开发了对策(CM)模型,以保护自动扬声器验证(ASV)系统免受欺骗攻击,并防止导致的个人信息泄漏。基于实用性和安全性考虑,CM模型通常部署在边缘设备上,这些设备的计算资源和存储空间比基于云的系统更有限。这项工作建议使用广义的端到端(GE2E)预训练和对抗性微调来提高性能,并应用知识蒸馏(KD)来减少CM模型的大小。在ASVSPOOF 2021逻辑访问任务的评估阶段,轻质重新设备达到最小T-DCF 0.2695和EER 3.54%。与教师模型相比,轻量级学生模型仅使用22.5%的参数和21.1%的倍数和累积教师模型操作数。
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近年来见证了自动扬声器验证(ASV)的非凡发展。但是,先前的作品表明,最新的ASV模型非常容易受到语音欺骗的攻击,而最近提出的高性能欺骗对策(CM)模型仅专注于独立的反欺骗任务,而忽略了该模型随后的发言人验证过程。如何将CM和ASV集成在一起仍然是一个悬而未决的问题。最近发生了欺骗意识的说话者验证(SASV)挑战,即当共同优化CM和ASV子系统时,可以提供更好的性能。在挑战的情况下,参与者提出的集成系统必须同时拒绝冒名顶替者和欺骗目标扬声器的攻击,这些攻击者直觉有效地与可靠,欺骗的ASV系统的期望相匹配。这项工作着重于基于融合的SASV解决方案,并提出了一个多模型融合框架,以利用多个最先进的ASV和CM模型的功能。拟议的框架将SASV-EER从8.75%提高到1.17 \%,与SASV挑战中最佳基线系统相比,相对改善为86%。
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以前的作品表明,自动扬声器验证(ASV)严重易受恶意欺骗攻击,例如重播,合成语音和最近出现的对抗性攻击。巨大的努力致力于捍卫ANV反击重播和合成语音;但是,只有几种方法探讨了对抗对抗攻击。所有现有的解决ASV对抗性攻击方法都需要对对抗性样本产生的知识,但是防守者知道野外攻击者应用的确切攻击算法是不切实际的。这项工作是第一个在不知道特定攻击算法的情况下对ASV进行对抗性防御。灵感来自自我监督的学习模型(SSLMS),其具有减轻输入中的浅表噪声并重建中断的浅层样本的优点,这项工作至于对噪声的对抗扰动以及SSLMS对ASV的对抗性防御。具体而言,我们建议从两种角度进行对抗性防御:1)对抗扰动纯化和2)对抗扰动检测。实验结果表明,我们的检测模块通过检测对抗性样本的精度约为80%,有效地屏蔽了ASV。此外,由于对ASV的对抗防御性能没有共同的指标,因此考虑到纯化和基于净化的方法,这项工作也将评估指标正式地进行对抗防御。我们真诚地鼓励未来的作品基于拟议的评估框架基于拟议的评估框架来基准。
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在最近的研究中,自我监管的预训练模型倾向于在转移学习中优于监督的预训练模型。特别是,可以在语音应用中使用语音级语音表示的自我监督学习(SSL),这些语音应用需要歧视性表示话语中一致属性的表示:说话者,语言,情感和年龄。现有的框架级别的自我监督语音表示,例如WAV2VEC,可以用作带有汇总的话语级表示,但这些模型通常很大。也有SSL技术可以学习话语级的表示。最成功的方法之一是一种对比方法,它需要负采样:选择替代样品与当前样品(锚)对比。但是,这并不确保所有负面样本属于与没有标签的锚类别不同的​​类别。本文应用了一种非对抗性的自我监督方法来学习话语级的嵌入。我们对没有标签(Dino)从计算机视觉到语音进行了调整,没有标签(Dino)。与对比方法不同,Dino不需要负抽样。我们将Dino与受到监督方式训练的X-Vector进行了比较。当转移到下游任务(说话者验证,语音情绪识别(SER)和阿尔茨海默氏病检测)时,Dino的表现优于X-Vector。我们研究了转移学习过程中几个方面的影响,例如将微调过程分为步骤,块长度或增强。在微调过程中,首先调整最后一个仿射层,然后整个网络一次超过微调。使用较短的块长度,尽管它们产生了更多不同的输入,但并不一定会提高性能,这意味着至少需要具有特定长度的语音段才能为每个应用程序提高性能。增强对SER有帮助。
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Knowledge distillation (KD) has been widely used for model compression and knowledge transfer. Typically, a big teacher model trained on sufficient data transfers knowledge to a small student model. However, despite the success of KD, little effort has been made to study whether KD leaks the training data of the teacher model. In this paper, we experimentally reveal that KD suffers from the risk of privacy leakage. To alleviate this issue, we propose a novel knowledge distillation method, swing distillation, which can effectively protect the private information of the teacher model from flowing to the student model. In our framework, the temperature coefficient is dynamically and adaptively adjusted according to the degree of private information contained in the data, rather than a predefined constant hyperparameter. It assigns different temperatures to tokens according to the likelihood that a token in a position contains private information. In addition, we inject noise into soft targets provided to the student model, in order to avoid unshielded knowledge transfer. Experiments on multiple datasets and tasks demonstrate that the proposed swing distillation can significantly reduce (by over 80% in terms of canary exposure) the risk of privacy leakage in comparison to KD with competitive or better performance. Furthermore, swing distillation is robust against the increasing privacy budget.
