USLM

USLM

语音信息分层建模与零样本文本转语音的统一框架

USLM是基于SpeechTokenizer构建的统一语音语言模型,结合自回归和非自回归模型实现语音信息的分层建模。该开源项目提供完整的安装指南、预训练模型和零样本文本转语音推理流程。USLM在LibriTTS数据集上训练,展示了语音内容和副语言信息建模的能力,为语音处理研究提供新思路。

USLM语音语言模型SpeechTokenizer零样本TTSLibriTTSGithub开源项目

USLM: 统一语音语言模型

<a href='https://0nutation.github.io/SpeechTokenizer.github.io/'><img src='https://img.shields.io/badge/项目-主页-Green'></a> <a href='https://arxiv.org/abs/2308.16692'><img src='https://img.shields.io/badge/论文-Arxiv-red'></a>

简介

USLM基于SpeechTokenizer构建,包含自回归和非自回归模型,可以分层建模语音中的信息。自回归(AR)模型通过对第一个RVQ量化器的标记进行建模来捕捉内容信息。非自回归(NAR)模型通过基于第一层标记生成后续量化器的标记来为AR模型补充副语言信息。

<br> <p align="center"> <img src="https://yellow-cdn.veclightyear.com/835a84d5/d131cb99-4d49-4d5f-998c-35bdebe15f04.png" width="95%"> <br> 概览 </p>

安装

按照以下步骤快速开始:

# PyTorch
pip install torch==1.13.1 torchaudio==0.13.1 --extra-index-url https://download.pytorch.org/whl/cu116
pip install torchmetrics==0.11.1
# fbank
pip install librosa==0.8.1

# phonemizer pypinyin
apt-get install espeak-ng
## OSX: brew install espeak
pip install phonemizer==3.2.1 pypinyin==0.48.0

# lhotse更新至最新版本
# https://github.com/lhotse-speech/lhotse/pull/956
# https://github.com/lhotse-speech/lhotse/pull/960
pip uninstall lhotse
pip install git+https://github.com/lhotse-speech/lhotse

# k2
# 在https://huggingface.co/csukuangfj/k2找到正确版本
pip install https://huggingface.co/csukuangfj/k2/resolve/main/cuda/k2-1.23.4.dev20230224+cuda11.6.torch1.13.1-cp310-cp310-linux_x86_64.whl

# icefall
git clone https://github.com/k2-fsa/icefall
cd icefall
pip install -r requirements.txt
export PYTHONPATH=`pwd`/../icefall:$PYTHONPATH
echo "export PYTHONPATH=`pwd`/../icefall:\$PYTHONPATH" >> ~/.zshrc
echo "export PYTHONPATH=`pwd`/../icefall:\$PYTHONPATH" >> ~/.bashrc
cd -
source ~/.zshrc

#SpeechTokenizer
pip install -U speechtokenizer

# uslm
git clone https://github.com/0nutation/USLM
cd USLM
pip install -e .

USLM模型

此版本的USLM在LibriTTS数据集上训练,由于数据限制,性能可能不是最优的。

模型数据集描述
USLM_libriLibriTTS在LibriTTS数据集上训练的USLM

使用USLM进行零样本TTS

下载预训练的SpeechTokenizer模型:

st_dir="ckpt/speechtokenizer/" mkdir -p ${st_dir} cd ${st_dir} wget "https://huggingface.co/fnlp/SpeechTokenizer/resolve/main/speechtokenizer_hubert_avg/SpeechTokenizer.pt" wget "https://huggingface.co/fnlp/SpeechTokenizer/resolve/main/speechtokenizer_hubert_avg/config.json" cd -

下载预训练的USLM模型:

uslm_dir="ckpt/uslm/" mkdir -p ${uslm_dir} cd ${uslm_dir} wget "https://huggingface.co/fnlp/USLM/resolve/main/USLM_libritts/USLM.pt" wget "https://huggingface.co/fnlp/USLM/resolve/main/USLM_libritts/unique_text_tokens.k2symbols" cd -

推理:

out_dir="output/" mkdir -p ${out_dir} python3 bin/infer.py --output-dir ${out_dir}/ \ --model-name uslm --norm-first true --add-prenet false \ --share-embedding true --norm-first true --add-prenet false \ --audio-extractor SpeechTokenizer \ --speechtokenizer-dir "${st_dir}" \ --checkpoint=${uslm_dir}/USLM.pt \ --text-tokens "${uslm_dir}/unique_text_tokens.k2symbols" \ --text-prompts "mr Soames was a tall, spare man, of a nervous and excitable temperament." \ --audio-prompts prompts/1580_141083_000002_000002.wav \ --text "Begin with the fundamental steps of the process. This will give you a solid foundation to build upon and boost your confidence. " \

或者你可以直接运行inference.sh

bash inference.sh

致谢

VALL-E:我们基于的代码库。

引用

如果你在论文中使用了这个代码或结果,请引用我们的工作:

@misc{zhang2023speechtokenizer, title={SpeechTokenizer: Unified Speech Tokenizer for Speech Language Models}, author={Xin Zhang and Dong Zhang and Shimin Li and Yaqian Zhou and Xipeng Qiu}, year={2023}, eprint={2308.16692}, archivePrefix={arXiv}, primaryClass={cs.CL} }

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