ChildMandarin – 推动儿童语音技术发展的开源数据集

ChildMandarin 是智源研究院联合南开大学计算机学院人类语言技术实验室（HLT Lab）共同推出的，针对 3-5 岁儿童的普通话语音数据集。

核心功能

• 语音识别 ：为自动语音识别（ASR）模型提供大量 3-5 岁儿童的自然语音数据，提升儿童语音识别的准确性和鲁棒性。
• 说话人验证 ：支持说话人验证（SV）任务，帮助识别和区分不同儿童的声音，可应用于儿童身份认证等场景。
• 语言研究 ：为儿童语言发展研究提供数据支持，助力开发儿童语言学习工具和互动教育系统。

技术原理

• 数据采集 ：采用家长引导式对话的方式，模拟自然交流场景，确保语音数据的真实性和自然性。数据采集覆盖中国 22 个省级行政区，确保不同地域口音的多样性。使用智能手机（Android 和 iPhone）进行录音，确保音频质量高，采样率为 16kHz，精度为 16 位。
• 数据标注 ：由专业转录人员进行手动标注，包括儿童的发音、停顿、重复等自然语言现象。标注说话人的年龄、性别、出生地、录音设备、口音等级等信息。
• 模型训练和评估 ：使用多种 ASR 模型（如 Transformer、Conformer、Paraformer）进行训练和评估，基于 CTC、AED、RNN-T 等技术。对预训练模型（如 HuBERT、Whisper）进行微调，利用在大规模数据上学习到的特征，提升儿童语音识别的性能。同时，使用说话人嵌入提取模型（如 x-vector、ECAPA-TDNN、ResNet-TDNN）进行说话人验证任务，评估模型在儿童语音上的表现。
• 数据集设计 ：数据集分为训练集、验证集和测试集，确保模型训练和评估的科学性和有效性。基于多样化的数据采集和标注，确保数据集能够覆盖不同年龄段、性别、地域和口音的儿童语音。

支持平台

ChildMandarin 的数据采集主要基于 Android 和 iOS 的智能手机平台进行录音。在模型训练和评估方面，其支持多种语音识别和语言模型训练框架，如 Transformer、Conformer、Paraformer 等，以及基于 CTC、AED、RNN-T 等技术的模型训练和评估。

团队介绍

ChildMandarin 由智源研究院联合南开大学计算机学院人类语言技术实验室（HLT Lab）共同推出。

• 智源研究院 ：作为人工智能领域的重要研究机构，智源研究院致力于推动人工智能基础研究和前沿技术创新，在自然语言处理、语音识别等多个领域都有深入的研究和丰富的成果，为 ChildMandarin 项目提供了强大的技术支持和研究资源。
• 南开大学计算机学院人类语言技术实验室（HLT Lab） ：该实验室在语言技术研究方面具有深厚的学术积累和专业实力，专注于语音处理、自然语言理解等方向的研究。其专业的研究团队和先进的实验设备，为 ChildMandarin 数据集的采集、标注和分析等工作提供了坚实的保障。

项目资源

• GitHub 仓库 ：https://github.com/flageval-baai/ChildMandarin
• HuggingFace 模型库 ：https://huggingface.co/datasets/BAAI/ChildMandarin
• arXiv 技术论文 ：https://arxiv.org/pdf/2409.18584

业务场景

• 儿童语言学习工具 ：开发智能语音辅助工具，帮助儿童学习发音、词汇及语法，提升语言能力。通过 ChildMandarin 数据集，这些工具可以更好地识别和理解儿童的语音输入，为儿童提供个性化的语言学习指导和反馈。
• 互动教育系统 ：为儿童教育软件和互动学习平台提供语音交互功能，让学习过程更加生动有趣。借助该数据集，系统能够更准确地识别儿童的语音指令和回答，实现更自然、流畅的语音交互，提高儿童的学习积极性和参与度。
• 智能玩具开发 ：增强智能玩具的语音识别能力，使其更好地理解儿童的语音指令，提升互动体验。利用 ChildMandarin 数据集，智能玩具可以更准确地识别儿童的话语，实现更丰富的语音交互功能，如故事讲述、儿歌播放、知识问答等，成为儿童的智能玩伴。
• 语音助手优化 ：改进语音助手（如智能音箱、手机助手）对儿童语音的识别和响应，使其更适合儿童使用。通过在语音助手中集成基于 ChildMandarin 数据集训练的模型，能够提高语音助手对儿童语音指令的理解和执行能力，为儿童提供便捷的服务和娱乐体验。
• 儿童健康管理 ：监测儿童的语言发展和健康状况，为早期干预提供支持。医生和研究人员可以利用 ChildMandarin 数据集中的语音数据，分析儿童的语言发展情况，及时发现潜在的语言障碍或健康问题，为儿童的健康成长保驾护航。