SLAM-LLM

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SLAM-LLM 是一款专为语音、语言、音频及音乐处理打造的深度学习工具包,旨在帮助开发者高效训练定制化的多模态大语言模型。它主要解决了传统框架在处理复杂音频任务时面临的训练门槛高、大规模数据支持不足以及资源消耗过大等痛点,让从实验验证到工业级部署变得更加顺畅。

这款工具特别适合人工智能研究人员、算法工程师以及对多模态交互感兴趣的开发者使用。无论是学术探索还是构建千万小时级的工业应用,SLAM-LLM 都能提供详尽的训练指南和高性能推理模型。

其技术亮点十分突出:不仅完整复现了仅需单阶段训练即可实现音色可控对话的 SLAM-Omni 系统,还针对超大规模数据集进行了深度优化。通过支持动态帧批处理、迭代式数据集加载以及 DeepSpeed 分布式训练,它能显著降低显存占用并将训练时间缩短至原来的四分之一。此外,工具包内置了丰富的任务配方,统一支持自动语音识别、语音翻译等多任务场景,并具备多机多卡分布式推理能力,是构建下一代智能语音交互系统的得力助手。

使用场景

某智能客服团队正致力于构建一个支持中英双语、能识别用户情绪并控制回复音色的端到端语音对话系统,以替代传统的“语音转文字 + 文本大模型 + 文字转语音”串联架构。

没有 SLAM-LLM 时

  • 流程割裂且延迟高:需要分别维护 ASR、LLM 和 TTS 三个独立模型,数据在模块间反复转换,导致响应延迟严重,无法实现流畅的多轮实时对话。
  • 音色控制极其困难:若想实现根据用户情绪动态调整回复音色(如安慰时用温柔声线),需额外训练复杂的后处理模块,开发周期长达数月。
  • 训练资源消耗巨大:面对十万小时级的工业级语音数据,传统固定批次(Batch Size)训练方式显存占用极高,且启动缓慢,普通算力集群难以承载。
  • 多任务协同成本高:语音识别(ASR)与语音翻译(ST)等任务需要维护多套数据格式和代码库,迭代更新时极易出现兼容性问题。

使用 SLAM-LLM 后

  • 端到端单阶段训练:利用 SLAM-LLM 复现 SLAM-Omni 架构,仅需单阶段训练即可构建高质量的端到端对话系统,大幅降低延迟,实现自然的中英多轮交互。
  • 原生音色可控能力:直接调用框架内置的音色控制机制,无需额外开发即可让模型根据语境自动切换说话风格,显著提升了用户体验。
  • 高效处理海量数据:借助动态帧批处理(Dynamic Frame Batching)和 DeepSpeed 支持,训练十万小时数据的时间缩短了 75%,显存占用显著降低,使大规模训练在有限算力下成为可能。
  • 统一多任务框架:通过统一的数据格式支持 ASR、ST 等多任务混合训练,一套代码即可管理所有语音语言任务,研发效率提升数倍。

SLAM-LLM 将原本繁琐割裂的语音 AI 开发流程整合为高效统一的端到端解决方案,让开发者能以更低成本快速落地具备情感交互能力的智能语音应用。

运行环境要求

操作系统
  • Linux
GPU

必需 NVIDIA GPU,支持 CUDA 11.8+,显存需求视任务而定(支持 DeepSpeed 以降低显存占用,支持多机多卡分布式训练/推理)

内存

未说明(大规模工业级训练建议大内存,Docker 运行示例中设置共享内存为 256GB)

依赖
notes1. 官方明确仅提供 Linux 平台支持徽章。2. 必须严格安装指定版本的 transformers (v4.35.2) 和 peft (v0.6.2),而非最新版。3. 提供官方 Docker 镜像以简化环境配置,运行容器时建议分配较大的共享内存(如 256GB)。4. 框架支持动态帧批处理(Dynamic frame batching)和 DeepSpeed,可显著降低大规模数据集(如 10 万小时)训练的显存和时间消耗。5. 部分功能(如 ASR 相关示例)可能需要额外安装 fairseq 库。
python未说明(需兼容 PyTorch 2.0.1)
torch==2.0.1
torchvision==0.15.2
torchaudio==2.0.2
transformers==4.35.2
peft==0.6.0
fairseq (可选,部分示例需要)
hydra-core
deepspeed (可选,用于大规模训练)
SLAM-LLM hero image

