FreeVC

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711 123 中等 1 次阅读 3天前MIT音频开发框架
AI 解读 由 AI 自动生成,仅供参考

FreeVC 是一款专注于高质量“无文本”语音转换的开源工具。它的核心功能是让用户仅需提供一段目标说话人的简短录音(即“一次样本”),就能将任意源语音转换为该目标音色,而无需知道原始语音对应的文字内容。

这一工具主要解决了传统语音转换技术对文本标注依赖性强、数据准备成本高的问题。在许多实际场景中,获取精准的逐字文本标注非常困难,FreeVC 通过端到端架构,实现了在完全脱离文本信息的情况下,依然能保持高保真的语音还原和自然的音色迁移。

FreeVC 非常适合语音合成领域的研究人员、开发者以及需要构建隐私保护型语音应用的技术团队使用。对于普通用户,也可以通过其集成的 HuggingFace 在线演示直接体验效果。

其技术亮点在于巧妙结合了 VITS 框架进行高质量波形重建,并利用 WavLM 模型提取内容特征。为了确保在不依赖文本时仍能精准分离语音内容与音色,FreeVC 引入了“信息瓶颈”机制来净化内容信息,并独创了基于“频谱图缩放”的数据增强策略,显著提升了转换后语音的清晰度和自然度。目前项目已开放代码、预训练模型及在线试玩,支持 24kHz 高清输出,是探索无监督语音转换的优质选择。

使用场景

一家小型独立游戏工作室正在为角色配音,但预算有限无法聘请多位专业声优,只能由一名配音演员录制所有角色的原始干音。

没有 FreeVC 时

  • 音色单一缺乏区分度:所有 NPC 听起来都是同一个人的声音,玩家难以通过听觉分辨角色身份,严重破坏沉浸感。
  • 依赖文本标注成本高:传统变声方案往往需要精确的字幕或音素对齐数据,整理这些文本标注耗费了团队大量额外时间。
  • 音质损失严重:简单的音调调整导致声音出现机械感或背景噪音被放大,无法满足高品质游戏的发布标准。
  • 样本需求量大:若要训练定制化模型,通常需要目标角色长达数小时的清晰录音,而剧组仅能提供极短的参考样音。

使用 FreeVC 后

  • 一键实现“一人千面”:利用 FreeVC 的免文本单次转换能力,仅需一段几秒的目标角色参考音频,即可将主演声音完美转换为不同年龄、性别的角色音色。
  • 无需文本预处理:直接提取语音内容特征,彻底省去了繁琐的字幕对齐和音素标注环节,让美术和策划人员也能直接操作。
  • 高保真波形重建:基于 VITS 端到端框架,转换后的语音保留了丰富的情感细节和自然度,听感接近真实录音棚效果。
  • 极低数据门槛:即使是只有几句台词的冷门角色,也能通过"One-Shot"技术快速生成高质量配音,大幅缩短制作周期。

FreeVC 让小团队仅凭一名声优和少量参考音频,就能低成本构建出层次丰富、听感专业的游戏语音世界。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
GPU

必需 NVIDIA GPU (命令中包含 CUDA_VISIBLE_DEVICES),具体型号和显存未说明,需支持 CUDA

内存

未说明

依赖
notes1. 必须手动下载 WavLM-Large 预训练模型并放入 'wavlm/' 目录。 2. 训练需准备 VCTK 数据集。 3. 若使用基于超分辨率 (SR) 的增强训练,需额外下载 HiFi-GAN 模型。 4. 代码示例主要基于 Linux 环境编写(使用 ln -s 创建软链接)。 5. 支持 24kHz 输出合成。
python未说明 (需满足 requirements.txt)
torch
torchaudio
numpy
scipy
librosa
monotonic_align
matplotlib
TensorBoard
phonemizer
transformers (隐含,用于 WavLM)
FreeVC hero image

快速开始

FreeVC:迈向高质量的无文本单样本语音转换

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在这篇 论文 中,我们采用了 VITS 的端到端框架来实现高质量的波形重建,并提出了一种无需文本标注即可提取纯净内容信息的方法。我们通过对 WavLM 特征施加信息瓶颈来解耦内容信息,同时提出了基于 spectrogram-resize 的数据增强方法,以进一步提升所提取内容信息的纯净度。

🤗 在 HuggingFace Spaces 上在线体验

请访问我们的 演示页面 查看音频样本。

我们还提供了 预训练模型

training inference
(a) 训练 (b) 推理

更新日志

  • 代码发布。(2022年11月27日)
  • 在 HuggingFace Spaces 上上线在线演示。(2022年12月14日)
  • 支持生成 24kHz 输出。详情请参见 这里。(2022年12月15日)
  • 修复数据加载错误。(2023年1月10日)

前置条件

  1. 克隆本仓库:git clone https://github.com/OlaWod/FreeVC.git

  2. 进入该仓库目录:cd FreeVC

  3. 安装 Python 依赖:pip install -r requirements.txt

  4. 下载 WavLM-Large,并将其放置在 wavlm/ 目录下。

  5. 下载 VCTK 数据集(仅用于训练)。

  6. 下载 HiFi-GAN 模型,并将其放置在 hifigan/ 目录下(仅用于带超分辨率的训练)。

推理示例

下载预训练检查点并运行:

# 使用 FreeVC 进行推理
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python convert.py --hpfile logs/freevc.json --ptfile checkpoints/freevc.pth --txtpath convert.txt --outdir outputs/freevc

# 使用 FreeVC-s 进行推理
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python convert.py --hpfile logs/freevc-s.json --ptfile checkpoints/freevc-s.pth --txtpath convert.txt --outdir outputs/freevc-s

训练示例

  1. 预处理
python downsample.py --in_dir </path/to/VCTK/wavs>
ln -s dataset/vctk-16k DUMMY

# 如果需要不同的训练-验证-测试划分,可运行以下命令:
python preprocess_flist.py

# 如果希望使用预训练的说话人编码器,可运行:
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python preprocess_spk.py

# 如果不希望使用基于超分辨率的数据增强,可运行:
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python preprocess_ssl.py

# 如果希望使用基于超分辨率的数据增强,可分别运行以下命令:
CUDA_VISIBLE_DEVICES=1 python preprocess_sr.py --min 68 --max 72
CUDA_VISIBLE_DEVICES=1 python preprocess_sr.py --min 73 --max 76
CUDA_VISIBLE_DEVICES=2 python preprocess_sr.py --min 77 --max 80
CUDA_VISIBLE_DEVICES=2 python preprocess_sr.py --min 81 --max 84
CUDA_VISIBLE_DEVICES=3 python preprocess_sr.py --min 85 --max 88
CUDA_VISIBLE_DEVICES=3 python preprocess_sr.py --min 89 --max 92
  1. 训练
# 训练 FreeVC
CUDA_VISIBLE_DEVICES=0 python train.py -c configs/freevc.json -m freevc

# 训练 FreeVC-s
CUDA_VISIBLE_DEVICES=2 python train.py -c configs/freevc-s.json -m freevc-s

参考文献

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