Bahasa ini diterjemahkan oleh mesin dan belum ditinjau oleh manusia.

Kecerdasan buatan · Artikel

Bagaimana Pengenalan Ucapan dan AI Voice-to-Text Benar-benar Bekerja

Terbit:

Singkatnya

Sistem speech-to-text modern mengubah gelombang suara menjadi gambar spectrogram, kemudian memberi makan gambar tersebut melalui jaringan saraf yang memprediksi teks satu token pada satu waktu. Metode inti yang sama — dirintis oleh sistem seperti pengenal on-device Google dan Whisper OpenAI — sekarang mendukung keyboard ponsel, speaker pintar dan alat aksesibilitas, meskipun peneliti juga telah mendokumentasikan kasus di mana model ini mengarang kata-kata yang tidak pernah diucapkan.

Versi ini adalah terjemahan mesin dari naskah asli (English). Baca naskah asli

Setiap kali ponsel mentranskripsikan voicemail, speaker pintar menjawab pertanyaan yang diucapkan, atau aplikasi captioning menampilkan subtitle langsung, pipeline dasar yang sama berjalan di latar belakang: suara dikonversi menjadi pola visual, dan jaringan saraf membaca pola tersebut untuk menebak kata-kata. Penjelasan ini merinci cara kerja pipeline tersebut, sistem mana yang banyak digunakan, dan di mana teknologi masih membuat kesalahan.

Dari gelombang suara ke spectrogram

Sistem speech-to-text tidak membaca audio mentah secara langsung. Menurut makalah teknis OpenAI untuk model Whisper, yang diposting di arXiv, audio terlebih dahulu dikonversi ke bentuk yang dapat diproses jaringan saraf secara efisien sebelum transkripsi apa pun terjadi. Dokumentasi pengembang untuk Whisper, dipublikasikan di GitHub oleh OpenAI, mendeskripsikan model sebagai 'model pengenalan ucapan tujuan umum' yang menangani transkripsi multibahasa, penerjemahan ke dalam bahasa Inggris, identifikasi bahasa yang diucapkan dan deteksi aktivitas suara — semuanya melalui satu model daripada beberapa tahap terpisah.

Teknik umum di seluruh sistem modern adalah mengubah audio menjadi mel spectrogram: bagan yang menunjukkan frekuensi mana yang ada pada setiap momen dalam rekaman, diskalakan untuk kurang lebih cocok dengan cara telinga manusia mempersepsikan pitch. Representasi seperti gambar itu, bukan gelombang bruto, adalah apa yang dimasukkan ke dalam jaringan saraf.

Dua pendekatan berbeda: skala cloud dan on-device

Tidak semua pengenal ucapan dibangun dengan cara yang sama, dan perbedaannya penting untuk bagaimana dan di mana mereka dapat berjalan.

Whisper OpenAI, dijelaskan dalam makalah arXiv 'Robust Speech Recognition via Large-Scale Weak Supervision,' dilatih pada 680.000 jam audio multibahasa dan multitask yang dikumpulkan dari internet, menggunakan arsitektur encoder-decoder transformer yang mirip dengan yang di balik model generasi teks seperti GPT. Encoder memproses spectrogram; decoder kemudian memprediksi token teks satu per satu. Penulis makalah melaporkan bahwa model yang dihasilkan 'menggeneralisasi dengan baik ke benchmark standar' dalam pengaturan zero-shot, artinya tanpa fine-tuned pada benchmark spesifik tersebut, dan bahwa 'ketika dibandingkan dengan manusia, model mendekati akurasi dan ketangguhan mereka.'

