体验 Whisper ,本地离线部署自己的 ASR 语音识别服务

需求背景

最近看视频,过几天后经常忘记内容,所以有了把重点内容总结提炼到自己知识库的需求,这涉及到了提取视频中的音频数据、离线语音识别等功能。

提取视频中的音频数据,可以使用格式工厂或 FFmpeg 等工具, FFmpeg 可以使用命令 ffmpeg -i test.mp4 -f mp3 -vn test.mp3 将视频文件转换为 MP3 格式的音频文件,其中,-i test.mp4-i 参数指定输入文件,这里的输入文件是 test.mp4-f mp3-f 参数用于指定输出文件的格式,这里指定为 mp3 格式。-vn:这个参数告诉 FFmpeg 在处理文件时忽略视频流,即不处理视频数据,只处理音频数据。test.mp3:指定了输出文件的名称,即转换后的音频文件将被保存为当前目录下的 test.mp3

Whisper 是由 OpenAI 创建的开源通用语音识别项目,是一个经过大量的音频数据训练出来的支持多任务处理的语言识别模型。项目的 GitHub 仓库地址是 OpenAI Whisper ,在仓库介绍的 Show and tell 中发现这个项目 whisper-asr-webservice ,它在 whisper 基础上提供了 web 界面,并且可以用 docker 部署。

下面基于开源项目,体验了本地离线部署自己的 ASR 语音识别服务的过程。

镜像构建

克隆 whisper-asr-webservice 仓库到本地,切换到稳定版本,

git clone https://github.com/ahmetoner/whisper-asr-webservice.git
cd whisper-asr-webservice
git checkout v1.3.0

进入仓库目录,分析 Dockerfile.gpu 文件内容,这个 Dockerfile 使用了多阶段构建,

# 第一阶段:构建 FFmpeg
# 使用 Debian bookworm slim 版本作为基础镜像来构建 FFmpeg
FROM debian:bookworm-slim AS ffmpeg
# 安装 FFmpeg 编译所需的依赖包
RUN export DEBIAN_FRONTEND=noninteractive \
    && apt-get -qq update \
    && apt-get -qq install --no-install-recommends \
    build-essential \
    git \
    pkg-config \
    yasm \
    ca-certificates \
    && rm -rf /var/lib/apt/lists/*
# 从 GitHub 克隆特定版本的 FFmpeg 源码
RUN git clone https://github.com/FFmpeg/FFmpeg.git --depth 1 --branch n6.1.1 --single-branch /FFmpeg-6.1.1
# 设置工作目录为 FFmpeg 源代码目录
WORKDIR /FFmpeg-6.1.1
# 配置 FFmpeg 编译选项,禁用不需要的功能,以优化最终构建
RUN PATH="$HOME/bin:$PATH" PKG_CONFIG_PATH="$HOME/ffmpeg_build/lib/pkgconfig" ./configure \
      --prefix="$HOME/ffmpeg_build" \
      --pkg-config-flags="--static" \
      --extra-cflags="-I$HOME/ffmpeg_build/include" \
      --extra-ldflags="-L$HOME/ffmpeg_build/lib" \
      --extra-libs="-lpthread -lm" \
      --ld="g++" \
      --bindir="$HOME/bin" \
      --disable-doc \
      --disable-htmlpages \
      --disable-podpages \
      --disable-txtpages \
      --disable-network \
      --disable-autodetect \
      --disable-hwaccels \
      --disable-ffprobe \
      --disable-ffplay \
      --enable-filter=copy \
      --enable-protocol=file \
      --enable-small && \
    PATH="$HOME/bin:$PATH" make -j$(nproc) && \
    make install && \
    hash -r

