Yabin Li
2023-08-08 b454a1054fadbff0ee963944ff42f66b98317582
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
289
290
291
292
293
294
295
296
297
298
299
300
301
302
303
304
305
306
307
308
309
310
311
312
313
314
315
316
317
318
319
320
321
322
323
324
325
326
327
328
329
330
331
332
333
334
335
336
337
338
339
340
341
342
343
344
345
346
347
348
349
350
351
352
353
354
355
356
357
358
359
360
361
362
363
364
365
366
367
368
369
370
371
372
373
374
375
376
377
378
379
380
381
382
383
384
385
386
387
/**
 * Copyright FunASR (https://github.com/alibaba-damo-academy/FunASR). All Rights Reserved.
 * MIT License  (https://opensource.org/licenses/MIT)
*/
 
#include "precomp.h"
 
using namespace std;
 
namespace funasr {
 
Paraformer::Paraformer()
:env_(ORT_LOGGING_LEVEL_ERROR, "paraformer"),session_options_{}{
}
 
// offline
void Paraformer::InitAsr(const std::string &am_model, const std::string &am_cmvn, const std::string &am_config, int thread_num){
    // knf options
    fbank_opts_.frame_opts.dither = 0;
    fbank_opts_.mel_opts.num_bins = n_mels;
    fbank_opts_.frame_opts.samp_freq = MODEL_SAMPLE_RATE;
    fbank_opts_.frame_opts.window_type = window_type;
    fbank_opts_.frame_opts.frame_shift_ms = frame_shift;
    fbank_opts_.frame_opts.frame_length_ms = frame_length;
    fbank_opts_.energy_floor = 0;
    fbank_opts_.mel_opts.debug_mel = false;
    // fbank_ = std::make_unique<knf::OnlineFbank>(fbank_opts);
 
    // session_options_.SetInterOpNumThreads(1);
    session_options_.SetIntraOpNumThreads(thread_num);
    session_options_.SetGraphOptimizationLevel(ORT_ENABLE_ALL);
    // DisableCpuMemArena can improve performance
    session_options_.DisableCpuMemArena();
 
    try {
        m_session_ = std::make_unique<Ort::Session>(env_, am_model.c_str(), session_options_);
        LOG(INFO) << "Successfully load model from " << am_model;
    } catch (std::exception const &e) {
        LOG(ERROR) << "Error when load am onnx model: " << e.what();
        exit(0);
    }
 
    string strName;
    GetInputName(m_session_.get(), strName);
    m_strInputNames.push_back(strName.c_str());
    GetInputName(m_session_.get(), strName,1);
    m_strInputNames.push_back(strName);
    
    GetOutputName(m_session_.get(), strName);
    m_strOutputNames.push_back(strName);
    GetOutputName(m_session_.get(), strName,1);
    m_strOutputNames.push_back(strName);
 
    for (auto& item : m_strInputNames)
        m_szInputNames.push_back(item.c_str());
    for (auto& item : m_strOutputNames)
        m_szOutputNames.push_back(item.c_str());
    vocab = new Vocab(am_config.c_str());
    LoadCmvn(am_cmvn.c_str());
}
 
// online
void Paraformer::InitAsr(const std::string &en_model, const std::string &de_model, const std::string &am_cmvn, const std::string &am_config, int thread_num){
    
    LoadOnlineConfigFromYaml(am_config.c_str());
    // knf options
    fbank_opts_.frame_opts.dither = 0;
    fbank_opts_.mel_opts.num_bins = n_mels;
    fbank_opts_.frame_opts.samp_freq = MODEL_SAMPLE_RATE;
    fbank_opts_.frame_opts.window_type = window_type;
    fbank_opts_.frame_opts.frame_shift_ms = frame_shift;
    fbank_opts_.frame_opts.frame_length_ms = frame_length;
    fbank_opts_.energy_floor = 0;
    fbank_opts_.mel_opts.debug_mel = false;
 