Tujuan desain yang berbeda membentuk pengenal on-device Google untuk keyboard Gboard, dijelaskan dalam posting Google Research blog tanggal 12 Maret 2019. Alih-alih model besar yang berjalan di server jarak jauh, Google membangun apa yang disebut 'pengenal ucapan on-device semua-neural' menggunakan teknik yang disebut RNN transducer (RNN-T). Sistem dikompres menjadi sekitar 80 megabyte — versus hampir 2 gigabyte untuk grafik pencarian yang digunakan oleh model produksi tradisional Google — dengan menerapkan quantization parameter, teknik yang posting katakan memberikan pengurangan kira-kira empat kali lipat dibandingkan dengan versi floating-point yang dilatih (sekitar 450 megabyte sebelum kompresi). Karena seluruh model pas di ponsel, Google mengatakan itu 'menawarkan akurasi yang sama seperti model berbasis server tradisional' sambil bekerja 'bahkan ketika Anda offline,' menghindari keterlambatan atau gangguan yang datang dari mengirim audio ke server jarak jauh.

Dua pendekatan pengenalan ucapan dibandingkan
FiturModel skala cloud (misalnya, Whisper)Model on-device (misalnya, pengenal Gboard Google)
Di mana ia berjalanServer/cloud (atau model besar yang diunduh)Langsung di ponsel
Arsitektur intiEncoder-decoder transformerRNN transducer (RNN-T)
Data pelatihan680.000 jam, multibahasa, menurut makalah OpenAIGoogle tidak menentukan dalam posting ini
Bekerja offlineTidak secara inherenYa, menurut desain
Ukuran yang dilaporkanBerbagai ukuran model, terbesar 1,55 miliar parameter, menurut GitHub~80MB setelah kompresi (450MB sebelumnya), menurut Google

Mengapa ini penting untuk aksesibilitas

Pengenalan ucapan hanya berfungsi dengan baik untuk pola ucapan yang cukup dilihatnya dalam pelatihan. Tim AI-for-social-good Google meluncurkan Project Euphonia dalam posting blog 7 Mei 2019, mengatakan model standar dibangun dari volume besar apa yang posting sebut ucapan 'typical' dan oleh karena itu berkinerja buruk untuk orang-orang yang ucapannya diubah oleh kondisi posting nama sebagai stroke, ALS, multiple sclerosis, traumatic brain injury dan Parkinson's; Team Gleason, kelompok advokasi ALS yang telah bekerja dengan proyek tersebut, secara terpisah mencantumkan cerebral palsy di antara kondisi yang dapat membuat teknologi ini lebih sulit digunakan. Proyek ini meminta sukarelawan dengan ucapan atipikal untuk merekam frasa sehingga peneliti dapat membangun model yang lebih inklusif. Posting follow-up 2022 di blog yang sama mengumumkan penelitian proyek berkembang ke empat bahasa tambahan — French, Hindi, Japanese dan Spanish — sebagai tambahan dari pekerjaan bahasa Inggris aslinya, dan mengatakan upaya yang lebih luas telah berkembang menjadi Project Relate, dijelaskan dalam posting blog Google November 2021 yang terpisah sebagai aplikasi Android, diluncurkan pada saat itu dalam closed beta, dirancang untuk mempelajari pola ucapan individual pengguna dan membangun model pengenalan yang dipersonalisasi.

Di mana teknologi masih gagal: 'hallucinations'

Transkripsi otomatis tidak hanya lambat atau sesekali salah — peneliti telah mendokumentasikan kasus di mana model mengarang konten yang tidak pernah diucapkan, mode kegagalan yang umumnya disebut hallucination. Pelaporan oleh Fortune, diterbitkan 26 Oktober 2024, mengutip peneliti Allison Koenecke dari Cornell University dan Mona Sloane dari University of Virginia, yang menemukan bahwa dari hallucination yang mereka identifikasi dalam transkrip Whisper, hampir 40% berisi konten yang peneliti klasifikasikan sebagai berbahaya atau mencemaskan, termasuk pernyataan kekerasan yang dibuat-buat dan komentar rasial yang diinventarisasi yang tidak ada dalam audio asli. Laporan yang sama mengatakan transkripsi berbasis Whisper dari perusahaan yang disebut Nabla sudah digunakan oleh lebih dari 30.000 clinician di 40 sistem kesehatan, dengan kira-kira 7 juta kunjungan medis yang ditranskripsikan pada saat itu, meskipun OpenAI telah memperingatkan terhadap penggunaan Whisper dalam 'domain berisiko tinggi' di mana kesalahan transkripsi dapat mempengaruhi keputusan.

