最近，即使预训练目标是为语音识别而设计的，自我监督学习（SSL）即使在说话者的识别方面表现出了很强的表现。在本文中，我们研究了哪些因素导致对与说话者相关的任务的自我监督学习成功，例如扬声器验证（SV）通过一系列精心设计的实验。我们对Voxceleb-1数据集的经验结果表明，SSL对SV任务的好处是来自蒙版语音预测丢失，数据量表和模型大小的组合，而SSL量化器具有较小的影响。我们进一步采用了综合梯度归因方法和损失景观可视化，以了解说话者识别性能的自我监督学习的有效性。

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。

最近，先驱工作发现，演讲预训练模型可以解决全堆栈语音处理任务，因为该模型利用底层学习扬声器相关信息和顶层以编码与内容相关的信息。由于网络容量有限，我们认为如果模型专用于音频内容信息学习，则可以进一步提高语音识别性能。为此，我们向自我监督学习（ILS-SSL）提出中间层监督，这将模型通过在中间层上添加额外的SSL丢失来尽可能地专注于内容信息。 LibrisPeech测试 - 其他集合的实验表明，我们的方法显着优于Hubert，这实现了基数/大型模型的W / O语言模型设置的相对字错误率降低了23.5％/ 11.6％。详细分析显示我们模型的底层与拼音单元具有更好的相关性，这与我们的直觉一致，并解释了我们对ASR的方法的成功。

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.

最近，蒙面的预测预训练在自我监督的学习（SSL）方面取得了显着的进展，以进行语音识别。它通常需要以无监督的方式获得的代码簿，从而使其准确和难以解释。我们提出了两种监督指导的代码书生成方法，以提高自动语音识别（ASR）的性能以及预训练效率，要么通过使用混合ASR系统来解码以生成音素级别对准（命名为PBERT），要么通过在上进行集群进行聚类。从端到端CTC模型（命名CTC聚类）提取的监督语音功能。混合动力和CTC模型均经过与微调相同的少量标记语音训练。实验表明，我们的方法对各种SSL和自我训练基准的优势具有显着优势，相对减少了17.0％。我们的预训练模型在非ASR语音任务中还显示出良好的可传递性。

已经证明，基于自我监督的学习（SSL）模型可以生成强大的表示，可用于改善下游语音任务的性能。可以使用几种最先进的SSL模型，并且这些模型中的每一个都优化了不同的损失，这会导致其功能互补的可能性。本文提出了使用此类SSL表示和模型的集合，该集合利用了各种预审预周化模型提取的特征的互补性质。我们假设这导致了更丰富的特征表示，并显示了ASR下游任务的结果。为此，我们使用了三个SSL模型，这些模型在ASR任务上显示出了出色的结果，即Hubert，Wav2Vec2.0和小波。我们使用从预训练的模型获得下游ASR任务的嵌入方式来探索用于ASR任务的模型集合和功能集合。我们使用LiblisPeech（100H）和WSJ数据集的单个模型和预训练的功能获得了改进的性能，用于下游任务。

本文研究了一种新型的预训练技术，该技术具有未配对的语音数据Segend2C，用于基于编码器的自动语音识别（ASR）。在一个多任务学习框架内，我们使用声音单元（即伪代码）介绍了编码器 - 编码器网络的两个预训练任务，这些任务来自离线聚类模型。一种是通过在编码器输出中通过掩盖语言建模来预测伪代码，例如Hubert模型，而另一个使解码器学会学会重建伪代码自动加工，而不是生成文本脚本。通过这种方式，解码器学会了在学习生成正确的文本之前先用代码重建原始语音信息。在Librispeech语料库上进行的综合实验表明，在没有解码器预训练的情况下，提出的Speek2C可以相对将单词错误率（WER）降低19.2％，并且在最先进的WAV2VEC 2.0和HUBERT上的表现显着优于微调子集为10h和100h。我们在https://github.com/microsoft/speecht5/tree/main/main/speech2c上发布代码和模型。

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

In this paper, we propose a novel multi-modal multi-task encoder-decoder pre-training framework (MMSpeech) for Mandarin automatic speech recognition (ASR), which employs both unlabeled speech and text data. The main difficulty in speech-text joint pre-training comes from the significant difference between speech and text modalities, especially for Mandarin speech and text. Unlike English and other languages with an alphabetic writing system, Mandarin uses an ideographic writing system where character and sound are not tightly mapped to one another. Therefore, we propose to introduce the phoneme modality into pre-training, which can help capture modality-invariant information between Mandarin speech and text. Specifically, we employ a multi-task learning framework including five self-supervised and supervised tasks with speech and text data. For end-to-end pre-training, we introduce self-supervised speech-to-pseudo-codes (S2C) and phoneme-to-text (P2T) tasks utilizing unlabeled speech and text data, where speech-pseudo-codes pairs and phoneme-text pairs are a supplement to the supervised speech-text pairs. To train the encoder to learn better speech representation, we introduce self-supervised masked speech prediction (MSP) and supervised phoneme prediction (PP) tasks to learn to map speech into phonemes. Besides, we directly add the downstream supervised speech-to-text (S2T) task into the pre-training process, which can further improve the pre-training performance and achieve better recognition results even without fine-tuning. Experiments on AISHELL-1 show that our proposed method achieves state-of-the-art performance, with a more than 40% relative improvement compared with other pre-training methods.