    // session_options_.SetInterOpNumThreads(1);
    session_options_.SetIntraOpNumThreads(thread_num);
    session_options_.SetGraphOptimizationLevel(ORT_ENABLE_ALL);
    // DisableCpuMemArena can improve performance
    session_options_.DisableCpuMemArena();
 
    try {
        encoder_session_ = std::make_unique<Ort::Session>(env_, en_model.c_str(), session_options_);
        LOG(INFO) << "Successfully load model from " << en_model;
    } catch (std::exception const &e) {
        LOG(ERROR) << "Error when load am encoder model: " << e.what();
        exit(0);
    }
 
    try {
        decoder_session_ = std::make_unique<Ort::Session>(env_, de_model.c_str(), session_options_);
        LOG(INFO) << "Successfully load model from " << de_model;
    } catch (std::exception const &e) {
        LOG(ERROR) << "Error when load am decoder model: " << e.what();
        exit(0);
    }
 
    // encoder
    string strName;
    GetInputName(encoder_session_.get(), strName);
    en_strInputNames.push_back(strName.c_str());
    GetInputName(encoder_session_.get(), strName,1);
    en_strInputNames.push_back(strName);
    
    GetOutputName(encoder_session_.get(), strName);
    en_strOutputNames.push_back(strName);
    GetOutputName(encoder_session_.get(), strName,1);
    en_strOutputNames.push_back(strName);
    GetOutputName(encoder_session_.get(), strName,2);
    en_strOutputNames.push_back(strName);
 
    for (auto& item : en_strInputNames)
        en_szInputNames_.push_back(item.c_str());
    for (auto& item : en_strOutputNames)
        en_szOutputNames_.push_back(item.c_str());
 
    // decoder
    int de_input_len = 4 + fsmn_layers;
    int de_out_len = 2 + fsmn_layers;
    for(int i=0;i<de_input_len; i++){
        GetInputName(decoder_session_.get(), strName, i);
        de_strInputNames.push_back(strName.c_str());
    }
 
    for(int i=0;i<de_out_len; i++){
        GetOutputName(decoder_session_.get(), strName,i);
        de_strOutputNames.push_back(strName);
    }
 
    for (auto& item : de_strInputNames)
        de_szInputNames_.push_back(item.c_str());
    for (auto& item : de_strOutputNames)
        de_szOutputNames_.push_back(item.c_str());
 
    vocab = new Vocab(am_config.c_str());
    LoadCmvn(am_cmvn.c_str());
}
 
// 2pass
void Paraformer::InitAsr(const std::string &am_model, const std::string &en_model, const std::string &de_model, const std::string &am_cmvn, const std::string &am_config, int thread_num){
    // online
    InitAsr(en_model, de_model, am_cmvn, am_config, thread_num);
 
    // offline
    try {
        m_session_ = std::make_unique<Ort::Session>(env_, am_model.c_str(), session_options_);
        LOG(INFO) << "Successfully load model from " << am_model;
    } catch (std::exception const &e) {
        LOG(ERROR) << "Error when load am onnx model: " << e.what();
        exit(0);
    }
 
    string strName;
    GetInputName(m_session_.get(), strName);
    m_strInputNames.push_back(strName.c_str());
    GetInputName(m_session_.get(), strName,1);
    m_strInputNames.push_back(strName);
    
    GetOutputName(m_session_.get(), strName);
    m_strOutputNames.push_back(strName);
    GetOutputName(m_session_.get(), strName,1);
    m_strOutputNames.push_back(strName);
 
    for (auto& item : m_strInputNames)
        m_szInputNames.push_back(item.c_str());
    for (auto& item : m_strOutputNames)
        m_szOutputNames.push_back(item.c_str());
}
 
void Paraformer::LoadOnlineConfigFromYaml(const char* filename){
 
    YAML::Node config;
    try{
        config = YAML::LoadFile(filename);
    }catch(exception const &e){
        LOG(ERROR) << "Error loading file, yaml file error or not exist.";
        exit(-1);
    }
 
