【论文笔记】Leveraging Unpaired Text Data for Training End-to-End Speech-to-Intent Systems

该论文提出了一种利用未配对文本数据训练端到端语音到意图(S2I)系统的方法。通过迁移学习,结合speech-to-intent和text-to-intent模型,利用丰富的text-intent数据补充speech-intent数据的不足。通过TTS系统进行数据增强,并使用预训练的text模型指导speech-intent模型,提高端到端系统的性能。实验表明,即使在少量speech-intent数据下,这种方法也能实现较好的准确率。

题目

Leveraging Unpaired Text Data for Training End-to-End Speech-to-Intent Systems

链接

https://arxiv.org/pdf/2010.04284.pdf

标签

Speech-to-intent, spoken language understanding, end-to-end systems, pre-trained text embedding, synthetic speech
augmentation

Contributions

  • 运用迁移学习的知识,联合训练speech-to-intent 模型和text-to-intent模型,利用较多的text-intent数据作为基于speech-intent的端到端S2I(speech-to-intent)模型的补充
  • 为了解决speech-intent数据集的稀缺,通过TTS系统把text-intent数据转换为speech-intent数据,以达到数据增强的目的。

亮点与启发

由于深度神经网络极度依赖于大量的数据来驱动得到较好的效果,而对于端到端的S2I系统, intent-labeled speech data太过稀缺了,为了比肩传统的模型(speech-text-intent),需要设法弥补数据稀缺的问题。
为解决此问题的答案就是——迁移学习

基于Text-intent类数据较多这一现状,使用类似bert的预训练模型,对基于speech-intent的声学模型进行“指导”,将知识迁移到

大型语言模型(LLMs)通过其强大的语义表示能力,为文本到图像生成(Text-to-Image Generation, T2I)提供了新的优化方向。传统的文本到图像生成模型依赖于浅层文本编码器(如BERT、CLIP)来提取文本特征,而这些编码器的语义理解能力有限,难以捕捉文本中复杂的上下文信息和抽象概念。LLMs 的引入可以显著增强文本的语义建模能力,从而提升生成图像的质量与文本-图像对齐度。 ### 语义表示增强的文本编码 LLMs 能够生成丰富的上下文感知文本嵌入(context-aware text embeddings),相比于传统编码器,能更准确地表达文本中的复杂语义。通过将 LLM 提取的文本嵌入作为文本条件输入到扩散模型(Diffusion Models)或变分自编码器(VAE)中,可以提升生成图像与文本描述之间的语义一致性[^1]。 例如,在文本描述“一只在雪地中奔跑的金毛犬”中,LLMs 能够更精确地理解“雪地”、“奔跑”、“金毛犬”之间的语义关系,从而引导图像生成模型生成更符合描述的图像内容。 ### 多模态语义对齐 在文本到图像生成任务中,语义对齐是关键挑战之一。LLMs 可以与视觉编码器(如 Vision Transformer)结合,构建统一的多模态语义空间。通过在训练过程中对齐文本和图像嵌入空间,可以提升模型对跨模态语义关系的理解能力。例如,BuboGPT 构建了一个共享的语义空间,以实现对图像、文本和音频等多模态内容的全面理解[^2]。类似方法可应用于文本到图像生成任务中,以增强生成图像与文本描述之间的语义一致性。 ### 上下文扩展与推理能力 LLMs 具备强大的上下文建模和推理能力,可以用于扩展输入文本的隐含语义。例如,在输入文本较短或描述不够详细的情况下,LLMs 可以通过上下文推理生成更丰富的文本描述,从而为图像生成模型提供更详细的语义指导。这种扩展机制可以显著提高生成图像的细节丰富度和语义完整性。 ### 代码示例:基于 LLM 的文本嵌入提取 以下是一个使用 Hugging Face Transformers 库从 LLM 提取文本嵌入的示例: ```python from transformers import AutoTokenizer, AutoModelForCausalLM # 加载预训练 LLM(如 GPT-3 的简化版本) tokenizer = AutoTokenizer.from_pretrained("gpt2") model = AutoModelForCausalLM.from_pretrained("gpt2") # 输入文本 text = "A red car driving on a mountain road" # 编码文本 inputs = tokenizer(text, return_tensors="pt") # 获取文本嵌入 with torch.no_grad(): outputs = model.transformer(**inputs) text_embedding = outputs.last_hidden_state.mean(dim=1) # 取平均作为文本嵌入 print(text_embedding.shape) # 输出嵌入维度 ``` 该文本嵌入可作为条件输入送入扩散模型或 GAN 架构中,以驱动图像生成过程。 ### 未来发展方向 结合 LLM 的语义表示能力和扩散模型的生成能力,未来的研究方向包括: - 更高效的跨模态对齐方法 - 基于 LLM 的文本扩展与语义推理机制 - 面向特定领域(如艺术创作、建筑设计)的定制化文本到图像生成系统
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