Ketika dibandingkan dengan manusia, model mendekati akurasi dan ketangguhan mereka.

— Makalah penelitian Whisper OpenAI, arXiv

Di mana orang menghadapi ini setiap hari

Pertanyaan

Apa perbedaan antara pengenalan ucapan dan voice-to-text?
Dalam praktik istilah tersebut digunakan secara bergantian: keduanya menggambarkan perangkat lunak yang mengubah audio yang diucapkan menjadi teks tertulis, menggunakan pipeline spectrogram-plus-neural-network yang dijelaskan dalam publikasi teknis OpenAI dan Google.
Apakah voice-to-text berfungsi tanpa koneksi internet?
Bisa, jika recognizer cukup kecil untuk berjalan seluruhnya di perangkat. Pengenal Gboard Google, dijelaskan dalam posting blog Google Research Maret 2019, dibangun khusus untuk menjalankan offline pada sekitar 80MB, tidak seperti sistem sebelumnya yang bergantung pada server jarak jauh.
Mengapa transkripsi AI terkadang menghasilkan teks yang tidak pernah diucapkan?
Ini disebut hallucination. Penelitian yang dikutip oleh Fortune menemukan bahwa dalam model Whisper OpenAI, peneliti mengidentifikasi hallucination di mana hampir 40% berisi konten yang diklasifikasikan sebagai berbahaya, seperti pernyataan kekerasan yang dibuat-buat atau komentar rasial yang tidak ada dalam audio asli.
Berapa banyak data audio yang dilatih AI speech-to-text?
Makalah Whisper OpenAI di arXiv menyatakan model dilatih pada 680.000 jam audio multibahasa dan multitask yang dikumpulkan dari internet.
Bagaimana pengenalan ucapan dibuat lebih dapat diakses oleh orang-orang dengan disabilitas ucapan?
Project Euphonia Google, diluncurkan dalam posting blog Mei 2019, mengumpulkan sampel ucapan dari sukarelawan dengan ucapan atipikal — yang disebabkan oleh kondisi yang posting namakan sebagai stroke, ALS, multiple sclerosis, traumatic brain injury dan Parkinson's, dengan tim ALS Team Gleason juga menyebutkan cerebral palsy — untuk membangun model pengenalan yang lebih inklusif dan dipersonalisasi. Posting follow-up 2022 mengatakan pekerjaan itu berkembang menjadi Project Relate, yang dijelaskan dalam posting Google November 2021 yang terpisah sebagai aplikasi Android, diluncurkan pada saat itu dalam closed beta, yang mempelajari pola ucapan pengguna untuk membangun model yang dipersonalisasi.

Sumber

  1. arXiv — Robust Speech Recognition via Large-Scale Weak Supervision (Whisper paper)
  2. GitHub (OpenAI) — openai/whisper repository
  3. Google Research Blog — An All-Neural On-Device Speech Recognizer
  4. Google (blog.google) — How AI can improve products for people with impaired speech
  5. Google (blog.google) — How we build with and for people with disabilities
  6. Fortune — OpenAI's transcription tool has a hallucination problem, researchers say
  7. Team Gleason — Project Euphonia collaboration overview

Tulisan ini disiapkan dengan kecerdasan buatan dan lolos pemeriksaan sumber otomatis sebelum terbit. Jika Anda melihat kesalahan, ajukan koreksi. Ajukan koreksi atau hak jawab · Cara kami bekerja

Terkait