嘉渊
2023-04-24 6427c834dfd97b1f05c6659cdc7ccf010bf82fe1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159
160
161
162
163
164
165
166
167
168
169
170
171
172
173
174
175
176
177
178
179
180
181
182
183
184
185
186
187
188
189
190
191
192
193
194
195
196
197
198
199
200
201
202
203
204
205
206
207
208
209
210
211
212
213
214
215
216
217
218
219
220
221
222
223
224
225
226
227
228
229
230
231
232
233
234
235
236
237
238
239
240
241
242
243
244
245
246
247
248
249
250
251
252
253
254
255
256
257
258
259
260
261
262
263
264
265
266
267
268
269
270
271
272
273
274
275
276
277
278
279
280
281
282
283
284
285
286
287
288
#!/usr/bin/env python3
# -*- coding: utf-8 -*-
 
import torch
from torch import nn
 
 
def sequence_mask(lengths, maxlen=None, dtype=torch.float32, device=None):
    if maxlen is None:
        maxlen = lengths.max()
    row_vector = torch.arange(0, maxlen, 1).to(lengths.device)
    matrix = torch.unsqueeze(lengths, dim=-1)
    mask = row_vector < matrix
    mask = mask.detach()
    
    return mask.type(dtype).to(device) if device is not None else mask.type(dtype)
 
def sequence_mask_scripts(lengths, maxlen:int):
    row_vector = torch.arange(0, maxlen, 1).type(lengths.dtype).to(lengths.device)
    matrix = torch.unsqueeze(lengths, dim=-1)
    mask = row_vector < matrix
    return mask.type(torch.float32).to(lengths.device)
 
class CifPredictorV2(nn.Module):
    def __init__(self, model):
        super().__init__()
        
        self.pad = model.pad
        self.cif_conv1d = model.cif_conv1d
        self.cif_output = model.cif_output
        self.threshold = model.threshold
        self.smooth_factor = model.smooth_factor
        self.noise_threshold = model.noise_threshold
        self.tail_threshold = model.tail_threshold
    
    def forward(self, hidden: torch.Tensor,
                mask: torch.Tensor,
                ):
        h = hidden
        context = h.transpose(1, 2)
        queries = self.pad(context)
        output = torch.relu(self.cif_conv1d(queries))
        output = output.transpose(1, 2)
        
        output = self.cif_output(output)
        alphas = torch.sigmoid(output)
        alphas = torch.nn.functional.relu(alphas * self.smooth_factor - self.noise_threshold)
        mask = mask.transpose(-1, -2).float()
        alphas = alphas * mask
        alphas = alphas.squeeze(-1)
        token_num = alphas.sum(-1)
        
        mask = mask.squeeze(-1)
        hidden, alphas, token_num = self.tail_process_fn(hidden, alphas, mask=mask)
        acoustic_embeds, cif_peak = cif(hidden, alphas, self.threshold)
        
        return acoustic_embeds, token_num, alphas, cif_peak
    
    def tail_process_fn(self, hidden, alphas, token_num=None, mask=None):
        b, t, d = hidden.size()
        tail_threshold = self.tail_threshold
        
        zeros_t = torch.zeros((b, 1), dtype=torch.float32, device=alphas.device)
        ones_t = torch.ones_like(zeros_t)
 
        mask_1 = torch.cat([mask, zeros_t], dim=1)
        mask_2 = torch.cat([ones_t, mask], dim=1)
        mask = mask_2 - mask_1
        tail_threshold = mask * tail_threshold
        alphas = torch.cat([alphas, zeros_t], dim=1)
        alphas = torch.add(alphas, tail_threshold)
 
        zeros = torch.zeros((b, 1, d), dtype=hidden.dtype).to(hidden.device)
        hidden = torch.cat([hidden, zeros], dim=1)
        token_num = alphas.sum(dim=-1)
        token_num_floor = torch.floor(token_num)
        
