在人工智能的浪潮中，文本转语音（TTS）技术一直是研究和应用的热点。随着技术的不断进步，TTS 模型越来越能够生成自然、逼真的语音，为各种应用场景提供了强大的支持。最近，由两名韩国研究者组建的 Nari Labs 工作室开源了一个名为 Dia 的 16 亿参数文本转语音模型。

一、项目概述

Dia 是由 Nari Labs 开发的一个开源文本转语音（TTS）模型，拥有 16 亿参数。该模型能够直接从文本脚本生成高度逼真的对话语音，支持多说话者标记、情感语调控制以及非语言提示（如笑声、咳嗽声等），并通过语音克隆功能生成与特定音频相似的声音。

二、技术特点

（一）模型架构与训练

1.Transformer 基础架构：Dia 采用的是基于 Transformer 的深度神经网络架构，这种架构在处理序列数据（如文本和语音）方面表现出色。它通过自注意力（self-attention）机制捕捉文本中的长期依赖关系，从而生成更加自然流畅的语音。

2.大规模预训练：Dia 在大量多样化数据上进行了预训练，这些数据包括不同说话者、不同情感和语调的语音样本。通过这种方法，模型学习到了丰富的语音特征，能够生成具有高度表现力的语音。

（二）音频编码与解码

（三）情感与语调控制

1.情感嵌入：Dia 通过在模型中引入情感嵌入（emotion embeddings），能够识别和生成不同情感的语音。用户可以通过在输入文本中添加特定的情感标记（如 [happy]、[sad] 等），来控制生成语音的情感色彩。

2.语调调节：模型支持对语调的精细调节，用户可以通过调整特定参数来改变生成语音的语调高度和变化范围，使语音更加富有表现力。

（四）非语言提示生成

1.多模态融合：Dia 能够生成非语言提示，如笑声、咳嗽声、清嗓子等。这得益于模型的多模态融合能力，它不仅能够处理文本输入，还能结合上下文生成相应的非语言音频提示。

2.上下文感知：模型通过分析文本的上下文，智能地插入非语言提示，使对话更加生动自然。例如，在对话中的适当位置插入笑声，能够增强对话的轻松氛围。

三、核心功能

（一）自然对话生成

1.多说话者支持：Dia 支持多说话者标记（如 [S1]、[S2] 等），能够生成多人对话场景。这使得模型在生成广播剧、有声读物和播客内容时表现出色。例如，在生成一档多人访谈节目时，Dia 可以为每个嘉宾分配独特的语音特征，使听众能够轻松区分不同说话者。

2.对话流畅性：模型通过学习对话中的自然停顿、语速变化和语调起伏，生成流畅自然的对话语音。这使得生成的语音听起来更像是真人之间的交流，而不是机械的合成语音。

（二）情感与语调控制

1.情感表达：用户可以通过在文本中添加情感标记（如[happy]、[sad]、[angry] 等），控制生成语音的情感色彩。例如，当生成一条祝福语时，用户可以添加 [happy] 标记，使语音听起来更加欢快和热情。

2.语调调节：Dia 允许用户通过调整特定参数（如语调高度和变化范围）来改变生成语音的语调。这使得用户能够根据不同的场景需求，生成具有不同语调的语音。例如，在生成一条警告信息时，用户可以提高语调的严肃性，使语音听起来更加权威。

（三）非语言提示生成

1.丰富的非语言提示库：Dia 内置了丰富的非语言提示库，包括笑声、咳嗽声、清嗓子、叹气等多种非语言音频提示。用户可以通过在文本中添加相应的标记（如 [laugh]、[cough] 等）来插入这些提示。

2.智能插入：模型能够根据对话内容和上下文智能地插入非语言提示。例如，在一个幽默的笑话后自动插入笑声，或者在一句话的结尾插入叹气声，增强对话的真实感和表现力。

（四）零样本语音克隆

1.快速风格适配：用户只需上传一个简短的参考音频片段，Dia 就能够快速分析并复制该片段的语音风格。这使得用户无需对每个新说话者进行微调即可生成个性化语音。例如，用户可以上传一段自己喜欢的播客主持人的语音片段，Dia 将生成具有相似风格的语音。