    try{
        YAML::Node frontend_conf = config["frontend_conf"];
        YAML::Node encoder_conf = config["encoder_conf"];
        YAML::Node decoder_conf = config["decoder_conf"];
        YAML::Node predictor_conf = config["predictor_conf"];
 
        this->window_type = frontend_conf["window"].as<string>();
        this->n_mels = frontend_conf["n_mels"].as<int>();
        this->frame_length = frontend_conf["frame_length"].as<int>();
        this->frame_shift = frontend_conf["frame_shift"].as<int>();
        this->lfr_m = frontend_conf["lfr_m"].as<int>();
        this->lfr_n = frontend_conf["lfr_n"].as<int>();
 
        this->encoder_size = encoder_conf["output_size"].as<int>();
        this->fsmn_dims = encoder_conf["output_size"].as<int>();
 
        this->fsmn_layers = decoder_conf["num_blocks"].as<int>();
        this->fsmn_lorder = decoder_conf["kernel_size"].as<int>()-1;
 
        this->cif_threshold = predictor_conf["threshold"].as<double>();
        this->tail_alphas = predictor_conf["tail_threshold"].as<double>();
 
    }catch(exception const &e){
        LOG(ERROR) << "Error when load argument from vad config YAML.";
        exit(-1);
    }
}
 
Paraformer::~Paraformer()
{
    if(vocab)
        delete vocab;
}
 
void Paraformer::Reset()
{
}
 
vector<float> Paraformer::FbankKaldi(float sample_rate, const float* waves, int len) {
    knf::OnlineFbank fbank_(fbank_opts_);
    std::vector<float> buf(len);
    for (int32_t i = 0; i != len; ++i) {
        buf[i] = waves[i] * 32768;
    }
    fbank_.AcceptWaveform(sample_rate, buf.data(), buf.size());
    //fbank_->InputFinished();
    int32_t frames = fbank_.NumFramesReady();
    int32_t feature_dim = fbank_opts_.mel_opts.num_bins;
    vector<float> features(frames * feature_dim);
    float *p = features.data();
 
    for (int32_t i = 0; i != frames; ++i) {
        const float *f = fbank_.GetFrame(i);
        std::copy(f, f + feature_dim, p);
        p += feature_dim;
    }
 
    return features;
}
 
void Paraformer::LoadCmvn(const char *filename)
{
    ifstream cmvn_stream(filename);
    if (!cmvn_stream.is_open()) {
        LOG(ERROR) << "Failed to open file: " << filename;
        exit(0);
    }
    string line;
 
    while (getline(cmvn_stream, line)) {
        istringstream iss(line);
        vector<string> line_item{istream_iterator<string>{iss}, istream_iterator<string>{}};
        if (line_item[0] == "<AddShift>") {
            getline(cmvn_stream, line);
            istringstream means_lines_stream(line);
            vector<string> means_lines{istream_iterator<string>{means_lines_stream}, istream_iterator<string>{}};
            if (means_lines[0] == "<LearnRateCoef>") {
                for (int j = 3; j < means_lines.size() - 1; j++) {
                    means_list_.push_back(stof(means_lines[j]));
                }
                continue;
            }
        }
        else if (line_item[0] == "<Rescale>") {
            getline(cmvn_stream, line);
            istringstream vars_lines_stream(line);
            vector<string> vars_lines{istream_iterator<string>{vars_lines_stream}, istream_iterator<string>{}};
            if (vars_lines[0] == "<LearnRateCoef>") {
                for (int j = 3; j < vars_lines.size() - 1; j++) {
                    vars_list_.push_back(stof(vars_lines[j])*scale);
                }
                continue;
            }
        }
    }
}
 
string Paraformer::GreedySearch(float * in, int n_len,  int64_t token_nums)
{
    vector<int> hyps;
    int Tmax = n_len;
    for (int i = 0; i < Tmax; i++) {
        int max_idx;
        float max_val;
        FindMax(in + i * token_nums, token_nums, max_val, max_idx);
        hyps.push_back(max_idx);
    }
 
