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(简体中文|[English ](./README.md ))
FunASR开源了大量在工业数据上预训练模型,您可以在 [模型许可协议 ](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/MODEL_LICENSE )下自由使用、复制、修改和分享FunASR模型,下面列举代表性的模型,更多模型请参考 [模型仓库 ](https://github.com/modelscope/FunASR/tree/main/model_zoo )。
<div align="center">
<h4>
<a href="#模型推理 "> 模型推理 </a>
| <a href="#模型训练与测试 "> 模型训练与测试 </a>
| <a href="#模型导出与测试 "> 模型导出与测试 </a>
</h4>
</div>
<a name="模型推理"></a>
## 模型推理
### 快速使用
命令行方式调用:
``` shell
funasr ++model= paraformer-zh ++vad_model= "fsmn-vad" ++punc_model= "ct-punc" ++input= asr_example_zh.wav
```
python代码调用(推荐)
``` python
from funasr import AutoModel
model = AutoModel ( model = " paraformer-zh " )
res = model . generate ( input = " https://isv-data.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/ics/MaaS/ASR/test_audio/vad_example.wav " )
print ( res )
```
### 接口说明
#### AutoModel 定义
``` python
model = AutoModel ( model = [ str ] , device = [ str ] , ncpu = [ int ] , output_dir = [ str ] , batch_size = [ int ] , hub = [ str ] , * * kwargs )
```
- `model` (str): [模型仓库 ](https://github.com/modelscope/FunASR/tree/main/model_zoo ) 中的模型名称,或本地磁盘中的模型路径
- `device` (str): `cuda:0` (默认gpu0),使用 GPU 进行推理,指定。如果为`cpu` ,则使用 CPU 进行推理
- `ncpu` (int): `4` (默认),设置用于 CPU 内部操作并行性的线程数
- `output_dir` (str): `None` (默认),如果设置,输出结果的输出路径
- `batch_size` (int): `1` (默认),解码时的批处理,样本个数
- `hub` (str): `ms` (默认),从modelscope下载模型。如果为`hf` ,从huggingface下载模型。
- `**kwargs` (dict): 所有在`config.yaml` 中参数,均可以直接在此处指定,例如,vad模型中最大切割长度 `max_single_segment_time=6000` (毫秒)。
#### AutoModel 推理
``` python
res = model . generate ( input = [ str ] , output_dir = [ str ] )
```
- `input` : 要解码的输入,可以是:
- wav文件路径, 例如: asr_example.wav
- pcm文件路径, 例如: asr_example.pcm,此时需要指定音频采样率fs(默认为16000)
- 音频字节数流,例如:麦克风的字节数数据
- wav.scp, kaldi 样式的 wav 列表 (`wav_id \t wav_path` ), 例如:
```text
asr_example1 ./audios/asr_example1.wav
asr_example2 ./audios/asr_example2.wav
` ``
在这种输入 ` wav.scp` 的情况下,必须设置 ` output_dir` 以保存输出结果
- 音频采样点,例如:` audio, rate = soundfile.read("asr_example_zh.wav")`, 数据类型为 numpy.ndarray。支持batch输入,类型为list:
` ``[audio_sample1, audio_sample2, ..., audio_sampleN]` ``
- fbank输入,支持组batch。shape为[batch, frames, dim],类型为torch.Tensor,例如
- ` output_dir`: None (默认),如果设置,输出结果的输出路径
- ` **kwargs`(dict): 与模型相关的推理参数,例如,` beam_size=10`, ` decoding_ctc_weight=0.1`。
### 更多用法介绍
#### 非实时语音识别
` ``python
from funasr import AutoModel
# paraformer-zh is a multi-functional asr model
# use vad, punc, spk or not as you need
model = AutoModel(model="paraformer-zh",
vad_model="fsmn-vad",
vad_kwargs={"max_single_segment_time": 60000},
punc_model="ct-punc",
# spk_model="cam++"
)
wav_file = f"{model.model_path}/example/asr_example.wav"
res = model.generate(input=wav_file, batch_size_s=300, batch_size_threshold_s=60, hotword='魔搭')
print(res)
` ``
注意:
- 通常模型输入限制时长30s以下,组合` vad_model`后,支持任意时长音频输入,不局限于paraformer模型,所有音频输入模型均可以。
- ` model`相关的参数可以直接在` AutoModel`定义中直接指定;与` vad_model`相关参数可以通过` vad_kwargs`来指定,类型为dict;类似的有` punc_kwargs`, ` spk_kwargs`;
- ` max_single_segment_time`: 表示` vad_model`最大切割音频时长, 单位是毫秒ms.
