ASRT_SpeechRecognition

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AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

ASRT_SpeechRecognition 是一款基于深度学习的开源中文语音识别系统,旨在将音频内容高效、准确地转换为汉语拼音或文本序列。它主要解决了中文场景下语音转文字的技术需求,为开发者提供了一套从模型训练、评估到实际推理的完整解决方案,支持通过 HTTP 或 gRPC 协议快速搭建专属的语音识别服务。

该项目非常适合人工智能开发者、科研人员以及需要定制中文语音能力的技术团队使用。无论是希望深入研究语音识别算法的学者,还是需要在项目中集成语音功能的工程师,都能从中受益。普通用户若想体验效果,也可通过官方提供的 Demo 进行尝试。

在技术实现上,ASRT_SpeechRecognition 基于 TensorFlow.keras 构建,创新性地融合了深度卷积神经网络(DCNN)、长短时记忆网络(LSTM)以及注意力机制,并采用 CTC 损失函数进行端到端训练。这种架构不仅提升了识别准确率,还有效处理了语音信号的时间序列特性。项目提供了详细的文档和多数据集配置支持,允许用户在 Linux 或 Windows 环境下灵活部署,甚至支持 Docker 一键启动,极大地降低了使用门槛。

使用场景

某地方电视台新闻部需要快速将每日采集的数十小时方言采访录音整理为文字稿件,以赶在晚间新闻前完成剪辑。

没有 ASRT_SpeechRecognition 时

  • 人工转录效率极低:编辑团队需手动听写录音,处理 1 小时音频平均耗时 4-5 小时,严重拖累新闻时效性。
  • 外包成本高昂:若委托第三方转写,每分钟音频费用不菲,长期累积导致部门预算超支。
  • 中文方言适配差:通用的国外开源模型对中文普通话及带口音的方言识别率极低,大量专有名词和语气词无法准确还原。
  • 数据隐私风险:将未播出的敏感新闻素材上传至公有云 API 存在泄露风险,不符合媒体保密规定。

使用 ASRT_SpeechRecognition 后

  • 自动化实时转写:利用其基于 DCNN+CTC 的深度学习模型,在本地服务器部署后,可实现接近实时的语音转文字,效率提升 20 倍以上。
  • 零边际成本运行:基于 TensorFlow 构建且开源免费,仅需一次性投入硬件资源,后续大规模处理无需额外授权费用。
  • 深度中文优化:专为中文语音设计,支持 Thchs30、Aishell 等主流数据集训练,能精准识别新闻语境下的专业术语及轻微方言口音。
  • 私有化安全部署:支持通过 Docker 容器或 HTTP/gRPC 接口在内网完全离线运行,确保新闻素材不出机房,彻底消除隐私顾虑。

ASRT_SpeechRecognition 通过提供高精度、可私有化部署的中文语音识别能力,将新闻素材处理从劳动密集型转变为自动化流程,显著提升了媒体内容的生产效率与安全性。

运行环境要求

操作系统
  • Linux (Ubuntu 20.04+
  • CentOS 7+)
  • Windows (10/11
  • 仅支持推理)
GPU
  • 训练必需:NVIDIA GPU,显存 11GB+ (推荐 GTX 1080Ti 起步)
  • 推理可选 CPU
  • 需配合 CUDA 11.2 和 cuDNN 8.1
内存

16GB+

依赖
notes1. Windows 系统仅支持推理,不支持训练。2. 默认配置包含六个数据集(Thchs30, ST-CMDS, Primewords, aishell-1, aidatatang200, MagicData),无需使用需手动删除配置。3. 提供 Docker 镜像 (ailemondocker/asrt_service:1.3.0) 可直接部署用于 CPU 推理。4. 音频输入最大时长限制为 16 秒。5. 若使用非 251bn 版模型,需修改代码中的导入路径。
python3.9 - 3.11
tensorflow>=2.5
numpy
scipy
matplotlib
flask
waitress
grpcio
grpcio-tools
protobuf
requests
ASRT_SpeechRecognition hero image

