語音合成也遵循Scaling Law，太乙真人“原聲放送”講解論文 | 港科大等開源

作者：量子位 2025-02-28 09:30:00

由香港科技大學(xué)等聯(lián)合推出，它驗(yàn)證語音合成模型，也可以遵循Scaling Law，即擴(kuò)展計(jì)算資源、語音合成效果可以更好。

活久見，太乙真人給講論文了噻！

咳咳，諸位道友且聽我一番嘮叨。

老道我閉關(guān)數(shù)日，所得一篇妙訣，便是此Llasa之法。此術(shù)上個(gè)月一出，海外仙長們無不瞠目結(jié)舌，直呼“HOLY SHIT”！

熱度最高時(shí)，曾在huggingface上的“丹藥熱度榜”上排第六。

咳咳，書回正傳。

如上引發(fā)圍觀的成果由香港科技大學(xué)等聯(lián)合推出，它驗(yàn)證語音合成模型，也可以遵循Scaling Law，即擴(kuò)展計(jì)算資源、語音合成效果可以更好。

它核心提出了一個(gè)語音合成的簡單框架Llasa，該框架采用單層VQ編解碼器和單個(gè)Transformer架構(gòu)，和標(biāo)準(zhǔn)LLM保持一致。

研究團(tuán)隊(duì)提供了TTS模型（1B、3B、8B）、編解碼器的checkpoint以及訓(xùn)練代碼。

一氣呵成TTS系統(tǒng)

近年來，基于Transformer的大型語言模型（LLM）在自然語言處理領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，尤其是通過擴(kuò)展模型規(guī)模和訓(xùn)練數(shù)據(jù)來提升性能。

然而，當(dāng)前的TTS系統(tǒng)通常需要多階段模型（例如在 LLM 后使用擴(kuò)散模型），這使得在訓(xùn)練或推理階段擴(kuò)展計(jì)算資源變得復(fù)雜。

本研究提出了一種單階段TTS框架Llasa，旨在簡化這一過程，同時(shí)探索訓(xùn)練時(shí)間和推理時(shí)間擴(kuò)展對語音合成的影響。

它基于Llama模型，采用單Transformer架構(gòu)，結(jié)合了一個(gè)設(shè)計(jì)良好的語音分詞器（tokenizer），能夠?qū)⒄Z音波形編碼為離散的語音標(biāo)記，并解碼回高質(zhì)量音頻。

該框架的核心在于將語音和文本標(biāo)記聯(lián)合建模，通過預(yù)測下一個(gè)語音標(biāo)記來生成語音。

關(guān)鍵組件：

研究者通過擴(kuò)展模型規(guī)模和訓(xùn)練數(shù)據(jù)規(guī)模來研究其對語音合成性能的影響。

實(shí)驗(yàn)表明，增加模型參數(shù)（從1B到8B）和訓(xùn)練數(shù)據(jù)量（從80k小時(shí)到250k小時(shí)）可以顯著提高語音的自然度、韻律準(zhǔn)確性和情感表達(dá)能力。

關(guān)鍵發(fā)現(xiàn)：

文本理解能力：更大的模型和更多的數(shù)據(jù)能夠更好地理解復(fù)雜文本（如詩歌、情感文本）。數(shù)據(jù)越多，連生僻字，復(fù)合詞也能辨其真意。
零樣本學(xué)習(xí)能力：擴(kuò)展訓(xùn)練資源能夠顯著提高模型對未見說話人的語音克隆能力。

研究還探索了在推理階段通過增加計(jì)算資源（例如使用語音理解模型作為驗(yàn)證器）來優(yōu)化生成語音的質(zhì)量。實(shí)驗(yàn)表明，推理時(shí)間擴(kuò)展可以顯著提高語音的情感表達(dá)、音色一致性和內(nèi)容準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵方法：

語音分詞器性能：提出的Xcodec2在多個(gè)指標(biāo)上優(yōu)于現(xiàn)有分詞器，特別是在低比特率下的語音重建質(zhì)量。
TTS 性能：Llasa在LibriSpeech、Seed-TTS-Eval和ESD數(shù)據(jù)集上達(dá)到了最先進(jìn)的性能，尤其是在情感相似性、音色相似性和零樣本學(xué)習(xí)能力方面。
推理時(shí)間擴(kuò)展效果：通過PRM和ORM方法，推理時(shí)間擴(kuò)展顯著提高了語音合成的質(zhì)量，尤其是在復(fù)雜任務(wù)中。