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3D-Speaker: 多模态说话人验证、识别与分割的开源工具包

3D-Speaker简介

3D-Speaker是由阿里巴巴达摩院语音实验室开发的一个开源工具包,专注于单模态和多模态的说话人验证、说话人识别和说话人分割任务。该项目提供了多种先进模型的训练和推理方法,以及大规模的多模态语音数据集,为语音表示学习研究提供了强大支持。

3D-Speaker Logo

主要特性

3D-Speaker具有以下主要特性:

  1. 支持多种说话人验证模型,如CAM++、ERes2Net、ERes2NetV2、ECAPA-TDNN等。

  2. 提供自监督说话人验证模型RDINO和SDPN的训练方法。

  3. 包含说话人分割模块,集成了语音活动检测、语音分割、说话人嵌入提取和说话人聚类等功能。

  4. 支持语言识别任务。

  5. 发布了大规模的3D-Speaker数据集,用于语音表示解耦研究。

  6. 所有预训练模型都可以在ModelScope平台上获取。

快速开始

安装

要开始使用3D-Speaker,您可以按照以下步骤进行安装:

git clone https://github.com/alibaba-damo-academy/3D-Speaker.git && cd 3D-Speaker
conda create -n 3D-Speaker python=3.8
conda activate 3D-Speaker
pip install -r requirements.txt

运行实验

3D-Speaker提供了多种模型的训练和推理脚本。以下是一些示例:

# 说话人验证: ERes2Net on 3D-Speaker数据集
cd egs/3dspeaker/sv-eres2net/
bash run.sh

# 自监督说话人验证: RDINO on 3D-Speaker数据集 
cd egs/3dspeaker/sv-rdino/
bash run.sh

# 说话人分割:
cd egs/3dspeaker/speaker-diarization/
bash run_audio.sh
bash run_video.sh

使用预训练模型进行推理

您可以使用ModelScope上发布的预训练模型进行推理:

# 安装modelscope
pip install modelscope

# 使用ERes2Net进行推理
model_id = 'iic/speech_eres2net_sv_zh-cn_16k-common'
python speakerlab/bin/infer_sv.py --model_id $model_id

# 批量推理
python speakerlab/bin/infer_sv_batch.py --model_id $model_id --wavs $wav_list

核心功能

3D-Speaker提供了丰富的功能,涵盖了说话人相关任务的多个方面:

监督式说话人验证

3D-Speaker实现了多种先进的说话人验证模型,包括:

  • CAM++
  • ERes2Net
  • ERes2NetV2
  • ECAPA-TDNN
  • ResNet
  • Res2Net

这些模型可以在3D-Speaker、VoxCeleb和CN-Celeb等数据集上进行训练和评估。

自监督说话人验证

项目还提供了自监督学习方法来训练说话人验证模型:

  • RDINO (Regularized Distillation with Intra-Negative Optimization)
  • SDPN (Self-Distillation Prototypes Network)

这些方法无需使用标记数据,可以学习到鲁棒的说话人表示。

说话人分割

3D-Speaker集成了完整的说话人分割流程,包括:

  • 语音活动检测
  • 语音分割
  • 说话人嵌入提取
  • 说话人聚类

还支持多模态分割,可以融合音频和视频信息来提高分割精度。

语言识别

除了说话人相关任务,3D-Speaker还支持语言识别功能,可以识别音频中的语种。

3D-Speaker数据集

3D-Speaker不仅是一个工具包,还发布了同名的大规模多模态语音数据集。该数据集具有以下特点:

  • 包含超过20万名说话人
  • 多设备录音:手机、耳机、麦克风等
  • 多距离录音:近场、远场等
  • 多方言覆盖
  • 音视频多模态数据

这个数据集为语音表示学习和解耦研究提供了宝贵的资源。

最新进展

3D-Speaker项目一直在持续更新和改进。以下是一些最新的进展:

  • 2024.8: 发布了在200k说话人数据集上训练的ERes2NetV2和ERes2NetV2_w24s4ep4预训练模型。
  • 2024.5: 发布了VoxCeleb数据集上的X-vector模型。
  • 2024.5: 发布了SDPN模型的训练和推理方法。
  • 2024.5: 发布了视觉模块和语义模块的训练方法。
  • 2024.4: 发布了ONNX Runtime以及相关的推理脚本。
  • 2024.4: 发布了参数更少、推理更快的ERes2NetV2模型。
  • 2024.2: 发布了集成音素信息的语言识别方法,提高了识别准确率。
  • 2024.2: 发布了融合音频和视频的多模态说话人分割方法。

开源社区

3D-Speaker是一个开源项目,欢迎社区贡献。如果您对项目有任何问题或建议,可以通过以下方式联系开发团队:

项目采用Apache 2.0开源协议。如果您觉得3D-Speaker对您有帮助,请给项目点个star⭐️并引用相关论文。

总结

3D-Speaker作为一个综合的说话人相关任务工具包,提供了丰富的模型、方法和数据集。无论是学术研究还是工业应用,它都是一个强大的开源资源。项目仍在持续更新中,未来有望为语音AI领域带来更多创新。

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