    return vocab->Vector2StringV2(hyps);
}
 
vector<float> Paraformer::ApplyLfr(const std::vector<float> &in) 
{
    int32_t in_feat_dim = fbank_opts_.mel_opts.num_bins;
    int32_t in_num_frames = in.size() / in_feat_dim;
    int32_t out_num_frames =
        (in_num_frames - lfr_m) / lfr_n + 1;
    int32_t out_feat_dim = in_feat_dim * lfr_m;
 
    std::vector<float> out(out_num_frames * out_feat_dim);
 
    const float *p_in = in.data();
    float *p_out = out.data();
 
    for (int32_t i = 0; i != out_num_frames; ++i) {
      std::copy(p_in, p_in + out_feat_dim, p_out);
 
      p_out += out_feat_dim;
      p_in += lfr_n * in_feat_dim;
    }
 
    return out;
  }
 
  void Paraformer::ApplyCmvn(std::vector<float> *v)
  {
    int32_t dim = means_list_.size();
    int32_t num_frames = v->size() / dim;
 
    float *p = v->data();
 
    for (int32_t i = 0; i != num_frames; ++i) {
      for (int32_t k = 0; k != dim; ++k) {
        p[k] = (p[k] + means_list_[k]) * vars_list_[k];
      }
 
      p += dim;
    }
  }
 
string Paraformer::Forward(float* din, int len, bool input_finished)
{
 
    int32_t in_feat_dim = fbank_opts_.mel_opts.num_bins;
    std::vector<float> wav_feats = FbankKaldi(MODEL_SAMPLE_RATE, din, len);
    wav_feats = ApplyLfr(wav_feats);
    ApplyCmvn(&wav_feats);
 
    int32_t feat_dim = lfr_m*in_feat_dim;
    int32_t num_frames = wav_feats.size() / feat_dim;
 
#ifdef _WIN_X86
        Ort::MemoryInfo m_memoryInfo = Ort::MemoryInfo::CreateCpu(OrtDeviceAllocator, OrtMemTypeCPU);
#else
        Ort::MemoryInfo m_memoryInfo = Ort::MemoryInfo::CreateCpu(OrtArenaAllocator, OrtMemTypeDefault);
#endif
 
    const int64_t input_shape_[3] = {1, num_frames, feat_dim};
    Ort::Value onnx_feats = Ort::Value::CreateTensor<float>(m_memoryInfo,
        wav_feats.data(),
        wav_feats.size(),
        input_shape_,
        3);
 
    const int64_t paraformer_length_shape[1] = {1};
    std::vector<int32_t> paraformer_length;
    paraformer_length.emplace_back(num_frames);
    Ort::Value onnx_feats_len = Ort::Value::CreateTensor<int32_t>(
          m_memoryInfo, paraformer_length.data(), paraformer_length.size(), paraformer_length_shape, 1);
    
    std::vector<Ort::Value> input_onnx;
    input_onnx.emplace_back(std::move(onnx_feats));
    input_onnx.emplace_back(std::move(onnx_feats_len));
 
    string result;
    try {
        auto outputTensor = m_session_->Run(Ort::RunOptions{nullptr}, m_szInputNames.data(), input_onnx.data(), input_onnx.size(), m_szOutputNames.data(), m_szOutputNames.size());
        std::vector<int64_t> outputShape = outputTensor[0].GetTensorTypeAndShapeInfo().GetShape();
 
        int64_t outputCount = std::accumulate(outputShape.begin(), outputShape.end(), 1, std::multiplies<int64_t>());
        float* floatData = outputTensor[0].GetTensorMutableData<float>();
        auto encoder_out_lens = outputTensor[1].GetTensorMutableData<int64_t>();
        result = GreedySearch(floatData, *encoder_out_lens, outputShape[2]);
    }
    catch (std::exception const &e)
    {
        LOG(ERROR)<<e.what();
    }
 
    return result;
}
 
string Paraformer::Rescoring()
{
    LOG(ERROR)<<"Not Imp!!!!!!";
    return "";
}
} // namespace funasr