- ` batch_size_s` 表示采用动态batch,batch中总音频时长,单位为秒s。
- ` batch_size_threshold_s`: 表示` vad_model`切割后音频片段时长超过 ` batch_size_threshold_s`阈值时,将batch_size数设置为1, 单位为秒s.
建议:当您输入为长音频,遇到OOM问题时,因为显存占用与音频时长呈平方关系增加,分为3种情况:
- a)推理起始阶段,显存主要取决于` batch_size_s`,适当减小该值,可以减少显存占用;
- b)推理中间阶段,遇到VAD切割的长音频片段,总token数小于` batch_size_s`,仍然出现OOM,可以适当减小` batch_size_threshold_s`,超过阈值,强制batch为1;
- c)推理快结束阶段,遇到VAD切割的长音频片段,总token数小于` batch_size_s`,且超过阈值` batch_size_threshold_s`,强制batch为1,仍然出现OOM,可以适当减小` max_single_segment_time`,使得VAD切割音频时长变短。
#### 实时语音识别
` ``python
from funasr import AutoModel
chunk_size = [0, 10, 5] #[0, 10, 5] 600ms, [0, 8, 4] 480ms
encoder_chunk_look_back = 4 #number of chunks to lookback for encoder self-attention
decoder_chunk_look_back = 1 #number of encoder chunks to lookback for decoder cross-attention
model = AutoModel(model="paraformer-zh-streaming")
import soundfile
import os
wav_file = os.path.join(model.model_path, "example/asr_example.wav")
speech, sample_rate = soundfile.read(wav_file)
chunk_stride = chunk_size[1] * 960 # 600ms
cache = {}
total_chunk_num = int(len((speech)-1)/chunk_stride+1)
for i in range(total_chunk_num):
speech_chunk = speech[i*chunk_stride:(i+1)*chunk_stride]
is_final = i == total_chunk_num - 1
res = model.generate(input=speech_chunk, cache=cache, is_final=is_final, chunk_size=chunk_size, encoder_chunk_look_back=encoder_chunk_look_back, decoder_chunk_look_back=decoder_chunk_look_back)
print(res)
` ``
注:` chunk_size`为流式延时配置,` [0,10,5]`表示上屏实时出字粒度为` 10*60=600ms`,未来信息为` 5*60=300ms`。每次推理输入为` 600ms`(采样点数为` 16000*0.6=960`),输出为对应文字,最后一个语音片段输入需要设置` is_final=True`来强制输出最后一个字。
#### 语音端点检测(非实时)
` ``python
from funasr import AutoModel
model = AutoModel(model="fsmn-vad")
wav_file = f"{model.model_path}/example/vad_example.wav"
res = model.generate(input=wav_file)
print(res)
` ``
注:VAD模型输出格式为:` [[beg1, end1], [beg2, end2], .., [begN, endN]]`,其中` begN/endN`表示第` N`个有效音频片段的起始点/结束点,
单位为毫秒。
#### 语音端点检测(实时)
` ``python
from funasr import AutoModel
chunk_size = 200 # ms
model = AutoModel(model="fsmn-vad")
import soundfile
wav_file = f"{model.model_path}/example/vad_example.wav"
speech, sample_rate = soundfile.read(wav_file)
chunk_stride = int(chunk_size * sample_rate / 1000)
cache = {}
total_chunk_num = int(len((speech)-1)/chunk_stride+1)
for i in range(total_chunk_num):
speech_chunk = speech[i*chunk_stride:(i+1)*chunk_stride]
is_final = i == total_chunk_num - 1
res = model.generate(input=speech_chunk, cache=cache, is_final=is_final, chunk_size=chunk_size)
if len(res[0]["value"]):
print(res)
` ``
注:流式VAD模型输出格式为4种情况:
- ` [[beg1, end1], [beg2, end2], .., [begN, endN]]`:同上离线VAD输出结果。
- ` [[beg, -1]]`:表示只检测到起始点。
- ` [[-1, end]]`:表示只检测到结束点。
- ` []`:表示既没有检测到起始点,也没有检测到结束点
输出结果单位为毫秒,从起始点开始的绝对时间。
#### 标点恢复
` ``python
from funasr import AutoModel
model = AutoModel(model="ct-punc")
res = model.generate(input="那今天的会就到这里吧 happy new year 明年见")
print(res)
` ``
#### 时间戳预测
` ``python
from funasr import AutoModel
model = AutoModel(model="fa-zh")
wav_file = f"{model.model_path}/example/asr_example.wav"
text_file = f"{model.model_path}/example/text.txt"