快速开始

GPL-3.0 许可 星标数 TensorFlow 版本 Python 版本 DOI

ASRT是一个基于深度学习的中文语音识别系统,如果您觉得喜欢,请点一个 "Star" 吧~

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如果程序运行期间或使用中有什么问题,可以及时在issue中提出来,我将尽快做出答复。本项目作者交流QQ群:894112051 ,加微信群请先加AI柠檬微信号:ailemon-me ,并备注“ASRT语音识别”

提问前请仔细查看项目文档FAQ常见问题 以及Issues 避免重复提问

如果程序运行时有任何异常情况,在提问时请发出完整截图,并注明所使用的CPU架构,GPU型号,操作系统、Python,TensorFlow和CUDA版本,以及是否修改过任何代码或增删数据集等。

Introduction 简介

本项目使用tensorFlow.keras基于深度卷积神经网络和长短时记忆神经网络、注意力机制以及CTC实现。

训练模型的最低软硬件要求

硬件

  • CPU: 4核 (x86_64, amd64) +
  • RAM: 16 GB +
  • GPU: NVIDIA, Graph Memory 11GB+ (1080ti起步)
  • 硬盘: 500 GB 机械硬盘(或固态硬盘)

软件

  • Linux: Ubuntu 20.04+ / CentOS 7+ (训练+推理) 或 Windows: 10/11(仅推理)
  • Python: 3.9 - 3.11 及后续版本
  • TensorFlow: 2.5 - 2.11 及后续版本

快速开始

以在Linux系统下的操作为例:

首先通过Git将本项目克隆到您的计算机上,然后下载本项目训练所需要的数据集,下载链接详见文档末尾部分

$ git clone https://github.com/nl8590687/ASRT_SpeechRecognition.git

或者您也可以通过 "Fork" 按钮,将本项目Copy一份副本,然后通过您自己的SSH密钥克隆到本地。

通过git克隆仓库以后,进入项目根目录;并创建一个存储数据的子目录, 例如 /data/speech_data (可使用软链接代替),然后将下载好的数据集直接解压进去

注意,当前版本中,在配置文件里,默认添加了Thchs30、ST-CMDS、Primewords、aishell-1、aidatatang200、MagicData 六个数据集,如果不需要请自行删除。如果要使用其他数据集需要自行添加数据配置,并提前使用ASRT支持的标准格式整理数据。

$ cd ASRT_SpeechRecognition

$ mkdir /data/speech_data

$ tar zxf <数据集压缩文件名> -C /data/speech_data/ 

下载默认数据集的拼音标签文件:

$ python download_default_datalist.py

目前可用的模型有24、25、251和251bn

运行本项目之前,请安装必要的Python3版依赖库

本项目开始训练请执行:

$ python3 train_speech_model.py

本项目开始测试请执行:

$ python3 evaluate_speech_model.py

测试之前,请确保代码中填写的模型文件路径存在。

预测单条音频文件的语音识别文本:

$ python3 predict_speech_file.py

启动ASRT HTTP协议的API服务器启动请执行:

$ python3 asrserver_http.py

本地测试调用HTTP协议API服务是否成功:

$ python3 client_http.py

启动ASRT GRPC协议的API服务器启动请执行:

$ python3 asrserver_grpc.py

本地测试调用GRPC协议API服务是否成功:

$ python3 client_grpc.py

请注意,开启API服务器之后,需要使用本ASRT项目对应的客户端软件来进行语音识别,详见Wiki文档下载ASRT语音识别客户端SDK和Demo

如果要训练和使用非251bn版模型,请在代码中 from speech_model.xxx import xxx 的相应位置做修改。

使用docker直接部署ASRT:

$ docker pull ailemondocker/asrt_service:1.3.0
$ docker run --rm -it -p 20001:20001 -p 20002:20002 --name asrt-server -d ailemondocker/asrt_service:1.3.0