        return hidden, alphas, token_num_floor
 
 
# @torch.jit.script
# def cif(hidden, alphas, threshold: float):
#     batch_size, len_time, hidden_size = hidden.size()
#     threshold = torch.tensor([threshold], dtype=alphas.dtype).to(alphas.device)
#
#     # loop varss
#     integrate = torch.zeros([batch_size], device=hidden.device)
#     frame = torch.zeros([batch_size, hidden_size], device=hidden.device)
#     # intermediate vars along time
#     list_fires = []
#     list_frames = []
#
#     for t in range(len_time):
#         alpha = alphas[:, t]
#         distribution_completion = torch.ones([batch_size], device=hidden.device) - integrate
#
#         integrate += alpha
#         list_fires.append(integrate)
#
#         fire_place = integrate >= threshold
#         integrate = torch.where(fire_place,
#                                 integrate - torch.ones([batch_size], device=hidden.device),
#                                 integrate)
#         cur = torch.where(fire_place,
#                           distribution_completion,
#                           alpha)
#         remainds = alpha - cur
#
#         frame += cur[:, None] * hidden[:, t, :]
#         list_frames.append(frame)
#         frame = torch.where(fire_place[:, None].repeat(1, hidden_size),
#                             remainds[:, None] * hidden[:, t, :],
#                             frame)
#
#     fires = torch.stack(list_fires, 1)
#     frames = torch.stack(list_frames, 1)
#     list_ls = []
#     len_labels = torch.floor(alphas.sum(-1)).int()
#     max_label_len = len_labels.max()
#     for b in range(batch_size):
#         fire = fires[b, :]
#         l = torch.index_select(frames[b, :, :], 0, torch.nonzero(fire >= threshold).squeeze())
#         pad_l = torch.zeros([int(max_label_len - l.size(0)), int(hidden_size)], device=hidden.device)
#         list_ls.append(torch.cat([l, pad_l], 0))
#     return torch.stack(list_ls, 0), fires
 
 
@torch.jit.script
def cif(hidden, alphas, threshold: float):
    batch_size, len_time, hidden_size = hidden.size()
    threshold = torch.tensor([threshold], dtype=alphas.dtype).to(alphas.device)
    
    # loop varss
    integrate = torch.zeros([batch_size], dtype=alphas.dtype, device=hidden.device)
    frame = torch.zeros([batch_size, hidden_size], dtype=hidden.dtype, device=hidden.device)
    # intermediate vars along time
    list_fires = []
    list_frames = []
    
    for t in range(len_time):
        alpha = alphas[:, t]
        distribution_completion = torch.ones([batch_size], dtype=alphas.dtype, device=hidden.device) - integrate
        
        integrate += alpha
        list_fires.append(integrate)
        
        fire_place = integrate >= threshold
        integrate = torch.where(fire_place,
                                integrate - torch.ones([batch_size], dtype=alphas.dtype, device=hidden.device),
                                integrate)
        cur = torch.where(fire_place,
                          distribution_completion,
                          alpha)
        remainds = alpha - cur
        
        frame += cur[:, None] * hidden[:, t, :]
        list_frames.append(frame)
        frame = torch.where(fire_place[:, None].repeat(1, hidden_size),
                            remainds[:, None] * hidden[:, t, :],
                            frame)
    
    fires = torch.stack(list_fires, 1)
    frames = torch.stack(list_frames, 1)
 
    fire_idxs = fires >= threshold
    frame_fires = torch.zeros_like(hidden)
    max_label_len = frames[0, fire_idxs[0]].size(0)
    for b in range(batch_size):
        frame_fire = frames[b, fire_idxs[b]]
        frame_len = frame_fire.size(0)
        frame_fires[b, :frame_len, :] = frame_fire
    
        if frame_len >= max_label_len:
            max_label_len = frame_len
    frame_fires = frame_fires[:, :max_label_len, :]
    return frame_fires, fires
 
 
class CifPredictorV3(nn.Module):
    def __init__(self, model):
        super().__init__()
        
        self.pad = model.pad
        self.cif_conv1d = model.cif_conv1d
        self.cif_output = model.cif_output
        self.threshold = model.threshold
        self.smooth_factor = model.smooth_factor
        self.noise_threshold = model.noise_threshold
        self.tail_threshold = model.tail_threshold
 
