WaveNet 分析和实现-WaveNet: AGenerative Model for Raw Audio

参考文献:
WaveNet: AGenerative Model for Raw Audio. Aaron van den Oord, Sander Dieleman, Heiga Zen,Karen Simonyan, Oriol Vinyals, Alex Graves, Nal Kalchbrenner, Andrew Senior,Koray Kavukcuoglu, ICLR 2017, open review

应用:

语音生成、tts(text to speech)、音乐合成
把機器生成不自然的語音訊號,透過層層堆疊的延時卷積單元轉換成更通暢流利的語音作為輸出。

技术点:

dilate convolution 可以使用较少的计算就能 cover 到较大的 receptive field,而且由于 dilate 本身的原因, 还可以防止 overfitting。

文章讲解:https://zhuanlan.zhihu.com/p/24317897
知乎讲解:https://www.zhihu.com/question/56017966/answer/253599651

关键问题:

1、因果卷积与LPC区别:

卷积可以分为线性和非线性的,其中线性的因果卷积应该是和LPC一样的。

2、为什么使用dilate卷积?

对于因果卷积,存在的一个问题是需要很多层或者很大的filter来增加卷积的感受野。本文中,我们通过大小排列来的扩大卷积来增加感受野。扩大卷积(dilated convolution)是通过跳过部分输入来使filter可以应用于大于filter本身长度的区域。等同于通过增加零来从原始filter中生成更大的filter。

3、文本是如何转语音的?

利用Transpose Conv. (Deconv.) 反卷积。
其作法是先訓練一個CNN的語音轉文字模型(STT) h = F(y),然後轉換成反卷積模型y = f(h),透過這個反卷積模型,將文字轉換成語音。 但反卷積產生出來的語音品質非常悲劇,因此不直接拿來使用,而是做為WaveNet的條件引入。因此,可以把WaveNet看做一個修飾器,將人工產生的語音修飾成更接近人類的聲音(字句連貫通暢)。



那么原始input x 是什么?
我们猜测可能是一段人声范本,帮助矫正语音。

下图(上)为有原始输入x和附加输入y(经过TTS model得到的语音)的网络结构图,下图(下)为只有原始输入x的网络。两者的区别在于是否加入了conditionnal input y。



4、residual learning能加速收敛

http://blog.csdn.net/solomonlangrui/article/details/52455638
residual learning 设计的初衷是为了解决梯度消失的问题,只是从结果论上看,也起到了加速作用,没有说原因。
18层普通/残差网络是相对接近的,但18层残差网络的收敛速度更快(下图右与左)。当网络“不深”(18层以下)的时候,目前的SGD算法仍然能在平凡网络上找到较好的解决方案。在这种情况下,残差网络能加速优化,在训练初期提供更快的收敛速度。

5、为什么先用casual convolution,再用dilated convolution

image

根据代码来看,它的dilated convolution的dilation是2、4、8...512,而外面的causal convolution的dilation是1,所以不构成重复,这样实现了dilation为1、2、4...512。

6、为什么CNN中反卷积也叫transport convolution

卷积一般转化为矩阵的乘积,则有F=A∗H。
那么,反向传播过程中。假如,我们已经有从更深层的网络中得到的,根据矩阵微分公式



那么有



从中可以看出,在求误差bp的过程,是与A的转置的乘积。
而,反卷积(deconvolution)与卷积的正好相反——前向传播,与A的转置的乘积,反向传播,则是与A的转置。这就是为什么反卷积其实叫transport convolution更为合适的原因了。
最后编辑于
©著作权归作者所有,转载或内容合作请联系作者
  • 序言:七十年代末,一起剥皮案震惊了整个滨河市,随后出现的几起案子,更是在滨河造成了极大的恐慌,老刑警刘岩,带你破解...
    沈念sama阅读 216,372评论 6 498
  • 序言:滨河连续发生了三起死亡事件,死亡现场离奇诡异,居然都是意外死亡,警方通过查阅死者的电脑和手机,发现死者居然都...
    沈念sama阅读 92,368评论 3 392
  • 文/潘晓璐 我一进店门,熙熙楼的掌柜王于贵愁眉苦脸地迎上来,“玉大人,你说我怎么就摊上这事。” “怎么了?”我有些...
    开封第一讲书人阅读 162,415评论 0 353
  • 文/不坏的土叔 我叫张陵,是天一观的道长。 经常有香客问我,道长,这世上最难降的妖魔是什么? 我笑而不...
    开封第一讲书人阅读 58,157评论 1 292
  • 正文 为了忘掉前任,我火速办了婚礼,结果婚礼上,老公的妹妹穿的比我还像新娘。我一直安慰自己,他们只是感情好,可当我...
    茶点故事阅读 67,171评论 6 388
  • 文/花漫 我一把揭开白布。 她就那样静静地躺着,像睡着了一般。 火红的嫁衣衬着肌肤如雪。 梳的纹丝不乱的头发上,一...
    开封第一讲书人阅读 51,125评论 1 297
  • 那天,我揣着相机与录音,去河边找鬼。 笑死,一个胖子当着我的面吹牛,可吹牛的内容都是我干的。 我是一名探鬼主播,决...
    沈念sama阅读 40,028评论 3 417
  • 文/苍兰香墨 我猛地睁开眼,长吁一口气:“原来是场噩梦啊……” “哼!你这毒妇竟也来了?” 一声冷哼从身侧响起,我...
    开封第一讲书人阅读 38,887评论 0 274
  • 序言:老挝万荣一对情侣失踪,失踪者是张志新(化名)和其女友刘颖,没想到半个月后,有当地人在树林里发现了一具尸体,经...
    沈念sama阅读 45,310评论 1 310
  • 正文 独居荒郊野岭守林人离奇死亡,尸身上长有42处带血的脓包…… 初始之章·张勋 以下内容为张勋视角 年9月15日...
    茶点故事阅读 37,533评论 2 332
  • 正文 我和宋清朗相恋三年,在试婚纱的时候发现自己被绿了。 大学时的朋友给我发了我未婚夫和他白月光在一起吃饭的照片。...
    茶点故事阅读 39,690评论 1 348
  • 序言:一个原本活蹦乱跳的男人离奇死亡,死状恐怖,灵堂内的尸体忽然破棺而出,到底是诈尸还是另有隐情,我是刑警宁泽,带...
    沈念sama阅读 35,411评论 5 343
  • 正文 年R本政府宣布,位于F岛的核电站,受9级特大地震影响,放射性物质发生泄漏。R本人自食恶果不足惜,却给世界环境...
    茶点故事阅读 41,004评论 3 325
  • 文/蒙蒙 一、第九天 我趴在偏房一处隐蔽的房顶上张望。 院中可真热闹,春花似锦、人声如沸。这庄子的主人今日做“春日...
    开封第一讲书人阅读 31,659评论 0 22
  • 文/苍兰香墨 我抬头看了看天上的太阳。三九已至,却和暖如春,着一层夹袄步出监牢的瞬间,已是汗流浃背。 一阵脚步声响...
    开封第一讲书人阅读 32,812评论 1 268
  • 我被黑心中介骗来泰国打工, 没想到刚下飞机就差点儿被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留,地道东北人。 一个月前我还...
    沈念sama阅读 47,693评论 2 368
  • 正文 我出身青楼,却偏偏与公主长得像,于是被迫代替她去往敌国和亲。 传闻我的和亲对象是个残疾皇子,可洞房花烛夜当晚...
    茶点故事阅读 44,577评论 2 353