res = model.generate(input=(wav_file, text_file), data_type=("sound", "text"))
print(res)
` ``
更多([示例](https://github.com/modelscope/FunASR/tree/main/examples/industrial_data_pretraining))
<a name="核心功能"></a>
## 模型训练与测试
### 快速开始
命令行执行(用于快速测试,不推荐):
` ``shell
funasr-train ++model=paraformer-zh ++train_data_set_list=data/list/train.jsonl ++valid_data_set_list=data/list/val.jsonl ++output_dir="./outputs" &> log.txt &
` ``
python代码执行(可以多机多卡,推荐)
` ``shell
cd examples/industrial_data_pretraining/paraformer
bash finetune.sh
# "log_file: ./outputs/log.txt"
` ``
详细完整的脚本参考 [finetune.sh](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/examples/industrial_data_pretraining/paraformer/finetune.sh)
### 详细参数介绍
` ``shell
funasr/bin/train.py \
++model="${model_name_or_model_dir}" \
++train_data_set_list="${train_data}" \
++valid_data_set_list="${val_data}" \
++dataset_conf.batch_size=20000 \
++dataset_conf.batch_type="token" \
++dataset_conf.num_workers=4 \
++train_conf.max_epoch=50 \
++train_conf.log_interval=1 \
++train_conf.resume=false \
++train_conf.validate_interval=2000 \
++train_conf.save_checkpoint_interval=2000 \
++train_conf.keep_nbest_models=20 \
++train_conf.avg_nbest_model=10 \
++optim_conf.lr=0.0002 \
++output_dir="${output_dir}" &> ${log_file}
` ``
- ` model`(str):模型名字(模型仓库中的ID),此时脚本会自动下载模型到本读;或者本地已经下载好的模型路径。
- ` train_data_set_list`(str):训练数据路径,默认为jsonl格式,具体参考([例子](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/data/list))。
- ` valid_data_set_list`(str):验证数据路径,默认为jsonl格式,具体参考([例子](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/data/list))。
- ` dataset_conf.batch_type`( str):` example`(默认),batch的类型。` example`表示按照固定数目batch_size个样本组batch; ` length` or ` token` 表示动态组batch, batch总长度或者token数为batch_size。
- ` dataset_conf.batch_size`( int):与 ` batch_type` 搭配使用,当 ` batch_type=example` 时,表示样本个数;当 ` batch_type=length` 时,表示样本中长度,单位为fbank帧数(1帧10ms)或者文字token个数。
- ` train_conf.max_epoch`( int):` 100`(默认),训练总epoch数。
- ` train_conf.log_interval`( int):` 50`(默认),打印日志间隔step数。
- ` train_conf.resume`( int):` True`(默认),是否开启断点重训。
- ` train_conf.validate_interval`( int):` 5000`(默认),训练中做验证测试的间隔step数。
- ` train_conf.save_checkpoint_interval`( int):` 5000`(默认),训练中模型保存间隔step数。
- ` train_conf.avg_keep_nbest_models_type`( str):` acc`(默认),保留nbest的标准为acc(越大越好)。` loss`表示,保留nbest的标准为loss(越小越好)。
- ` train_conf.keep_nbest_models`( int):` 500`(默认),保留最大多少个模型参数,配合 ` avg_keep_nbest_models_type` 按照验证集 acc/loss 保留最佳的n个模型,其他删除,节约存储空间。
- ` train_conf.avg_nbest_model`( int):` 10`(默认),保留最大多少个模型参数,配合 ` avg_keep_nbest_models_type` 按照验证集 acc/loss 对最佳的n个模型平均。
- ` train_conf.accum_grad`( int):` 1`(默认),梯度累积功能。
- ` train_conf.grad_clip`( float):` 10.0`(默认),梯度截断功能。
- ` train_conf.use_fp16`( bool):` False`(默认),开启fp16训练,加快训练速度。
- ` optim_conf.lr`( float):学习率。
- ` output_dir`( str):模型保存路径。
- ` **kwargs`(dict): 所有在` config.yaml`中参数,均可以直接在此处指定,例如,过滤20s以上长音频:` dataset_conf.max_token_length=2000`,单位为音频fbank帧数(1帧10ms)或者文字token个数。
#### 多gpu训练
##### 单机多gpu训练
` ``shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES="0,1"
gpu_num=$(echo $CUDA_VISIBLE_DEVICES | awk -F "," '{print NF}')
torchrun --nnodes 1 --nproc_per_node ${gpu_num} \