# 第二阶段:准备 Swagger UI
# 使用 swagger-ui 镜像作为基础来提供 API 文档界面
FROM swaggerapi/swagger-ui:v5.9.1 AS swagger-ui

# 第三阶段:应用程序与 FFmpeg 集成
# 使用 NVIDIA CUDA 基础镜像,准备 Python 环境
FROM nvidia/cuda:11.8.0-cudnn8-runtime-ubuntu22.04
# 设置 Python 版本和 poetry 虚拟环境路径
ENV PYTHON_VERSION=3.10
ENV POETRY_VENV=/app/.venv
# 安装 Pytho
<think>嗯,用户想比较智能终端本地语音识别ASRWhisper的实现差异及性能对比。首先,我需要明确这两者的基本概念和应用场景。智能终端本地ASR通常指的是在设备端运行的语音识别系统,比如手机或智能音箱上的语音助手,它们需要在资源受限的环境下实时处理,所以可能采用轻量级模型,比如RNN-T或者经过剪枝、量化的模型。而WhisperOpenAI开源的模型,参数量更大,可能更注重多语言支持和准确率,但需要更多的计算资源,通常运行在服务器端。 接下来,用户可能关心两者的实现方式差异。本地ASR需要考虑模型优化技术,比如模型压缩、硬件加速(如NPU或DSP),以及低延迟处理。而Whisper作为云端模型,可能使用Transformer架构,依赖大规模数据训练,支持多种语言和任务,但实时性可能不如本地ASR。 性能对比方面,用户可能想知道准确率、延迟、资源消耗、多语言支持等方面的差异。本地ASR在延迟和隐私保护上有优势,但准确率可能受限于模型大小;Whisper在复杂场景下准确率更高,但需要网络连接,可能存在延迟问题。 还需要考虑用户的实际应用场景,比如是否需要离线功能,对多语言的支持程度,以及对隐私的要求。例如,智能家居设备可能更倾向于本地ASR,而需要高准确率的转录服务可能选择Whisper。 另外,用户可能对技术细节感兴趣,比如模型架构的不同,训练数据的差异,以及如何在实际项目中选择适合的方案。需要解释RNN-T和Transformer的区别,以及它们对计算资源的需求。 最后,生成相关问题时,要覆盖实现技术、性能指标、适用场景、优化方法以及整合可能性,帮助用户全面了解两者的区别和应用。</think>### 智能终端本地语音识别ASR vs Whisper实现差异及性能对比 #### 一、技术实现差异 1. **架构设计** - **本地ASR**:通常采用轻量级模型(如RNN-T、Transformer的剪枝版本),通过硬件加速(NPU/DSP)实现实时推理。例如,Google Pixel的语音识别使用改进的RNN-T架构,模型大小控制在50MB以内[^1]。 - **Whisper**:基于Transformer架构(参数量1.5B+),支持多任务学习(语音识别+翻译),依赖GPU集群进行训练,推理需要较高算力。 2. **训练数据** - **本地ASR**:聚焦目标语言(如中/英文)的干净语音数据集,常使用数据增强模拟噪声场景。 - **Whisper**:利用68万小时多语言网络音频数据(含低质量样本),覆盖96种语言[^2]。 3. **部署方式** ```cpp // 典型本地ASR实现框架(以TensorFlow Lite为例) auto model = tflite::FlatBufferModel::BuildFromFile("asr_model.tflite"); tflite::ops::builtin::BuiltinOpResolver resolver; std::unique_ptr<Interpreter> interpreter; tflite::InterpreterBuilder(*model, resolver)(&interpreter); interpreter->AllocateTensors(); ``` #### 二、性能对比指标 | 指标 | 本地ASR | Whisper | |---------------|-----------------------|----------------------| | 延迟(RTF) | <0.3x(实时性优先) | >1.5x(精度优先) | | 内存占用 | 50-200MB | >2GB | | 多语言支持 | 1-5种核心语言 | 96种语言 | | 离线可用性 | ✓ | ✗(依赖云端) | | WER(中文) | 8-12% | 5-7% | #### 三、典型应用场景 1. **本地ASR适用场景** - 智能家居设备唤醒词检测(如"Hey Siri") - 车载语音控制系统(低延迟需求) - 医疗设备离线语音指令(隐私保护) 2. **Whisper适用场景** - 跨国会议实时字幕生成 - 播客/视频内容自动转录 - 多语言客服对话分析 #### 四、优化技术对比 $$ \text{模型效率} = \frac{\text{识别准确率}}{\text{能耗} \times \text{内存占用}} $$ 本地ASR通过**量化感知训练**(Quantization-Aware Training)可将模型压缩4倍,例如将浮点32转为int8运算: ```python converter = tf.lite.TFLiteConverter.from_saved_model("asr_model") converter.optimizations = [tf.lite.Optimize.DEFAULT] tflite_quant_model = converter.convert() ``` 而Whisper通过**动态批处理**提升云端吞吐量,支持同时处理100+并发语音流。
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