GLM-ASR-CTC

40.0 M 参数的 CTC 头,接在冻结的 GLM-ASR-Nano-2512 音频编码器后面,做首遍 (first-pass) 转写和强制对齐。编码器不在本仓库,运行时从 zai-org/GLM-ASR-Nano-2512 加载。

用途是给"CTC 首遍 + LLM 二遍"这类流水线提供快速首遍:贪心解码 RTF 0.0002 (8 卡批量),并且天然能出帧级时间戳。CTC 和 LLM decoder 共用同一套 tokenizer,所以首遍文本可以直接喂给 decoder 或热词 RAG,中间不用转换。

识别率

五个 held-out 测试集(训练集从没见过,逐条核对过没有污染),CTC 首遍贪心解码、 不含 LLM 二遍:

语料 指标 本模型 对照:Qwen3-ASR-CTC
AISHELL-1 test CER 4.71% 5.31%
AISHELL-1 dev CER 4.09% 4.37%
LibriSpeech test-clean WER 4.88% 6.93%
LibriSpeech test-other WER 9.99% 12.40%
ASCEND test(中英混说) MER 11.84% 14.53%

对照那一列是同一批数据、同一套超参训出来的 Qwen3-ASR 版。GLM 在五个集上 全面领先,按句配对自举 2000 次、八次对比全部 100.0%,没有一个置信区间沾到 0。

「按句配对自举」和「95% CI」是什么

测试集就固定那几千句,万一恰好抽到的这批句子对某个模型友好呢?自举就是 模拟「换一批句子会怎样」:从原测试集里有放回地随机抽同样多的句子,组成一个 「平行世界的测试集」,算一遍错误率,重复 2000 次,看这 2000 个结果的散布。

按句而不是按字 —— 错误在句子内部是聚集的(一句崩了往往连着错十几个字), 按字当独立样本会把有效样本量高估好几倍,置信区间算得过窄。

配对 —— 每次抽出的那批句子,两个模型都在同一批上算。这样「这批句子难不难」 对两边影响相同,做差时抵消掉,剩下的才是模型的真实差异。实测在 aishell1_test 上 配对能把 CI 宽度压到非配对的一半(0.263pp vs 0.529pp),同一个真实差值 +0.208pp,配对能下结论、非配对跨 0 判不出方向。

95% CI(置信区间)就是这 2000 个差值排序后中间 95% 的范围。不含 0 表示 换哪批句子结论都一样,差异是稳的;跨 0 表示有些平行世界甲更好、有些乙更好, 方向判不出来,只能当噪声。

实现见 scripts/bootstrap_compare.py

差距很可能来自编码器容量:GLM 的 audio tower 是 635.0 M 参数 / 有效宽度 1280, Qwen3 是 317.5 M / 1024 —— Qwen3-ASR-1.7B 把容量放在 LLM 上, 对一个永远看不到 LLM 的 CTC 头恰好是反的。

FLEURS 全量官方 test split(7,876 条,11 语种,int4,CUDA EP)对 Fun-ASR-Nano 是 8 胜 3 负,详见 bench-asr-ctc

时间戳精度(对 Montreal Forced Aligner 真值实测)

LibriSpeech test-clean/other 的 1,500 句 / 29,621 词,真值来自 gilkeyio/librispeech-alignments

本模型(50 fps) Qwen3 版(13 fps)
词起始 中位偏置 +105.0 ms +100.0 ms
词结束 中位偏置 −100.0 ms −78.5 ms
起始 去偏置后 中位|误差| 40.0 ms 50.8 ms
起始 去偏置后 ≤100 ms 82.4% 77.6%
结束 去偏置后 中位|误差| 50.0 ms 60.0 ms
结束 去偏置后 ≤100 ms 81.9% 73.5%

那个 +105 ms 的起始延迟是常数,是 CTC 尖峰式发射的固有性质(概率集中在词的 中间),不是模型缺陷,减掉即可。

顺带一个实测结论:帧率不是时间戳精度的主导误差项。本模型帧移 20 ms、 Qwen3 是 76.9 ms,差 3.85 倍,但去偏置后的中位误差只差约 10 ms —— 主要误差 来自模型对词边界本身的不确定性,不是量化。

训练

编码器 GLM-ASR-Nano-2512 audio tower,全程冻结(635.0 M 参数,输出 1280 维,50 fps)
CTC 头 1280→2048→512,5 层 Transformer block(8 头,FFN 128),59,264 类
参数量 39,997,952
数据 26 个 manifest / 7,442,192 条,15 个语种,约 1.2 万小时
语料 AISHELL-1、WenetSpeech M、MAGICDATA、Common Voice (yue/zh-HK/zh-TW/ja)、LibriSpeech、GigaSpeech M、KsponSpeech、MLS (de/nl/fr/es/it/pt/pl)、TALCS、CS-Dialogue、ASCEND(后三个中英混说语料 3 倍上采样)
硬件 8× A100-SXM4-40GB
配方 batch 8/卡、grad_accum 4(256 样本/更新)、lr 5e-4 余弦、1 个 warmup epoch(blocks 冻结)+ 3 个满 epoch
步数 / 时长 134,140 次更新 / 约 16 小时
最终 loss train 0.4604 / val 0.5211

用法

pip install torch "transformers>=5.0" safetensors soundfile
from modeling_ctc import GlmCtcAsr

asr = GlmCtcAsr(".", device="cuda")       # 自动拉 zai-org/GLM-ASR-Nano-2512
print(asr.transcribe([waveform_16k_float32]))

离线环境把本地编码器目录给 GLM_ASR_ENCODER。完整示例(含 CTC 强制对齐出 字级时间戳)见 example.py

python example.py audio.wav
# 转写: 甚至出现交易几乎停滞的情况
# 字级时间戳(帧移 20.0 ms):
#   '甚至'   0.44 -  0.46 s
#   '出现'   0.96 -  0.98 s
#   ...

⚠️ transformers 必须 ≥ 5.0。 GLM-ASR 的 model_typeglmasr, 4.x 不认识它,会报 "does not recognize this architecture"。钉在 4.x 的环境 只能走 ONNX 路径,见下面的导出仓库。

和 Qwen3 那版的接线差异

两个 CTC 头结构同构、超参不同,但编码器的调用约定完全不一样,混用会静默出错:

本仓库(GLM) Qwen3 版
编码器加载 AutoModel.from_pretrained().audio_tower qwen_asr.Qwen3ASRModelAutoModel 加载不了)
编码器输入 [B, 128, T] 三维 [128, ΣT] 时间维拼接 + feature_lens
输出帧率 50 fps(20 ms/帧) 13 fps(76.9 ms/帧),且不是 T/8
编码器输出维 1280 2048
反词表化 tokens-phase2.txt 直接拼字符串 必须走字节(紧凑词表含 89 个字节原语)
attention mask 无需干预 必须打补丁,否则批推理余弦只有 0.81

本仓库这一侧都是常规做法,modeling_ctc.py 里没有需要特别当心的补丁。

文件

ctc_head.safetensors 40.0 M 参数,fp32,160 MB
config.json 超参,值从权重实际形状导出,含 ffn_hidden / num_heads
tokens-phase2.txt CTC 与 LLM 共用的 tokenizer pieces(59,264 条)
modeling_ctc.py 独立推理实现,不依赖任何本项目仓库
example.py 转写 + 强制对齐示例

相关仓库

许可

CTC 头权重按基础模型 GLM-ASR-Nano-2512 的 Apache-2.0 发布。训练语料各自的许可 归各自所有者,本仓库不含任何语料数据。

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