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Raspberry Pi 4上带Respeaker的离线语音识别

消耗积分:0 | 格式:zip | 大小:0.00 MB | 2023-06-25

陈伟

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描述

2020 年 6 月更新:DeepSpeech 0.7.* .Screenshots 的更新命令,除了 Raspberry Pi 4 保持不变。直到最近的问题是缺乏用于该任务的简单、快速和准确的引擎。大约一年前,当我研究这个主题时,当你必须在树莓派 3 上运行 ASR(不仅仅是热词检测,还有大词汇量转录)时,有几个选择是:

  • CMUS狮身人面像
  • 卡尔迪
  • 碧玉

链接:

Python 3 人工智能:离线 STT 和 TTS

适用于树莓派的最佳语音识别软件

还有其他几个。它们都不容易设置,也不特别适合在资源受限的环境中运行因此,几周前,我再次开始研究这个领域,并在一些搜索中偶然发现了 Mozilla 的 DeepSpeech 引擎。它已经存在了一段时间,但直到最近(2019 年 12 月)他们才发布了 0.6.0 版本的 ASR 引擎,其中包含 .tflite 模型以及其他重大改进。它已将英文模型的大小从 188 MB 减少到 47 MB​​。“带有 TensorFlow Lite 的 DeepSpeech v0.6 在 Raspberry Pi 4 的单核上运行速度比实时速度更快。”Mozilla 的 Reuben Morais 在新闻公告中声称. 所以我决定亲自验证这一说法,在不同的硬件上运行一些基准测试,并制作我自己的带有热词检测的音频转录应用程序。让我们看看结果如何。

提示:我没有失望。

pYYBAGNYg8uAQFGiAABiRLeJ2F4834.png
其实我和这个火狐一样开心!
 

 

curl -LO https://github.com/mozilla/STT/releases/download/v0.7.1/deepspeech-0.7.1-models.tflite
curl -LO https://github.com/mozilla/STT/releases/download/v0.7.1/deepspeech-0.7.1-models.pbmm
curl -LO https://github.com/mozilla/STT/releases/download/v0.7.1/deepspeech-0.7.1-models.scorer

下载示例音频文件

curl -LO https://github.com/mozilla/STT/releases/download/v0.7.1/audio-0.7.1.tar.gz
tar xvf audio-0.7.1.tar.gz

树莓派 4 运行:

deepspeech --model deepspeech-0.7.*-models.tflite --scorer deepspeech-0.7.*-models.scorer --audio audio/2830-3980-0043.wav

如果成功,您应该看到以下输出

poYBAGNYg86AXVqPAAFlFGwSKSg234.png
 

不错!1.975 秒的声音文件为 1.529 秒。它比实时更快。

Nvidia Jetson Nano 运行:

deepspeech --model deepspeech-0.7.*-models.tflite --scorer deepspeech-0.7.*-models.scorer --audio audio/2830-3980-0043.wav
pYYBAGNYg9CARx7rAAEkrBG7oMk355.png
 

嗯..比树莓派慢一点。这是意料之中的,因为 Nvidia Jetson CPU 不如 Raspberry Pi 4 强大。到目前为止,还没有用于 arm64 架构的预构建二进制文件支持 GPU,因此我们无法利用 Nvidia Jetson Nano 的 GPU 进行推理加速。我认为这个任务不在 DeepSpeech 团队的路线图上,所以在不久的将来我会在这里自己做一些研究,并尝试编译该二进制文件,看看使用 GPU 可以实现哪些速度提升。但几秒钟的速度仍然相当不错,根据您的项目,您可能希望选择在 CPU 上运行 DeepSpeech 并让 GPU 用于其他深度学习任务。

视窗 10/Linux

deepspeech --model deepspeech-0.7.*-models.tflite --scorer deepspeech-0.7.*-models.scorer --audio audio/2830-3980-0043.wav
poYBAGNYg9OAMA1YAAF0T4D7I3Y195.png
 
pYYBAGNYg9WAFRzbAADCVQPqe4A306.png
 

或者如果使用启用 GPU 的版本:

deepspeech --model deepspeech-0.7.*-models.pbmm --scorer deepspeech-0.7.*-models.scorer --audio audio/2830-3980-0043.wav
poYBAGNYg9eAHfVgAAFKqG76eeE088.png
 

如您所见,.tflite 模型在现代 CPU 系统上实现了亚实时,这对于创建离线 ASR 应用程序的人们来说是个好消息。

以下是对比结果表:

poYBAGNYg9qAVxthAACobcEVGA0362.jpg
 

好吧,我们对预先录制的声音样本进行了基准测试,但我们真的想做一些实时转录。让我们这样做吧!

从https://github.com/mozilla/DeepSpeech-examples下载 DeepSpeech 示例

导航到 mic_vad_streaming 并安装依赖项

pip3 install -r requirements.txt
sudo apt install portaudio19-dev

将麦克风连接到您的系统(我使用的是 Raspberry Pi 4 1 GB)。对于麦克风,尽管您可以使用任何麦克风,包括笔记本电脑的内置麦克风,但声音的质量确实对结果有很大影响。对于这个演示,我使用的是 Seeed Studio 的ReSpeaker USB 麦克风阵列它支持 5m 远场拾音和 360° 拾音模式,并实现以下声学算法:DOA(到达方向)、AEC(自动回声消除)、AGC(自动增益控制)、NS (噪音抑制)。

poYBAGNYg9yAbm2ZAAAd6LjUfUY097.png
 
python3 ../DeepSpeech-examples/mic_vad_streaming/mic_vad_streaming.py --model deepspeech-0.7.*-models.tflite --scorer deepspeech-0.7.*-models.scorer

从包含模型的文件夹中执行此命令。-v 参数允许您调整 VAD(语音活动检测)的阈值。这是演示的结果。

 

好,太棒了!我们可以改进吗?是的。我们真的不希望我们的设备一直在转录对话。谈论隐私噩梦和浪费电力。

pYYBAGNYg96AAnHBAAAvjKETV7k319.png
它/他/她?正在听……或许没有。如果它不是开源的,你永远不会知道。
 


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