1. 前言

Montreal Forced Aligner（MFA）是一种强制对齐工具，可以将音频文件和其对应的文本，转换为音频文件在word、phone等级别的时间对齐的标注。这个工具在语音识别、音频标注和语音合成等领域得到了广泛的应用。本文将为大家介绍如何使用MFA完成音频文件的强制对齐。

2. 安装

2.1 简易安装

MFA在github上release了一些编译好的可执行文件，直接下载解压即可。虽然版本停留在第一代，但可以满足基本需求了。（PS，亲测 v1.1.0 Beta 2 的bug更少，v1.0.1稳定版并没有更稳定。）

2.2 pip 安装

MFA是一个Python包，可以通过pip来安装。建议单独安装一个新的虚拟环境：

conda create -n aligner -c conda-forge openblas python=3.8 openfst pynini ngram baumwelch
conda activate aligner

安装MFA和第三方包：

pip install montreal-forced-aligner
mfa thirdparty download

部分系统版本较低的还需安装kaldi。

如果安装顺利，通过mfa命令可输出版本详情。

mfa version

3. MFA使用

根据官方文档，为了进行Forced Alignment，我们需要准备：

• 发音词典，对于我们常用的英文、中文，都有比较好的可用的词典。
• 声学模型，可以下载公开的声学模型，也可根据自己数据集训练。
• 语音数据，wav格式，其它格式需要安装sox工具。
• 文本数据，文件名要和对应的语音数据一致。

数据集格式可以如下：

+-- textgrid_corpus_directory
|       --- recording1.wav
|       --- recording1.TextGrid
|       --- recording2.wav
|       --- recording2.TextGrid
|       --- ...

+-- prosodylab_corpus_directory
|   +-- speaker1
|           --- recording1.wav
|           --- recording1.lab
|           --- recording2.wav
|           --- recording2.lab
|   +-- speaker2
|           --- recording3.wav
|           --- recording3.lab
|   +-- ...

这里以LJSpeech为例说明MFA的使用方法。

（1）下载LJSpeech数据集

需要整理成上述路径格式。

（2）下载英语发音词典

比较常用的是 LibriSpeech Lexicon，可复制保存成lexicon.txt，与声学模型放置在一起。

此外，还可以在这里下载公开的声学模型和词典。

（3）下载English acoustic model

mfa download acoustic english

对于编译好的可执行文件，已经预放置了该声学模型于 `pretrained_models/english.zip`

也可以直接在LJSpeech上训练acoustic model：

mfa train /path/to/dataset /path/to/lexicon.txt /output/path

（4）Forced Alignment

使用预训练模型来进行alignment：

mfa align /path/to/dataset /path/to/lexicon.txt english /output/path

对于编译好的可执行文件，命令为：

bin/mfa_align /path/to/dataset /path/to/lexicon.txt english /output/path

4. 总结

Montreal Forced Aligner是一种非常有用的工具，可以帮助我们完成音频文件和文本之间的强制对齐，为语音识别、音频标注和语音合成等应用提供了基础的支持。在使用MFA进行强制对齐时，需要准备好音频文件、文本文件和字典文件，并使用MFA提供的命令来进行强制对齐。MFA的安装和使用相对简单，但需要一定的计算机基础和命令行操作的能力。

5. 参考文献

Montreal Forced Aligner教程——背景、安装和使用