS）。在我们的框架中，编码器初始化了Preprina（Wav2Vec2.0）。 Preformer在训练和推理期间利用CTC作为辅助任务。此外，我们设计了一个十字解码器（OCD），其放宽对声学表示的依赖性，以便可以用预净化的LM（DistilGPT2）初始化它。实验在Aishell-1语料库上进行，并在测试集上达到4.6±6 \％$ Character error rate（cer）。与我们的Vanilla混合CTC /注意力变压器基线相比，我们所提出的CTC /注意力的预浆料产生27亿美元的相对CER减少。据我们所知，这是第一个在S2S ASR系统中使用普里雷米和LM的第一项工作。
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We introduce EdgeFormer -- a parameter-efficient Transformer for on-device seq2seq generation under the strict computation and memory constraints. Compared with the previous parameter-efficient Transformers, EdgeFormer applies two novel principles for cost-effective parameterization, allowing it to perform better given the same parameter budget; moreover, EdgeFormer is further enhanced by layer adaptation innovation that is proposed for improving the network with shared layers. Extensive experiments show EdgeFormer can effectively outperform previous parameter-efficient Transformer baselines and achieve competitive results under both the computation and memory constraints. Given the promising results, we release EdgeLM -- the pretrained version of EdgeFormer, which is the first publicly available pretrained on-device seq2seq model that can be easily fine-tuned for seq2seq tasks with strong results, facilitating on-device seq2seq generation in practice.
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基于变压器的模型已经证明了它们在自动语音识别（ASR）任务中的有效性，甚至比常规混合框架表现出卓越的性能。变形金刚的主要思想是通过自我发挥层来捕捉话语中的远程全球背景。但是，对于诸如对话演讲之类的场景，这种话语级建模将忽略跨越话语的上下文依赖性。在本文中，我们建议在基于变压器的端到端体系结构中明确模拟索语中的索引信息，以进行对话性语音识别。具体而言，对于编码器网络，我们捕获了先前语音的上下文，并将此类历史信息纳入了通过上下文感知的残余注意机制中的当前输入。对于解码器而言，当前话语的预测还可以通过有条件的解码器框架在历史性的语言信息上进行条件。我们展示了我们提出的方法在几个开源对话中心的有效性，而拟议的方法始终提高了基于话语级变压器的ASR模型的性能。
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Connectionist时间分类（CTC）的模型很有吸引力，因为它们在自动语音识别（ASR）中的快速推断。语言模型（LM）集成方法（例如浅融合和重新恢复）可以通过利用文本语料库的知识来提高基于CTC的ASR的识别准确性。但是，它们大大减慢了CTC的推论。在这项研究中，我们建议提炼基于CTC的ASR的BERT知识，从而扩展了我们先前针对基于注意的ASR的研究。基于CTC的ASR在训练过程中学习了BERT的知识，并且在测试过程中不使用BERT，从而维持CTC的快速推断。与基于注意力的模型不同，基于CTC的模型做出了框架级预测，因此它们需要与BERT的令牌级预测进行蒸馏。我们建议通过计算最合理的CTC路径来获得比对。对自发日语（CSJ）和TED-LIUM2语料库的实验评估表明，我们的方法改善了基于CTC的ASR的性能，而无需推理速度成本。
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