快速开始

SLAM-LLM

SLAM-LLM 是一个深度学习工具包,允许研究人员和开发者训练自定义的多模态大语言模型(MLLM),专注于Speech、Language、Audio、Music 处理。我们提供了详细的训练配方以及用于推理的高性能检查点。

SLAM-LLM Logo

version version python mit

目录

  1. 新闻
  2. 安装
  3. 使用
  4. 特性
  5. 致谢
  6. 引用

新闻

  • [更新于2026年1月15日] 我们的SLAM-LLM框架已被IEEE《信号处理精选主题期刊》(JSTSP)接收,其中我们详细介绍了该框架的设计以及一些未发表的关于语音、音频和音乐MLLM的实验与见解。
  • [更新于2025年4月24日] 我们现已支持大规模工业级训练,适用于约10万小时规模的数据集。其主要特点包括:
    • 多任务训练支持: 通过统一的数据格式,支持ASR和ST等多种任务。
    • 动态提示选择: 支持从多个提示中随机选取。
    • 迭代数据集: 使用迭代数据集格式,以减少大型数据集的启动时间。
    • DeepSpeed训练: 支持DeepSpeed训练,显著降低内存占用。
    • 多机多GPU推理: 支持跨多台机器和多块GPU的分布式推理,从而缩短评估时间。
    • 动态帧批处理: 根据音频大小动态组合帧,而非采用固定批大小,大幅缩短训练和评估时间(对于10万小时的数据,可将训练时间缩短四分之三)。
  • [更新于2025年4月24日] 我们已支持DeepSpeed训练,请参阅此处的“使用DeepSpeed进行微调”说明。
  • [更新于2025年1月22日] 🔥🔥🔥 已完全复现了SLAM-Omni的整个流程(包括所有数据准备、模型训练和推理)。
    • SLAM-Omni是一个音色可控的语音交互系统,仅需单阶段训练且资源消耗极低,即可实现高质量的端到端语音对话,支持中英文多轮对话。(论文, 演示)
    • 我们已完整复现了SLAM-Omni的训练和推理过程,并开源了所有相关训练数据集。提供的代码框架理论上支持所有基于编解码器的语音对话模型。此外,我们还提供了Mini-Omni的复现代码。

安装

git clone https://github.com/huggingface/transformers.git
cd transformers
git checkout tags/v4.35.2
pip install -e .
cd ..
git clone https://github.com/huggingface/peft.git
cd peft
git checkout tags/v0.6.0
pip install -e .
cd ..
pip install torch==2.0.1 torchvision==0.15.2 torchaudio==2.0.2 --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu118
git clone https://github.com/ddlBoJack/SLAM-LLM.git
cd SLAM-LLM
pip install  -e .

对于部分示例,您可能需要使用fairseq,命令如下:

# 在安装SLAM-LLM之前,需先安装fairseq
git clone https://github.com/pytorch/fairseq
cd fairseq
pip install --editable ./

我们还提供了一个方便的Docker镜像:

# 构建Docker镜像
docker build -t slam-llm:latest .

# 使用GPU运行Docker镜像
docker run -it --gpus all --name slam --shm-size=256g slam-llm:latest /bin/bash

使用

食谱列表

我们提供了多种基于大语言模型的语音、音频和音乐任务的参考实现:

配置优先级

我们提供了如下层次化的配置继承关系:

命令行(shell文件) > Hydra配置(yaml文件) > dataclass配置(Python文件)

特性

  • 易于扩展到新模型和新任务。
  • 提供详细的训练食谱和高性能推理检查点。
  • 支持混合精度训练,在NVIDIA Tensor Core上以更少的显存更快地训练。
  • 多GPU训练支持数据并行和模型并行,兼容DDPFSDPdeepspeed(仍在完善中)。
  • 基于Hydradataclass的灵活配置,允许代码、命令行和文件配置的组合。