自我监督的语音表示，如Wav2Vec 2.0和Hubert正在自动语音识别（ASR）中进行革命性进展。但是，未经监督模型没有完全证明在ASR以外的任务中产生更好的性能。在这项工作中，我们探索了Wav2Vec 2.0和Hubert预先训练模型的部分微调和整个微调，适用于三个非ASR语音任务：语音情感识别，发言者验证和口语理解。我们还比较带有/没有ASR微调的预训练型号。通过简单的下游框架，最佳分数对IEMocap上的语音情感识别的加权精度达到79.58％，扬声器验证对voxcereB1的2.36％，意图分类的准确性为87.51％，Slotp的槽填充的75.32％f1，因此为这三个基准设置新的最先进，证明了微调Wave2VEC 2.0和Hubert模型可以更好地学习韵律，语音印刷和语义表示。

学习高级语音表征的自学学习（SSL）一直是在低资源环境中构建自动语音识别（ASR）系统的一种流行方法。但是，文献中提出的共同假设是，可以使用可用于SSL预训练的相同域或语言的大量未标记数据，我们承认，在现实世界中，这是不可行的。在本文中，作为Interspeech Gram Vaani ASR挑战的一部分，我们尝试研究域，语言，数据集大小和上游训练SSL数据对最终性能下游ASR任务的效果。我们还建立在持续的训练范式的基础上，以研究使用SSL训练的模型所拥有的先验知识的效果。广泛的实验和研究表明，ASR系统的性能易受用于SSL预训练的数据。它们的性能随着相似性和预训练数据量的增加而提高。我们认为，我们的工作将有助于语音社区在低资源环境中建立更好的ASR系统，并引导研究改善基于SSL的语音系统预培训的概括。

自我监督的声学预培训已经在自动语音识别（ASR）任务上取得了惊人的结果。大多数成功的声学预训练方法使用对比学习来通过区分不同时间步长的表示来学习声学表示，忽略扬声器和环境鲁棒性。因此，在微调期间，预先训练的模型可以表现出域名数据的性能不佳。在这封信中，我们通过利用用于声学预训练的数据增强来设计一种新的一致性对比学习（CCL）方法。在原始音频上应用不同类型的增强，然后将增强的Audios馈入编码器。编码器不仅应将表示在一个音频中的表示相反，而且还可以最大限度地提高不同增强音频的表示的测量。通过这种方式，预先训练的模型可以学习与扬声器或环境的变化更加强大的文本相关的表示方法。实验表明，通过在WAV2VEC2.0上应用CCL方法，可以实现更好的结果都在域内数据和域外数据。特别是对于嘈杂的域名数据，可以获得超过15％的相对改进。

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。

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。

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。

没有发言者标签的培训扬声器 - 识别和强大的发言者验证系统仍然挑战和值得探索。在这项研究中，我们提出了一种有效的自我监督的学习框架和一种新的正规化策略，以促进自我监督的发言者代表学习。不同于基于对比的自我监督的学习方法，所提出的自我监督正则化（SSREG）专注于正数据对潜在的潜在表示之间的相似性。我们还探讨了替代在线数据增强策略对时域和频域的有效性。凭借我们强大的在线数据增强策略，所提出的SSREG显示了自我监督学习的潜力，而不使用负对对，它可以显着提高自我监督扬声器表示学习与简单的暹罗网络架构的表现。 VOXECEB数据集的综合实验表明，我们提出的自我监督方法通过增加有效的自我监督正则化和胜过其他以前的作品来获得23.4％的相对改善。

本文调查了视听扬声器表示的自我监督的预训练，其中显示了视觉流，显示说话者的口腔区域与语音一起用作输入。我们的研究重点是视听隐藏单元BERT（AV-HUBERT）方法，该方法是最近开发的通用音频语音训练前训练框架。我们进行了广泛的实验，以探测预训练和视觉方式的有效性。实验结果表明，AV-Hubert可以很好地概括与说话者相关的下游任务，从而使标签效率提高了大约10倍的仅10倍，仅音频和视听扬声器验证。我们还表明，结合视觉信息，甚至仅仅是唇部区域，都大大提高了性能和噪声稳健性，在清洁条件下将EER降低了38％，在嘈杂的条件下将EER降低了75％。

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。

语音的视频录制包含相关的音频和视觉信息，为语音表示从扬声器的唇部运动和产生的声音提供了强大的信号。我们介绍了视听隐藏单元BERT（AV-HUBERT），是视听语音的自我监督的代表学习框架，这些屏幕屏蔽了多流视频输入并预测自动发现和迭代地精制多模式隐藏单元。 AV-HUBERT学习强大的视听语音表示，这些语音表示受益于唇读和自动语音识别。在最大的公众唇读基准LRS3（433小时）中，AV-Hubert达到32.5％WER，只有30个小时的标签数据，优于前一种最先进的方法（33.6％）培训，达到了一千次转录的视频数据（31k小时）。当使用来自LRS3的所有433小时的标记数据并结合自培训时，唇读WER进一步降低至26.9％。使用我们在相同的基准测试中使用您的视听表示，用于音频语音识别的相对效率为40％，而最先进的性能（1.3％Vs 2.3％）。我们的代码和模型可在https://github.com/facebookResearch/av_hubert获得

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。