• Whisper对于中文语音识别与转写中文文本优化的实践(Python3.10)


    阿里的FunAsr对Whisper中文领域的转写能力造成了一定的挑战,但实际上,Whisper的使用者完全可以针对中文的语音做一些优化的措施,换句话说,Whisper的“默认”形态可能在中文领域斗不过FunAsr,但是经过中文特殊优化的Whisper就未必了。

    中文文本标注优化

    Whisper经常被人诟病的一点是对中文语音转写后标点符号的支持不够完备。首先安装whisper:

    pip install -U openai-whisper
    

    编写转写脚本:

    import whisper  
    device = "cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu"
    audio = whisper.load_audio(audio_path)  
    audio = whisper.pad_or_trim(audio)
    
    model = whisper.load_model("large-v2",download_root="./whisper_model/")
    
    mel = whisper.log_mel_spectrogram(audio).to(model.device)
    
    options = whisper.DecodingOptions(beam_size=5)
    
    result = whisper.decode(model, mel, options)  
    print(result.text) 
    

    程序返回:

    Erwin_0.wav|Erwin|ZH|如果这个作战顺利。  
    Erwin_1.wav|Erwin|ZH|你也许可以趁此机会干掉狩之巨人  
    Erwin_10.wav|Erwin|ZH|如果到時候我不衝在最前面  
    Erwin_11.wav|Erwin|ZH|他们根本不会往前冲然后我会第一个去死  
    Erwin_12.wav|Erwin|ZH|地下室里到底有什么  
    Erwin_13.wav|Erwin|ZH|也就无从知晓了好想去地下室看一看我之所以能撑着走到今天  
    Erwin_14.wav|Erwin|ZH|就是因为相信这一天的到来。  
    Erwin_15.wav|Erwin|ZH|因为艰辛着  
    Erwin_16.wav|Erwin|ZH|我才想能够得到证实  
    Erwin_17.wav|Erwin|ZH|我之前無數次的想過,要不然乾脆死了算了。  
    Erwin_18.wav|Erwin|ZH|可即便如此,我還是想要實現父親的夢想。  
    Erwin_19.wav|Erwin|ZH|然而现在  
    Erwin_2.wav|Erwin|ZH|但得拿所有新兵不管選擇哪條路  
    Erwin_20.wav|Erwin|ZH|她的答案就在我触手可及的地方  
    Erwin_21.wav|Erwin|ZH|仅在咫尺死去的同伴们也是如此吗  
    Erwin_22.wav|Erwin|ZH|那些流血的棲身,都是沒有意義的嗎?  
    Erwin_23.wav|Erwin|ZH|不!不對!  
    Erwin_24.wav|Erwin|ZH|那些死去士兵的意义将由我们来赋予  
    Erwin_25.wav|Erwin|ZH|那些勇敢的死者可憐的死者  
    Erwin_26.wav|Erwin|ZH|是他们的牺牲换来了我们活着的今天  
    Erwin_27.wav|Erwin|ZH|让我们能站在这里否则今天我们将会死去  
    Erwin_28.wav|Erwin|ZH|将依依托福给下一个活着的人  
    Erwin_29.wav|Erwin|ZH|这就是我们与这个残酷的世界  
    Erwin_3.wav|Erwin|ZH|我们基本都会死吧是的全灭的可能性相当的高  
    Erwin_30.wav|Erwin|ZH|抗爭的意義  
    Erwin_4.wav|Erwin|ZH|但事到如今,也只能做好玉石俱焚的觉悟。  
    Erwin_5.wav|Erwin|ZH|將一切賭在獲勝渺茫的戰術上  
    Erwin_6.wav|Erwin|ZH|到了这一步  
    Erwin_7.wav|Erwin|ZH|要让那些年轻人们去死  
    Erwin_8.wav|Erwin|ZH|就必须像一个一流的诈骗犯一样  
    Erwin_9.wav|Erwin|ZH|对他们花言巧语一番
    

    可以看到,除了语气特别强烈的素材,大部分都没有进行标点符号的标注。

    但事实上,Whisper完全可以针对中文进行标注,只需要添加对应的引导词:

    options = whisper.DecodingOptions(beam_size=5,prompt="生于忧患,死于欢乐。不亦快哉!")
    

    这里通过prompt对其进行引导,通过逗号、句号以及感叹号对文本标注,引导后的效果:

    Erwin_0.wav|Erwin|ZH|如果这个作战顺利。  
    Erwin_1.wav|Erwin|ZH|你也许可以趁此机会干掉受之虚人。  
    Erwin_10.wav|Erwin|ZH|如果到时候我不冲在最前面  
    Erwin_11.wav|Erwin|ZH|他们根本不会往前冲,然后我会第一个去死。  
    Erwin_12.wav|Erwin|ZH|地下室里到底有什么?  
    Erwin_13.wav|Erwin|ZH|好想去地下室看一看,我之所以能撑着走到今天。  
    Erwin_14.wav|Erwin|ZH|就是因为相信这一天的到来。  
    Erwin_15.wav|Erwin|ZH|因为艰辛着D  
    Erwin_16.wav|Erwin|ZH|我的猜想能够得到证实。  
    Erwin_17.wav|Erwin|ZH|我之前无数次地想过,要不然干脆死了算了。  
    Erwin_18.wav|Erwin|ZH|可即便如此,我还是想要实现父亲的梦想。  
    Erwin_19.wav|Erwin|ZH|然而现在  
    Erwin_2.wav|Erwin|ZH|但得拿所有新兵,不管选择哪条路。  
    Erwin_20.wav|Erwin|ZH|他的答案就在我触手可及的地方。  
    Erwin_21.wav|Erwin|ZH|竟在咫尺。死去的同伴们也是如此吗?  
    Erwin_22.wav|Erwin|ZH|那些流血的牺牲,都是没有意义的吗?  
    Erwin_23.wav|Erwin|ZH|不!不对!  
    Erwin_24.wav|Erwin|ZH|那些死去士兵的意义将由我们来赋予!  
    Erwin_25.wav|Erwin|ZH|那些勇敢的死者,可怜的死者!  
    Erwin_26.wav|Erwin|ZH|是他们的牺牲换来了我们活着的今天!  
    Erwin_27.wav|Erwin|ZH|让我们能站在这里,而今天我们将会死去!  
    Erwin_28.wav|Erwin|ZH|将依依托福给下一个活着的人!  
    Erwin_29.wav|Erwin|ZH|这就是我们与这个残酷的世界。  
    Erwin_3.wav|Erwin|ZH|是的,全灭的可能性相当的高。  
    Erwin_30.wav|Erwin|ZH|抗争的意义!  
    Erwin_4.wav|Erwin|ZH|但事到如今,也只能做好玉石俱焚的觉悟。  
    Erwin_5.wav|Erwin|ZH|将一切赌在获胜渺茫的战术上。  
    Erwin_6.wav|Erwin|ZH|到了这一步  
    Erwin_7.wav|Erwin|ZH|要让那些年轻人们去死。  
    Erwin_8.wav|Erwin|ZH|就必须像一个一流的诈骗犯一样。  
    Erwin_9.wav|Erwin|ZH|对他们花言巧语一番。
    

    通过transformers来调用中文模型

    transformers是一个用于自然语言处理(NLP)的开源库,由Hugging Face开发和维护。它提供了各种预训练的模型,包括文本生成、文本分类、命名实体识别等多种NLP任务的模型。transformers库基于Transformer模型架构,这是一种用于处理序列数据的深度学习模型。Transformer模型在NLP领域取得了巨大成功,因为它能够处理长距离依赖关系,并且在各种NLP任务上取得了优异的性能。

    使用transformers库,开发人员可以轻松地访问和使用各种预训练的NLP模型,也可以使用该库进行模型的微调和训练。transformers库支持多种主流深度学习框架,包括PyTorch和TensorFlow。

    首先安装transformers:

    pip install -U transformers
    

    编写转写代码:

    from transformers import pipeline  
      
    device = "cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu"  
      
    def transcribe_bela(audio_path):  
      
        transcriber = pipeline(  
        "automatic-speech-recognition",   
        model="BELLE-2/Belle-whisper-large-v2-zh",  
        device=device  
        )  
      
        transcriber.model.config.forced_decoder_ids = (  
        transcriber.tokenizer.get_decoder_prompt_ids(  
            language="zh",   
            task="transcribe",  
        )  
        )  
      
        transcription = transcriber(audio_path)   
      
        print(transcription["text"])  
        return transcription["text"]
    

    这里通过BELLE-2/Belle-whisper-large-v2-zh模型来进行转写,提高中文的识别准确度和效率。

    这个模型是在whisper的large-v2模型上针对中文进行了微调,以增强中文语音识别能力, Belle-whisper-large-v2-zh 在中国 ASR 基准测试(包括 AISHELL1、AISHELL2、WENETSPEECH 和 HKUST)上表现出 30-70% 的相对改进。

    该模型的官方地址:

    https://huggingface.co/BELLE-2/Belle-whisper-large-v2-zh
    

    当然,也不是没有缺陷,BELLE-2模型目前基于AISHELL、WENETSPEECH等数据做的微调,弱化了标点能力。

    换句话说,没法通过引导词来打标,但其实也有其他解决方案,即可以基于标点模型 对转写文本加标点。比如这个方案:

    https://modelscope.cn/models/damo/punc_ct-transformer_cn-en-common-vocab471067-large/summary
    

    BELLE-2模型的作者相当热心,有问必答,这是笔者对其模型提的Issues:

    https://github.com/LianjiaTech/BELLE/issues/571
    

    现在该模型的瓶颈是,如果微调带标点的中文数据,这块开源数据相对比较少,无法进行有效的训练。

    除了大模型的中文优化版本,也有针对small模型的中文优化版本:

    https://huggingface.co/Jingmiao/whisper-small-chinese_base
    

    结语

    Whisper开源模型通过transformers的微调,可以将预训练模型应用于特定的中文NLP任务,从而提高模型在该任务上的性能。微调使模型能够学习适应特定任务的特征和模式,从而实现更好的效果。

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