(undone) 学习语音学中关于 i-vector 和 x-vector

来源:https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=\&arnumber=8461375 (这是一篇跟 X-vector 有关的论文)

这里有更适合初学者的两个资料:

1.https://www.youtube.com/watch?v=R3rzN6JYm38 (MIT教授的youtube视频)

2.https://people.csail.mit.edu/sshum/talks/ivector_tutorial_interspeech_27Aug2011.pdf (MIT教授的slides)


我们来看 MIT 教授的 slides 吧,感觉这玩意儿专注于解释语音学的基本概念

1-10

这个 slides 的目标是提供 现代低维度语音表示 的理论,以及它们在自动语音识别、情绪识别、语言识别上的应用

一些预先知识包括:

-- 语音信号的子空间表示

-- 联合因子分析和总体变异性建模的算法

-- 子空间表示在自动说话人和语言识别系统中的应用

我觉得我们没必要着急去看预先知识,先看后边的内容,卡住了再考虑这些预先知识

Just 目录,nothing special

可从语音提取的信息有:单词、语言种类(英语 or 中文)、说话者的名字(王思聪的声音有辨识度)、情绪状态

基于能从语音提取的信息,我们能做一些应用:识别。比如识别一段语音是谁说的

这是一个 one-to-many mapping

通常这个问题是一个 "封闭集合识别",也就是假设 unknown voice 的说话者必然在我们查找的集合里

语音也可以用于 验证/身份验证/检测

也就是,确认一个 unknown speacker 是否是一个特定的 speaker

这是 one-to-one mapping 问题

这里的 unknown speech 可以来自于相当大量的 unknown speech,也就是,这是一个 "开放集合" 验证

我们可以通过给 "封闭集合" 加上一个 "除这些之外的其它选择"元素,来让 "封闭集合" 识别变成 "开放集合"识别

还有一种应用是语音分割。应用有:

  • 识别一段声波中,speaker 什么时候改变。
  • 在一段声波中,把属于同一个 speaker 的声波片段组合起来
  • 之前的 speaker 信息此时不一定可获得

这似乎是在讲语音识别应用,分为有文本和没文本

如上图,是一个 说话者/语言 识别系统。介绍了训练阶段和识别阶段两个阶段。

其中很多人会忽略的是 特征提取。

11-20

一段语音,是一个随时间变化的信号,这个信号通常带有多层信息,包括:单词、说话人、语言、情绪

这些信息通常能在信号的时域和频域被观察

通常来说,为了捕捉信号里的信息,我们需要提取时间序列特征。

典型的方法是使用滑动窗口提取一些频谱特征(spectra)

上图是一个 STFT 短时傅里叶变换,即,使用滑动窗口做傅里叶变换

这样能看到信号各频率强度随时间的变化

TODO: here


首先是摘要

在本文中,我们使用数据增强来提高深度神经网络(DNN)嵌入矢量在说话人识别中的性能。DNN经过训练以区分不同的说话人,将可变长度的语音片段映射为我们称之为x-vectors的固定维度嵌入(有点类似于 NLP 中的嵌入矢量)。先前的研究发现,嵌入在利用大规模训练数据集方面比i-vectors表现更佳。然而,收集大量标记数据进行训练可能具有挑战性。我们使用数据增强,包括添加噪声和混响,作为一种廉价的方法来增加训练数据量并提高鲁棒性。我们在"野外说话人"数据集和NIST SRE 2016粤语数据集上将x-vectors与i-vector基准进行了比较。结果发现,虽然数据增强对PLDA分类器有益,但对i-vector提取器并没有帮助。然而,x-vector DNN由于其监督训练,能够有效利用数据增强。因此,x-vectors在评估数据集上取得了更优的性能。

看完摘要,初步判断这是比较 x-vector 和 i-vector 的文章,我们来直接跳到第二节 SPEAKER RECOGNITION SYSTEMS,也是类似于其它文章的 BACKROUND


本节描述了为本研究开发的说话人识别系统,包括两个i-vector基准和DNN x-vector系统。所有系统均使用Kaldi语音识别工具包构建。

基于文献[11]中描述的GMM-UBM方法的传统i-vector系统作为我们的声学特征基准系统。特征为20个MFCC,帧长度为25毫秒,在最长为3秒的滑动窗口内进行均值归一化。增添了Delta和加速度,形成60维特征向量。基于能量的语音活动检测(SAD)系统选择与语音帧对应的特征。UBM为2048个成分的全协方差GMM。该系统使用600维的i-vector提取器,并采用PLDA进行评分(见第2.4节)。

(感觉似乎并没有讲述 i-vector 是个啥)

TODO: here

相关推荐
Augus23 天前
解决电脑突然没有声音
电脑·声音
shimly1234562 个月前
(done) 声音信号处理基础知识(6) (How to Extract Audio Features)
声音
shimly1234562 个月前
(done) 声音信号处理基础知识(4) (Understanding Audio Signals for ML)
声音
williamdsy4 个月前
【ubuntu】没有声音??连不上网络???
网络·ubuntu·声音·timout
weixin_422201304 个月前
手机如何播放电脑的声音?
电脑·手机·声音·播放·外放
亚图跨际7 个月前
Python神经网络提取音乐数据和开放C++音频图形框架
c++·python·神经网络·跨平台·信号·声音·傅里叶
放羊的牧码9 个月前
MacOS - 菜单栏上显示『音量』
macos·设置·声音·菜单栏·音量·显示 隐藏·控制中心
地理探险家1 年前
鸟类分类、鸟类声音相关深度学习数据集大合集
人工智能·深度学习·分类·数据集·声音·鸟类·动物
地理探险家1 年前
各类声音数据集大合集—乐器、车辆、鸟鸣、蜜蜂声音、歌曲、喇叭、人类声音不同等类型的声音数据集
深度学习·数据集·音频·声音·乐器·喇叭·叫声