仅CPU运行推理识别,不作训练

Model 模型

Speech Model 语音模型

DCNN + CTC

其中,输入的音频的最大时间长度为16秒,输出为对应的汉语拼音序列

  • 关于下载已经训练好的模型的问题

已经训练好的模型包含在发布版服务端程序压缩包里面,发布版成品服务端程序可以在此下载:ASRT下载页面

Github本仓库下Releases页面里面还包括各个不同版本的介绍信息,每个版本下方的zip压缩包也是包含已经训练好的模型的发布版服务端程序压缩包。

Language Model 语言模型

基于概率图的最大熵隐马尔可夫模型

输入为汉语拼音序列,输出为对应的汉字文本

About Accuracy 关于准确率

当前,最好的模型在测试集上基本能达到85%的汉语拼音正确率

Python依赖库

  • tensorFlow (2.5-2.11+)
  • numpy
  • wave
  • matplotlib
  • scipy
  • requests
  • flask
  • waitress
  • grpcio / grpcio-tools / protobuf

不会安装环境的同学请直接运行以下命令(前提是有GPU且已经安装好 Python3.9、CUDA 11.2 和 cudnn 8.1):

$ pip install -r requirements.txt

依赖环境和性能配置要求

Data Sets 数据集

完整内容请查看:几个最新免费开源的中文语音数据集

数据集 时长 大小 国内下载 国外下载
THCHS30 40h 6.01G data_thchs30.tgz data_thchs30.tgz
ST-CMDS 100h 7.67G ST-CMDS-20170001_1-OS.tar.gz ST-CMDS-20170001_1-OS.tar.gz
AIShell-1 178h 14.51G data_aishell.tgz data_aishell.tgz
Primewords 100h 8.44G primewords_md_2018_set1.tar.gz primewords_md_2018_set1.tar.gz
MagicData 755h 52G/1.0G/2.2G train_set.tar.gz / dev_set.tar.gz / test_set.tar.gz train_set.tar.gz / dev_set.tar.gz / test_set.tar.gz

注:AISHELL-1 数据集解压方法

$ tar xzf data_aishell.tgz
$ cd data_aishell/wav
$ for tar in *.tar.gz;  do tar xvf $tar; done

特别鸣谢!感谢前辈们的公开语音数据集

如果提供的数据集链接无法打开和下载,请点击该链接 OpenSLR

ASRT语音识别API客户端调用SDK

ASRT为客户端通过RPC方式调用开发语音识别功能提供了不同平台和编程语言的SDK接入能力,对于其他平台,可直接通过调用通用RESTful Open API方式进行语音识别功能接入。具体接入步骤请看ASRT项目文档。

客户端平台 项目仓库链接
Windows客户端SDK和Demo ASRT_SDK_WinClient
跨平台Python3客户端SDK和Demo ASRT_SDK_Python3
跨平台Golang客户端SDK和Demo asrt-sdk-go
Java客户端SDK和Demo ASRT_SDK_Java

ASRT相关资料

ASRT的原理请查看本文:

ASRT训练和部署教程请看:

关于经常被问到的统计语言模型原理的问题,请看:

关于CTC的问题请看:

更多内容请访问作者的博客:AI柠檬博客

或使用AI柠檬站内搜索引擎进行相关信息的搜索

License 开源许可协议

GPL v3.0 © nl8590687 作者:AI柠檬

参考引用本项目

DOI: 10.5281/zenodo.5808434

Contributors 贡献者们

贡献者页面

@nl8590687 (repo owner)

版本历史

v1.3.02022/05/20
v1.2.02022/03/28
v1.1.22022/03/22
v1.1.12022/03/05
v1.1.0-update12021/12/29
v1.1.02021/12/04
v1.0.02021/11/20
v0.6.12020/04/20
v0.6.02019/07/30
v0.5.02019/03/29
v0.4.22019/01/09
v0.42018/07/23
v0.32018/06/16
v0.22018/05/28
v0.12018/05/14

常见问题

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