VoiceCraft：无样本文本到语音转换和语音编辑模型

VoiceCraft是由德州大学奥斯汀分校和Rembrand的研究团队开发的高级语音技术。它主要做两件事：一是编辑现有的语音录音，二是将文本转换成语音（也就是文字到语音转换，简称TTS），并且这些都可以在没有事先大量学习特定人声的情况下完成。 VoiceCraft在语音编辑方面能够使编辑后的语音几乎听不出和原始录音的区别。在无样本文本到语音转换（即在没有大量特定人声学习样本的情况下进行文字到语音的转换）方面，它的性能超过了当前最好的模型，包括VALLE和XTTS v2这样的商业模型。 VoiceCraft的设计目标是处理具有多样化特征的录音，这些特征包括不同的口音、情感表达、说话风格、内容丰富性、背景噪音以及录音条件。 主要功能特点： 无样本文本到语音（Zero-Shot Text-to-Speech, TTS） ：VoiceCraft能够在没有预先录制特定说话者语音样本的情况下，通过学习和模拟，实现从文本到该说话者声音风格的语音转换。这意味着，只需少量的样本语音，VoiceCraft就能够模拟出该声音，实现文本到语音的转换，而无需大量的语音样本训练。

语音克隆： 仅需几秒钟的样本语音，它可以精准克隆未知的声音或对录音进行高质量编辑 高质量语音编辑 ：VoiceCraft在语音编辑方面的性能达到了前所未有的水平。它可以对现有的语音记录进行编辑，包括插入、删除、替换等操作，编辑后的语音在自然度上几乎与原始录音无异，这一功能适用于各种应用场景，如有声书、播客和视频制作等，极大地增加了语音内容的可编辑性和灵活性。

野外数据处理能力： VoiceCraft能够有效处理并生成质量高的语音输出，即使这些输入数据来自于非标准化、非控制环境下的录音。这类数据通常包括有声书、互联网视频、播客等，它们可能具有多样的口音、不同的说话风格、背景噪音，以及各种录音条件下的声音特征。在真实世界中，这种数据的多样性和复杂性是非常常见的，而许多现有的语音处理技术往往难以适应这样的数据特点，尤其是在没有大量手动标注或调整的情况下。 这些条件远比实验室或标准化的数据集复杂得多，因为它们反映了真实世界的多样性和不可预测性。

在这种背景下，VoiceCraft的能力特别显著，因为它能够：

理解和适应多样化口音和风格 ：无论是电影中的角色对话，还是播客中的自然交流，VoiceCraft都能捕捉并模拟这些不同的声音特征。 处理复杂的背景噪音和录音条件 ：它能从杂音中分离出清晰的语音，甚至在质量较差的录音中也能实现这一点。 适用于各种内容类型 ：从电影对白到播客讨论，VoiceCraft都能生成或编辑语音内容，使其听起来既自然又符合原始语境。 ： 处理多样化数据的能力 ： 口音 ：能够处理和模拟多种口音的语音，使其在全球范围内具有广泛的适用性。 情绪和风格 ：通过分析语音的细微差别，VoiceCraft能够捕捉到说话者的情绪和风格。这意味着它不仅仅是复制文字内容，还能在语音中表达快乐、悲伤、愤怒等情绪，以及正式、非正式等不同的说话风格。 内容多样性 ：VoiceCraft的训练包括了从简单对话到复杂讲述、从日常交流到专业演讲的各种内容，使其能够处理和生成各种类型的语音内容。 背景噪音和录音条件 ：真实世界的录音往往包含各种背景噪音，并且在各种录音条件下产生。VoiceCraft的模型经过训练，能够在这些不理想的条件下仍然保持语音生成和编辑的高质量。它能够识别和减少背景噪音的干扰，同时保持语音的清晰度和自然度。 技术细节 代币填充神经编解码器语言模型 ：这是VoiceCraft的核心技术，它通过代币（tokens）来表示语音的不同部分。这些代币不仅包含了语音的内容信息，还包含了说话者的声音特征。模型通过填充和替换这些代币来编辑语音或生成新的语音内容。

Transformer解码器架构 ：VoiceCraft采用了Transformer模型，这是一种深度学习架构，特别适合处理序列数据，如文本和语音。Transformer能够捕捉序列内的长距离依赖关系，使得生成的语音更加自然和连贯。

因果掩码和延迟堆叠的代币重排程序 ：

因果掩码 （Causal masking）：这是一种训练技巧，它确保模型在生成当前代币时，只能使用之前的代币信息，防止信息的“未来泄露”。这对于保持语音生成的连续性和自然性至关重要。 延迟堆叠 （Delayed stacking）：这是另一种技术，用于优化模型处理序列数据的方式。通过延迟堆叠，模型能够更有效地处理和生成具有复杂结构的语音序列，如变化的语调和停顿。 项目及演示： https://jasonppy.github.io/VoiceCraft_web/ 论文： https://jasonppy.github.io/assets/pdfs/VoiceCraft.pdf GitHub： https://github.com/jasonppy/VoiceCraft