In reverberant conditions with multiple concurrent speakers, each microphone acquires a mixture signal of multiple speakers at a different location. In over-determined conditions where the microphones out-number speakers, we can narrow down the solutions to speaker images and realize unsupervised speech separation by leveraging each mixture signal as a constraint (i.e., the estimated speaker images at a microphone should add up to the mixture). Equipped with this insight, we propose UNSSOR, an algorithm for $\textbf{u}$nsupervised $\textbf{n}$eural $\textbf{s}$peech $\textbf{s}$eparation by leveraging $\textbf{o}$ver-determined training mixtu$\textbf{r}$es. At each training step, we feed an input mixture to a deep neural network (DNN) to produce an intermediate estimate for each speaker, linearly filter the estimates, and optimize a loss so that, at each microphone, the filtered estimates of all the speakers can add up to the mixture to satisfy the above constraint. We show that this loss can promote unsupervised separation of speakers. The linear filters are computed in each sub-band based on the mixture and DNN estimates through the forward convolutive prediction (FCP) algorithm. To address the frequency permutation problem incurred by using sub-band FCP, a loss term based on minimizing intra-source magnitude scattering is proposed. Although UNSSOR requires over-determined training mixtures, we can train DNNs to achieve under-determined separation (e.g., unsupervised monaural speech separation). Evaluation results on two-speaker separation in reverberant conditions show the effectiveness and potential of UNSSOR.


翻译:在存在多个同时说话人的混响条件下,每个麦克风在不同位置采集到多个说话人的混合信号。当麦克风数量超过说话人数量的超定条件下,我们可以通过将每个混合信号作为约束条件(即,每个麦克风处的估计说话人图像应叠加为混合信号),缩小说话人图像的求解范围,从而实现无监督语音分离。基于这一见解,我们提出UNSSOR算法——一种通过利用超定训练混合实现$\textbf{u}$无监督$\textbf{n}$神经$\textbf{s}$语音$\textbf{s}$分离的算法。在每个训练步骤中,我们将输入混合信号馈入深度神经网络(DNN)以生成每个说话人的中间估计,对估计结果进行线性滤波,并优化损失函数,使得在每个麦克风处,所有说话人的滤波后估计信号能够叠加为混合信号,从而满足上述约束。我们证明该损失函数能够促进说话人的无监督分离。线性滤波器基于混合信号和DNN估计结果,通过前向卷积预测(FCP)算法在每个子带中计算得出。为解决子带FCP引起的频率排列问题,我们提出了一种基于最小化源内幅度散度的损失项。尽管UNSSOR需要超定训练混合,但我们可以训练DNN实现欠定分离(例如,无监督单声道语音分离)。在混响条件下对双说话人分离的评估结果展示了UNSSOR的有效性和潜力。

0
下载
关闭预览

相关内容

不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
76+阅读 · 2022年6月28日
专知会员服务
46+阅读 · 2020年10月31日
机器学习入门的经验与建议
专知会员服务
94+阅读 · 2019年10月10日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年7月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
11+阅读 · 2022年9月1日
Conditional Prompt Learning for Vision-Language Models
Arxiv
13+阅读 · 2022年3月10日
Neural Architecture Search without Training
Arxiv
10+阅读 · 2021年6月11日
Adaptive Synthetic Characters for Military Training
Arxiv
50+阅读 · 2021年1月6日
Adversarial Mutual Information for Text Generation
Arxiv
13+阅读 · 2020年6月30日
VIP会员
最新内容
《基于深度强化学习的反无人机技术研究》178页
专知会员服务
1+阅读 · 今天16:06
“史诗怒火”行动与“AI中心战”模式的浮现
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:31
【CVPR2026教程】扩散模型的解析理解
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:49
马赛克战:俄乌战场透析
专知会员服务
13+阅读 · 今天4:12
《利用人工智能增强军事决策》
专知会员服务
4+阅读 · 今天4:09
《自动机器学习在军事数据耕耘法中的应用》
专知会员服务
6+阅读 · 今天4:02
为何指挥所生存能力要求范式转变
专知会员服务
5+阅读 · 今天3:54
打造“新蛛网”模式与高科技动员
专知会员服务
4+阅读 · 今天3:33
“蛛网”行动一周年:远程无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 今天3:23
【剑桥博士论文】智能体-环境协同优化
专知会员服务
7+阅读 · 6月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
无监督元学习表示学习
CreateAMind
27+阅读 · 2019年1月4日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
disentangled-representation-papers
CreateAMind
26+阅读 · 2018年9月12日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2012年7月24日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2011年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员