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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。
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Voice anti-spoofing systems are crucial auxiliaries for automatic speaker verification (ASV) systems. A major challenge is caused by unseen attacks empowered by advanced speech synthesis technologies. Our previous research on one-class learning has improved the generalization ability to unseen attacks by compacting the bona fide speech in the embedding space. However, such compactness lacks consideration of the diversity of speakers. In this work, we propose speaker attractor multi-center one-class learning (SAMO), which clusters bona fide speech around a number of speaker attractors and pushes away spoofing attacks from all the attractors in a high-dimensional embedding space. For training, we propose an algorithm for the co-optimization of bona fide speech clustering and bona fide/spoof classification. For inference, we propose strategies to enable anti-spoofing for speakers without enrollment. Our proposed system outperforms existing state-of-the-art single systems with a relative improvement of 38% on equal error rate (EER) on the ASVspoof2019 LA evaluation set.
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随着机器学习的应用程序价值的增加,深神经网络(DNN)的知识产权(IP)权利正在越来越关注。通过我们的分析,大多数现有的DNN水印方法都可以抵抗微调和修剪攻击,但蒸馏攻击。为了解决这些问题,我们提出了一个新的DNN水印框架,统一的软标签扰动(USP),与探测器与要水印的模型配对,并定制了软标签扰动(CSP),通过将watermark嵌入WaterMark,将摄入量嵌入到水中模型输出概率分布。实验结果表明,我们的方法可以抵抗所有水印去除攻击,并且在蒸馏攻击中表现跑赢大盘。此外,我们在主要任务和水印之间还取决了出色的权衡,达到98.68%的水印准确性,而仅影响主要任务准确性0.59%。
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本文介绍了Speakin团队提交的SPEAKER验证(SV)系统,该系统针对2022年远场演讲者验证挑战(FFSVC2022)的任务2和任务2。挑战的SV任务集中在完全监督的远场演讲者验证(任务1)和半监督远场扬声器验证(任务2)的问题上。在任务1中,我们将Voxceleb和FFSVC2020数据集用作火车数据集。对于任务2,我们仅将Voxceleb数据集用作火车集。为此挑战开发了基于重新连接和基于REPVGG的架构。全局统计池结构和MQMHA池结构用于跨时间汇总框架级特征,以获得语音级别的表示。我们采用了Am-Softmax和Aam-Softmax来对产生的嵌入进行分类。我们创新提出了一种分阶段的转移学习方法。在训练阶段,我们保留扬声器的权重,并且在此阶段没有积极的样本来训练它们。然后,我们在第二阶段用正面和负样品微调这些权重。与传统的转移学习策略相比,该策略可以更好地改善模型性能。亚均值和标志的后端方法用于解决域不匹配的问题。在融合阶段,任务1中融合了三个模型,并在任务2中融合了两个模型。在FFSVC2022排行榜上,我们提交的EER为3.0049%,在Task1中,相应的MindCF为0.2938。在任务2中,EER和MindCF分别为6.2060%和0.5232。我们的方法可以提高表现出色,并在两项挑战任务中排名第一。
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深度神经网络近似高度复杂功能的能力是其成功的关键。但是,这种好处是以巨大的模型大小为代价的,这挑战了其在资源受限环境中的部署。修剪是一种用于限制此问题的有效技术,但通常以降低准确性和对抗性鲁棒性为代价。本文解决了这些缺点,并引入了Deadwooding,这是一种新型的全球修剪技术,它利用了Lagrangian双重方法来鼓励模型稀疏性,同时保持准确性并确保鲁棒性。所得模型显示出在鲁棒性和准确性度量方面的最先进研究大大优于最先进的模型。
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考虑到大量未标记的语音数据和高标签成本,无监督的学习方法对于更好的系统开发至关重要。最成功的方法之一是对比度的自我监督方法,这些方法需要负采样:采样替代样品与当前样品(锚)对比。但是,很难确保所有负样本属于与没有标签的锚类别不同的​​类别。本文在未标记的语音语料库上应用了一种非对抗性的自我监督学习方法来学习话语级的嵌入。我们使用没有标签的蒸馏(Dino),在计算机视觉中提出,并将其改编为语音域。与对比度方法不同,Dino不需要负采样。这些嵌入是根据说话者验证和情感识别评估的。在说话者验证中,无监督的恐龙与余弦评分嵌入了voxceleb1测试试验中的4.38%EER。这表现优于最佳的对比度自我监督方法,而EER中的相对相对40%。不需要扬声器标签的迭代伪标记训练管道将EER进一步提高到1.89%。在情感识别中,Iemocap,Crema-D和MSP播客的Micro-F1得分分别进行了60.87、79.21和56.98%的恐龙。结果暗示着恐龙嵌入到不同语音应用中的普遍性。
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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。
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在多种方式知识蒸馏研究的背景下,现有方法主要集中在唯一的学习教师最终产出问题。因此,教师网络与学生网络之间存在深处。有必要强制学生网络来学习教师网络的模态关系信息。为了有效利用从教师转移到学生的知识,采用了一种新的模型关系蒸馏范式,通过建模不同的模态之间的关系信息,即学习教师模级克矩阵。