致谢

  • 我们借鉴了Llama-Recipes中的训练流程代码。
  • 我们借鉴了Fairseq中的deepspeed配置代码。
  • 感谢各位贡献者提供的多样化食谱。

引用

SLAM-LLM框架:

@article{ma2026slam,
  title={SLAM-LLM: 一种模块化、开源的多模态大语言模型框架及语音、语言、音频和音乐处理的最佳实践},
  author={Ma, Ziyang and Yang, Guanrou and Chen, Wenxi and Gao, Zhifu and Du, Yexing and Li, Xiquan and Zheng, Zhisheng and Zhu, Haina et al.},
  journal={IEEE信号处理专题期刊},
  year={2026}
}

语音任务

SLAM-ASR:

@article{ma2025speech,
  title={语音识别与大语言模型的结合:基准测试、模型与探索},
  author={Ma, Ziyang and Yang, Guanrou and Yang, Yifan and Gao, Zhifu and Wang, Jiaming and Du, Zhihao and Yu, Fan and Chen, Qian and Zheng, Siqi and Zhang, Shiliang et al.},
  journal={AAAI会议论文集},
  year={2025}
}

Mala-ASR:

@article{yang2024mala,
  title={MaLa-ASR:多媒体辅助的大语言模型ASR},
  author={Yang, Guanrou and Ma, Ziyang and Yu, Fan and Gao, Zhifu and Zhang, Shiliang and Chen, Xie},
  journal={INTERSPEECH会议论文集},
  year={2024}
}

基于大语言模型的上下文ASR:

@article{yang2024ctc,
  title={CTC辅助的大语言模型上下文ASR},
  author={Yang, Guanrou and Ma, Ziyang and Gao, Zhifu and Zhang, Shiliang and Chen, Xie},
  journal={SLT会议论文集},
  year={2024}
}

SLAM-Omni:

@article{chen2024slam,
  title={SLAM-Omni:单阶段训练的音色可控语音交互系统},
  author={Chen, Wenxi and Ma, Ziyang and Yan, Ruiqi and Liang, Yuzhe and Li, Xiquan and Xu, Ruiyang and Niu, Zhikang and Zhu, Yanqiao and Yang, Yifan and Liu, Zhanxun et al.},
  journal={ACL会议论文集},
  year={2025}
}

CoT-ST:

@article{du2024cot,
  title={CoT-ST:通过多模态思维链增强大语言模型语音翻译},
  author={Du, Yexing and Ma, Ziyang and Yang, Yifan and Deng, Keqi and Chen, Xie and Yang, Bo and Xiang, Yang and Liu, Ming and Qin, Bing},
  journal={ACL会议论文集},
  year={2025}
}

音频任务

SLAM-AAC:

@article{chen2025slam,
  title={SLAM-AAC:利用释义增强和CLAP精炼通过大语言模型提升音频字幕生成},
  author={Chen, Wenxi and Ma, Ziyang and Li, Xiquan and Xu, Xuenan and Liang, Yuzhe and Zheng, Zhisheng and Yu, Kai and Chen, Xie},
  journal={ICASSP会议论文集},
  year={2025}
}

DRCap:

@article{li2025drcap,
  title={DRCap:通过检索增强生成解码CLAP潜在表示实现零样本音频字幕生成},
  author={Li, Xiquan and Chen, Wenxi and Ma, Ziyang and Xu, Xuenan and Liang, Yuzhe and Zheng, Zhisheng and Kong, Qiuqiang and Chen, Xie},
  journal={ICASSP会议论文集},
  year={2025}
}

BAT:

@article{zheng2024bat,
  title={BAT:利用大语言模型学习空间声音推理},
  author={Zheng, Zhisheng and Peng, Puyuan and Ma, Ziyang and Chen, Xie and Choi, Eunsol and Harwath, David},
  journal={ICML会议论文集},
  year={2024}
}

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