Squeezeformer：一种用于自动语音识别的高效Transformer

近期提出的Conformer模型因其融合注意力机制与卷积结构的混合架构，能够有效捕捉语音信号的局部与全局特征，已成为各类下游语音任务的默认骨干模型。然而，通过一系列系统性研究，我们发现Conformer架构的设计选择并非最优。在对Conformer的宏观与微观架构设计进行重新审视后，我们提出了Squeezeformer模型，在相同训练方案下，其性能持续优于当前最先进的自动语音识别（ASR）模型。具体而言，在宏观架构方面，Squeezeformer引入了两项关键改进：（i）采用时序U-Net结构，显著降低了长序列上多头注意力模块的计算开销；（ii）采用更简洁的模块结构——即多头注意力或卷积模块后接前馈网络模块，取代Conformer中提出的Macaron结构。此外，在微观架构层面，Squeezeformer进一步进行了优化：（i）简化了卷积模块中的激活函数设计；（ii）移除了冗余的层归一化（Layer Normalization）操作；（iii）引入高效的深度可分离下采样层，以高效地对输入信号进行降采样。在LibriSpeech测试集（test-other）上，Squeezeformer在不使用外部语言模型的情况下，实现了7.5%、6.5%和6.0%的词错误率（WER），相较相同浮点运算量（FLOPs）下的Conformer-CTC模型，分别提升了3.1%、1.4%和0.6%。该成果表明Squeezeformer在保持高效性的同时显著提升了识别准确率。相关代码已开源，可在线获取。