The real-time processing of time series signals is a critical issue for many real-life applications. The idea of real-time processing is especially important in audio domain as the human perception of sound is sensitive to any kind of disturbance in perceived signals, especially the lag between auditory and visual modalities. The rise of deep learning (DL) models complicated the landscape of signal processing. Although they often have superior quality compared to standard DSP methods, this advantage is diminished by higher latency. In this work we propose novel method for minimization of inference time latency and memory consumption, called Short-Term Memory Convolution (STMC) and its transposed counterpart. The main advantage of STMC is the low latency comparable to long short-term memory (LSTM) networks. Furthermore, the training of STMC-based models is faster and more stable as the method is based solely on convolutional neural networks (CNNs). In this study we demonstrate an application of this solution to a U-Net model for a speech separation task and GhostNet model in acoustic scene classification (ASC) task. In case of speech separation we achieved a 5-fold reduction in inference time and a 2-fold reduction in latency without affecting the output quality. The inference time for ASC task was up to 4 times faster while preserving the original accuracy.


翻译:实时处理时间序列信号对于许多现实应用来说是一个关键问题。实时处理对于许多现实应用来说是一个关键问题。实时处理的概念在音域中特别重要,因为人对声音的感知对感知信号的任何干扰都具有敏感性,特别是听觉和视觉模式之间的滞后。深层次学习(DL)模型的兴起使信号处理的景观变得复杂。虽然与标准DSP方法相比,深层次学习(DL)模型往往质量较高,但这种优势却因较高的潜伏力而减弱。在这项工作中,我们提出了尽量减少推断时间间隔和记忆消耗的新方法,称为短期记忆变异(STMC)及其转换对应。在STEMC的主要优势是,与长期记忆(LSTM)网络相比,低的延度是任何类型的干扰。此外,基于STMC的模型的培训速度更快和更加稳定,因为方法完全以动态神经网络为基础。在本次研究中,我们展示了将这一解决方案应用于U-Net的语音分离任务和GhingNet模型(ASC)的任务。在语音场分类中,我们实现了语音分解5倍的语音分解,同时将原质量减为4倍。

0
下载
关闭预览

相关内容

Processing 是一门开源编程语言和与之配套的集成开发环境(IDE)的名称。Processing 在电子艺术和视觉设计社区被用来教授编程基础,并运用于大量的新媒体和互动艺术作品中。
不可错过!《机器学习100讲》课程,UBC Mark Schmidt讲授
专知会员服务
71+阅读 · 2022年6月28日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
49+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
LibRec 精选:基于LSTM的序列推荐实现(PyTorch)
LibRec智能推荐
50+阅读 · 2018年8月27日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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
1+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
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
Memory-Gated Recurrent Networks
Arxiv
12+阅读 · 2020年12月24日
VIP会员
相关VIP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
71+阅读 · 2022年6月28日
100+篇《自监督学习(Self-Supervised Learning)》论文最新合集
专知会员服务
161+阅读 · 2020年3月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
144+阅读 · 2019年10月12日
开源书:PyTorch深度学习起步
专知会员服务
49+阅读 · 2019年10月11日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
168+阅读 · 2019年10月11日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
99+阅读 · 2019年10月9日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
利用动态深度学习预测金融时间序列基于Python
量化投资与机器学习
18+阅读 · 2018年10月30日
LibRec 精选:基于LSTM的序列推荐实现(PyTorch)
LibRec智能推荐
50+阅读 · 2018年8月27日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
【推荐】用Tensorflow理解LSTM
机器学习研究会
36+阅读 · 2017年9月11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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014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
1+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
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
Top
微信扫码咨询专知VIP会员