../../../funasr/bin/train.py ${train_args}
` ``
--nnodes 表示参与的节点总数,--nproc_per_node 表示每个节点上运行的进程数
##### 多机多gpu训练
在主节点上,假设IP为192.168.1.1,端口为12345,使用的是2个GPU,则运行如下命令:
` ``shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES="0,1"
gpu_num=$(echo $CUDA_VISIBLE_DEVICES | awk -F "," '{print NF}')
torchrun --nnodes 2 --node_rank 0 --nproc_per_node ${gpu_num} --master_addr 192.168.1.1 --master_port 12345 \
../../../funasr/bin/train.py ${train_args}
` ``
在从节点上(假设IP为192.168.1.2),你需要确保MASTER_ADDR和MASTER_PORT环境变量与主节点设置的一致,并运行同样的命令:
` ``shell
export CUDA_VISIBLE_DEVICES="0,1"
gpu_num=$(echo $CUDA_VISIBLE_DEVICES | awk -F "," '{print NF}')
torchrun --nnodes 2 --node_rank 1 --nproc_per_node ${gpu_num} --master_addr 192.168.1.1 --master_port 12345 \
../../../funasr/bin/train.py ${train_args}
` ``
--nnodes 表示参与的节点总数,--node_rank 表示当前节点id, --nproc_per_node 表示每个节点上运行的进程数(通常为gpu个数)
#### 准备数据
` jsonl`格式可以参考([例子](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/data/list))。
可以用指令 ` scp2jsonl` 从wav.scp与text.txt生成。wav.scp与text.txt准备过程如下:
` train_text.txt`
左边为数据唯一ID,需与` train_wav.scp`中的` ID`一一对应
右边为音频文件标注文本,格式如下:
` ``bash
ID0012W0013 当客户风险承受能力评估依据发生变化时
ID0012W0014 所有只要处理 data 不管你是做 machine learning 做 deep learning
ID0012W0015 he tried to think how it could be
` ``
` train_wav.scp`
左边为数据唯一ID,需与` train_text.txt`中的` ID`一一对应
右边为音频文件的路径,格式如下
` ``bash
BAC009S0764W0121 https://isv-data.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/ics/MaaS/ASR/test_audio/BAC009S0764W0121.wav
BAC009S0916W0489 https://isv-data.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/ics/MaaS/ASR/test_audio/BAC009S0916W0489.wav
ID0012W0015 https://isv-data.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/ics/MaaS/ASR/test_audio/asr_example_cn_en.wav
` ``
` 生成指令`
` ``shell
# generate train.jsonl and val.jsonl from wav.scp and text.txt
scp2jsonl \
++scp_file_list='["../../../data/list/train_wav.scp", "../../../data/list/train_text.txt"]' \
++data_type_list='["source", "target"]' \
++jsonl_file_out="../../../data/list/train.jsonl"
` ``
(可选,非必需)如果需要从jsonl解析成wav.scp与text.txt,可以使用指令:
` ``shell
# generate wav.scp and text.txt from train.jsonl and val.jsonl
jsonl2scp \
++scp_file_list='["../../../data/list/train_wav.scp", "../../../data/list/train_text.txt"]' \
++data_type_list='["source", "target"]' \
++jsonl_file_in="../../../data/list/train.jsonl"
` ``
#### 查看训练日志
##### 查看实验log
` ``shell
tail log.txt
[2024-03-21 15:55:52,137][root][INFO] - train, rank: 3, epoch: 0/50, step: 6990/1, total step: 6990, (loss_avg_rank: 0.327), (loss_avg_epoch: 0.409), (ppl_avg_epoch: 1.506), (acc_avg_epoch: 0.795), (lr: 1.165e-04), [('loss_att', 0.259), ('acc', 0.825), ('loss_pre', 0.04), ('loss', 0.299), ('batch_size', 40)], {'data_load': '0.000', 'forward_time': '0.315', 'backward_time': '0.555', 'optim_time': '0.076', 'total_time': '0.947'}, GPU, memory: usage: 3.830 GB, peak: 18.357 GB, cache: 20.910 GB, cache_peak: 20.910 GB