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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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本文探讨了三种新方法,以利用多头自我关注(MSA)机制和存储器层,提高基于深神经网络(DNN)的扬声器验证(SV)系统的性能。首先,我们建议使用名为Class令牌的学习矢量来替换平均全局汇集机制以提取嵌入式。与全局平均水平池不同,我们的提案考虑了输入的时间结构,其中与文本相关的SV任务相关。类令牌连接到第一个MSA层之前的输入,并且其输出状态用于预测类。为了获得额外的稳健性,我们介绍了两种方法。首先,我们已经开发出古典令牌的贝叶斯估计。其次,我们添加了一个蒸馏的代表令牌,用于使用知识蒸馏(KD)哲学培训一对教师 - 学生对网络,与阶级令牌相结合。此蒸馏令牌受过培训,以模仿教师网络的预测,而类令牌复制真实标签。所有策略都在RSR2015-第II和DeepMine-Part 1数据库上进行了测试,用于文本相关的SV,与使用平均池机制相同的架构相比,提供竞争力的结果来提取平均嵌入。
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Several solutions for lightweight TTS have shown promising results. Still, they either rely on a hand-crafted design that reaches non-optimum size or use a neural architecture search but often suffer training costs. We present Nix-TTS, a lightweight TTS achieved via knowledge distillation to a high-quality yet large-sized, non-autoregressive, and end-to-end (vocoder-free) TTS teacher model. Specifically, we offer module-wise distillation, enabling flexible and independent distillation to the encoder and decoder module. The resulting Nix-TTS inherited the advantageous properties of being non-autoregressive and end-to-end from the teacher, yet significantly smaller in size, with only 5.23M parameters or up to 89.34% reduction of the teacher model; it also achieves over 3.04x and 8.36x inference speedup on Intel-i7 CPU and Raspberry Pi 3B respectively and still retains a fair voice naturalness and intelligibility compared to the teacher model. We provide pretrained models and audio samples of Nix-TTS.
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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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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。
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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。
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Previous databases have been designed to further the development of fake audio detection. However, fake utterances are mostly generated by altering timbre, prosody, linguistic content or channel noise of original audios. They ignore a fake situation, in which the attacker manipulates an acoustic scene of the original audio with another forgery one. It will pose a major threat to our society if some people misuse the manipulated audio with malicious purpose. Therefore, this motivates us to fill in the gap. This paper designs such a dataset for scene fake audio detection (SceneFake). A manipulated audio in the SceneFake dataset involves only tampering the acoustic scene of an utterance by using speech enhancement technologies. We can not only detect fake utterances on a seen test set but also evaluate the generalization of fake detection models to unseen manipulation attacks. Some benchmark results are described on the SceneFake dataset. Besides, an analysis of fake attacks with different speech enhancement technologies and signal-to-noise ratios are presented on the dataset. The results show that scene manipulated utterances can not be detected reliably by the existing baseline models of ASVspoof 2019. Furthermore, the detection of unseen scene manipulation audio is still challenging.
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