2.高质量生成：即使在参考音频质量一般的情况下，Dia 也能通过其强大的特征提取和生成能力，生成高质量的克隆语音。这使得该功能在实际应用中具有很高的鲁棒性。

（五）实时语音合成

1.低延迟生成：Dia 优化了推理过程，能够在消费级设备上实现实时语音生成。这对于实时交互应用（如语音助手和实时翻译）至关重要。例如，在语音助手应用中，用户输入文本后，Dia 能够立即生成语音响应，提供无缝的交互体验。

2.资源效率：模型在保证语音质量的同时，尽可能降低对计算资源的需求。这使得Dia 能够在各种硬件配置上运行，从高端 GPU 到中低端消费级设备。

（六）多语言支持

1.广泛的语言覆盖：Dia 支持多种语言，包括英语、中文、西班牙语等。这使得模型能够满足全球用户的需求，适用于各种多语言应用场景。

2.语言混合：模型还支持在同一篇文本中混合使用多种语言，自动识别并生成相应的语音。这对于生成国际化内容（如多语言旅游指南和全球新闻播报）非常有用。

（七）语音特征定制

1.音色调节：用户可以通过调整模型的参数来改变生成语音的音色，例如使语音听起来更加低沉或清脆。这为用户提供了更高的定制自由度，满足不同应用场景的需求。

2.音量和语速控制：Dia 还支持对音量和语速的调节，用户可以根据需要生成不同音量和语速的语音。例如，在生成广播剧时，可以通过调节音量和语速来增强戏剧效果。

四、应用场景

（一）有声读物/ 小说播报

Dia 能够为不同角色分配独特的音色和情感，使听众仿佛置身于故事之中，极大地增强了有声读物的吸引力。

例如，在科幻小说中，Dia 可以为外星人角色生成具有未来感和神秘感的语音，为机器人角色生成机械感十足的语音，让听众更容易沉浸在故事的世界里。

（二）播客配音

播客制作者可以利用Dia 快速生成高质量的语音内容，节省录制和后期制作的时间。例如，一档科技评论播客可以通过 Dia 生成多个不同风格的语音样本，然后选择最符合节目风格和内容的语音进行发布。

（三）AI 角色扮演

在角色扮演游戏中，Dia 可以为非玩家角色（NPC）生成具有高度表现力的语音，使游戏的沉浸感和互动性得到显著提升。

例如，在一款古风角色扮演游戏中，Dia 能够为游戏中的侠客生成豪迈洒脱的语音，为商人生成精明圆滑的语音，让玩家在游戏过程中感受到更加真实和丰富的角色互动。

五、快速使用

（一）安装环境

克隆项目代码：

git clone https://github.com/nari-labs/dia.gitcd dia

创建虚拟环境并安装依赖：

python -m venv .venvsource .venv/bin/activatepip install -e .

（二）启动Gradio UI

启动Gradio UI，通过 Web 界面进行交互：

python app.py

访问`http://localhost:7860`，输入脚本或上传音频，生成对话。

（三）Python 包安装

也可以通过Python 包安装 Dia 的 API：

pip install git+https://github.com/nari-labs/dia.git

Python 调用示例：

from dia.model import Diamodel = Dia.from_pretrained("nari-labs/Dia-1.6B", compute_dtype="float16")text = "[S1] Dia is an open weights text to dialogue model. [S2] You get full control over scripts and voices. [S1] Wow. Amazing. (laughs) [S2] Try it now on Git hub or Hugging Face."output = model.generate(text, use_torch_compile=True, verbose=True)model.save_audio("simple.mp3", output)

六、结语

Dia 作为 Nari Labs 开源的文本转语音模型，凭借其高度逼真的对话生成能力和丰富的功能，为 TTS 领域带来了新的突破。它不仅在语音自然度和表现力方面超越了现有竞品，还通过开源的方式为开发者提供了强大的工具。

七、项目地址

开源仓库：https://github.com/nari-labs/dia

模型地址：https://huggingface.co/nari-labs/Dia-1.6B

在线体验：https://huggingface.co/spaces/nari-labs/Dia-1.6B

（文：小兵的AI视界）