[2024-03-21 15:55:52,139][root][INFO] - train, rank: 1, epoch: 0/50, step: 6990/1, total step: 6990, (loss_avg_rank: 0.334), (loss_avg_epoch: 0.409), (ppl_avg_epoch: 1.506), (acc_avg_epoch: 0.795), (lr: 1.165e-04), [('loss_att', 0.285), ('acc', 0.823), ('loss_pre', 0.046), ('loss', 0.331), ('batch_size', 36)], {'data_load': '0.000', 'forward_time': '0.334', 'backward_time': '0.536', 'optim_time': '0.077', 'total_time': '0.948'}, GPU, memory: usage: 3.943 GB, peak: 18.291 GB, cache: 19.619 GB, cache_peak: 19.619 GB
` ``
指标解释:
- ` rank`:表示gpu id。
- ` epoch`,` step`,` total step`:表示当前epoch, step,总step。
- ` loss_avg_rank`:表示当前step,所有gpu平均loss。
- ` loss/ppl/acc_avg_epoch`:表示当前epoch周期,截止当前step数时,总平均loss/ppl/acc。epoch结束时的最后一个step表示epoch总平均loss/ppl/acc,推荐使用acc指标。
- ` lr`:当前step的学习率。
- ` [('loss_att', 0.259), ('acc', 0.825), ('loss_pre', 0.04), ('loss', 0.299), ('batch_size', 40)]`:表示当前gpu id的具体数据。
- ` total_time`:表示单个step总耗时。
- ` GPU, memory`:分别表示,模型使用/峰值显存,模型+缓存使用/峰值显存。
##### tensorboard可视化
` ``bash
tensorboard --logdir /xxxx/FunASR/examples/industrial_data_pretraining/paraformer/outputs/log/tensorboard
` ``
浏览器中打开:http://localhost:6006/
### 训练后模型测试
#### 有configuration.json
假定,训练模型路径为:./model_dir,如果改目录下有生成configuration.json,只需要将 [上述模型推理方法](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/examples/README_zh.md#%E6%A8%A1%E5%9E%8B%E6%8E%A8%E7%90%86) 中模型名字修改为模型路径即可
例如:
从shell推理
` ``shell
python -m funasr.bin.inference ++model="./model_dir" ++input=="${input}" ++output_dir="${output_dir}"
` ``
从python推理
` ``python
from funasr import AutoModel
model = AutoModel(model="./model_dir")
res = model.generate(input=wav_file)
print(res)
` ``
#### 无configuration.json时
如果模型路径中无configuration.json时,需要手动指定具体配置文件路径与模型路径
` ``shell
python -m funasr.bin.inference \
--config-path "${local_path}" \
--config-name "${config}" \
++init_param="${init_param}" \
++tokenizer_conf.token_list="${tokens}" \
++frontend_conf.cmvn_file="${cmvn_file}" \
++input="${input}" \
++output_dir="${output_dir}" \
++device="${device}"
` ``
参数介绍
- ` config-path`:为实验中保存的 ` config.yaml`,可以从实验输出目录中查找。
- ` config-name`:配置文件名,一般为 ` config.yaml`,支持yaml格式与json格式,例如 ` config.json`
- ` init_param`:需要测试的模型参数,一般为` model.pt`,可以自己选择具体的模型文件
- ` tokenizer_conf.token_list`:词表文件路径,一般在 ` config.yaml` 有指定,无需再手动指定,当 ` config.yaml` 中路径不正确时,需要在此处手动指定。
- ` frontend_conf.cmvn_file`: wav提取fbank中用到的cmvn文件,一般在 ` config.yaml` 有指定,无需再手动指定,当 ` config.yaml` 中路径不正确时,需要在此处手动指定。
其他参数同上,完整 [示例](https://github.com/modelscope/FunASR/blob/main/examples/industrial_data_pretraining/paraformer/infer_from_local.sh)
<a name="模型导出与测试"></a>
## 模型导出与测试
### 从命令行导出
` ``shell
funasr-export ++model=paraformer ++quantize=false
` ``
### 从Python导出
` ``python
from funasr import AutoModel
model = AutoModel(model="paraformer")
res = model.export(quantize=False)
` ``
### 测试ONNX
` ``python
# pip3 install -U funasr-onnx
from funasr_onnx import Paraformer
model_dir = "damo/speech_paraformer-large_asr_nat-zh-cn-16k-common-vocab8404-pytorch"
model = Paraformer(model_dir, batch_size=1, quantize=True)
wav_path = ['~/.cache/modelscope/hub/damo/speech_paraformer-large_asr_nat-zh-cn-16k-common-vocab8404-pytorch/example/asr_example.wav']
result = model(wav_path)
print(result)
` ``
更多例子请参考 [样例 ](https://github.com/modelscope/FunASR/tree/main/runtime/python/onnxruntime )