        self.upsample_times = model.upsample_times
        self.upsample_cnn = model.upsample_cnn
        self.blstm = model.blstm
        self.cif_output2 = model.cif_output2
        self.smooth_factor2 = model.smooth_factor2
        self.noise_threshold2 = model.noise_threshold2
    
    def forward(self, hidden: torch.Tensor,
                mask: torch.Tensor,
                ):
        h = hidden
        context = h.transpose(1, 2)
        queries = self.pad(context)
        output = torch.relu(self.cif_conv1d(queries))
        output = output.transpose(1, 2)
        
        output = self.cif_output(output)
        alphas = torch.sigmoid(output)
        alphas = torch.nn.functional.relu(alphas * self.smooth_factor - self.noise_threshold)
        mask = mask.transpose(-1, -2).float()
        alphas = alphas * mask
        alphas = alphas.squeeze(-1)
        token_num = alphas.sum(-1)
        
        mask = mask.squeeze(-1)
        hidden, alphas, token_num = self.tail_process_fn(hidden, alphas, mask=mask)
        acoustic_embeds, cif_peak = cif(hidden, alphas, self.threshold)
        
        return acoustic_embeds, token_num, alphas, cif_peak
    
    def get_upsample_timestmap(self, hidden, mask=None, token_num=None):
        h = hidden
        b = hidden.shape[0]
        context = h.transpose(1, 2)
 
        # generate alphas2
        _output = context
        output2 = self.upsample_cnn(_output)
        output2 = output2.transpose(1, 2)
        output2, (_, _) = self.blstm(output2)
        alphas2 = torch.sigmoid(self.cif_output2(output2))
        alphas2 = torch.nn.functional.relu(alphas2 * self.smooth_factor2 - self.noise_threshold2)
        
        mask = mask.repeat(1, self.upsample_times, 1).transpose(-1, -2).reshape(alphas2.shape[0], -1)
        mask = mask.unsqueeze(-1)
        alphas2 = alphas2 * mask
        alphas2 = alphas2.squeeze(-1)
        _token_num = alphas2.sum(-1)
        alphas2 *= (token_num / _token_num)[:, None].repeat(1, alphas2.size(1))
        # upsampled alphas and cif_peak
        us_alphas = alphas2
        us_cif_peak = cif_wo_hidden(us_alphas, self.threshold - 1e-4)
        return us_alphas, us_cif_peak
 
    def tail_process_fn(self, hidden, alphas, token_num=None, mask=None):
        b, t, d = hidden.size()
        tail_threshold = self.tail_threshold
        
        zeros_t = torch.zeros((b, 1), dtype=torch.float32, device=alphas.device)
        ones_t = torch.ones_like(zeros_t)
 
        mask_1 = torch.cat([mask, zeros_t], dim=1)
        mask_2 = torch.cat([ones_t, mask], dim=1)
        mask = mask_2 - mask_1
        tail_threshold = mask * tail_threshold
        alphas = torch.cat([alphas, zeros_t], dim=1)
        alphas = torch.add(alphas, tail_threshold)
 
        zeros = torch.zeros((b, 1, d), dtype=hidden.dtype).to(hidden.device)
        hidden = torch.cat([hidden, zeros], dim=1)
        token_num = alphas.sum(dim=-1)
        token_num_floor = torch.floor(token_num)
        
        return hidden, alphas, token_num_floor
 
 
@torch.jit.script
def cif_wo_hidden(alphas, threshold: float):
    batch_size, len_time = alphas.size()
 
    # loop varss
    integrate = torch.zeros([batch_size], dtype=alphas.dtype, device=alphas.device)
    # intermediate vars along time
    list_fires = []
 
    for t in range(len_time):
        alpha = alphas[:, t]
 
        integrate += alpha
        list_fires.append(integrate)
 
        fire_place = integrate >= threshold
        integrate = torch.where(fire_place,
                                integrate - torch.ones([batch_size], device=alphas.device),
                                integrate)
 
    fires = torch.stack(list_fires, 1)
    return fires