清華&巨人網(wǎng)絡首創(chuàng)MoE多方言TTS框架,數(shù)據(jù)代碼方法全開源
無論是中文的粵語、閩南話、吳語,還是歐洲的荷蘭比爾茨語方言、法國奧克語,亦或是非洲和南美的地方語言,方言都承載著獨特的音系與文化記憶,是人類語言多樣性的重要組成部分。然而,許多方言正在快速消失,語音技術如果不能覆蓋這些語言,勢必加劇數(shù)字鴻溝與文化失聲。
在當今大模型引領的語音合成時代,通用 TTS 系統(tǒng)已展現(xiàn)出令人驚嘆的能力,但方言 TTS 依然是相關從業(yè)者難以觸及的「灰色地帶」?,F(xiàn)有的工業(yè)級模型往往依賴巨量專有數(shù)據(jù),這讓方言 TTS 從業(yè)者和研究者幾乎無從下手:缺乏統(tǒng)一的語料構建方法,更缺乏一個可實現(xiàn)多語言的端到端開源框架。
為此,來自巨人網(wǎng)絡 AI Lab 與清華大學電子工程系 SATLab 的研究團隊聯(lián)合首創(chuàng)了 DiaMoe-TTS —— 一個在一定程度上媲美工業(yè)級方言 TTS 模型的開源全套解決方案。他們基于語言學家的專業(yè)經(jīng)驗,構建了一個統(tǒng)一的 IPA 表達體系,并且在僅依賴開源方言 ASR 數(shù)據(jù)的前提下提出這一方案。
在推出中文方言版本之前,研究團隊已在英語、法語、德語、荷蘭比爾茨語等多語種場景中進行過驗證,確保該方法具備全球范圍內多語言的可擴展性與穩(wěn)健性。

最重要的是,DiaMoE-TTS 不僅僅是一個單點模型,而是一個面向學術界與開源社區(qū)的全鏈路貢獻:
- 全開源的數(shù)據(jù)預處理流程:讓研究者能夠從原始方言語音數(shù)據(jù)構建 TTS-ready 方言語音語料;
- 統(tǒng)一的 IPA 標注與對齊方法:解決跨方言建模的一致性問題;
- 完整的訓練與推理代碼:降低復現(xiàn)與擴展的門檻;
- 方言感知 MoE 架構與低資源適配策略:為研究者提供穩(wěn)定、靈活且可拓展的建模方法。
巨人網(wǎng)絡 AI Lab 與清華大學電子工程系 SATLab 希望借此推動方言語音合成的公平與普惠:讓任何研究者、開發(fā)者乃至語言文化保護工作者都能自由使用、改進與擴展這一框架;讓小眾語言與方言的聲音不再被淹沒在通用大模型的洪流中,而能通過開源的力量被更廣泛地聽見與傳承。

- 論文題目:DiaMoE-TTS: A Unified IPA-Based Dialect TTS Framework with Mixture-of-Experts and Parameter-Efficient Zero-Shot Adaptation
- Arxiv 地址: https://www.arxiv.org/abs/2509.22727
代碼與訓練推理腳本全面開源:
- GitHub: https://github.com/GiantAILab/DiaMoE-TTS
數(shù)據(jù)構建方法開源:包含多方言 IPA 對齊語料生成流程,支持可復現(xiàn)的開放式研究。
- Checkpoint Huggingface: https://huggingface.co/RICHARD12369/DiaMoE_TTS
- Dataset Huggingface: https://huggingface.co/datasets/RICHARD12369/DiaMoE-TTS_IPA_Trainingset
生成 demo
成都話:祝福大家前程似錦,順水順風。

鄭州話:祝你前途大好,成就非凡!

石家莊話:好的開始,等于成功的一半兒。

西安話:祝愿大家前程似錦,夢想成真。

粵語:我系鐘意廣州嘅春天。

模型設計
統(tǒng)一 IPA 前端
在多方言語音合成中,使用拼音或字符輸入常常帶來嚴重的歧義與不一致問題,例如相同字符在不同方言中可能對應完全不同的發(fā)音。
DiaMoE-TTS 在前端設計中引入了國際音標(IPA) 作為統(tǒng)一的輸入體系,將所有方言的語音映射到同一音素空間。這種方式消除了跨方言間的差異性,使得模型能夠在統(tǒng)一的表征體系下進行訓練,保證了建模的一致性與泛化能力。

方言感知 Mixture-of-Experts (MoE) 架構
在聲學建模部分,DiaMoE-TTS 設計了方言感知的 Mixture-of-Experts (MoE) 架構。傳統(tǒng)的單一建模網(wǎng)絡在多方言任務下容易出現(xiàn)「風格平均化」,導致各地方言的特色被弱化。MoE 結構通過引入多個專家網(wǎng)絡,讓不同的專家專注于學習不同方言的特征;同時,動態(tài)門控機制會根據(jù)輸入 IPA 自動選擇最合適的專家路由,從而保證了每種方言的音色和韻律特點得以保留。
為了增強門控的區(qū)分能力,我們還加入了方言分類輔助損失,使專家網(wǎng)絡在訓練時能夠更有針對性地建模方言特征。

低資源方言適配 (PEFT)
許多方言面臨極端的數(shù)據(jù)稀缺問題,甚至僅有數(shù)小時的錄音語料。DiaMoE-TTS 提出了參數(shù)高效遷移 (PEFT) 策略,分別在 text embedding 層和 DiT 的注意力層中融入了 Conditioning Adapter 與 LoRA,僅需微調少量參數(shù)即可完成方言擴展,主干與 MoE 模塊保持凍結,從而避免對已有知識的遺忘。
此外,研究團隊還采用了音高擾動與語速擾動等數(shù)據(jù)增強手段,即便在超低資源條件下,模型也能合成自然、流暢且風格鮮明的方言語音。
多階段訓練方法
DiaMoE-TTS 的訓練過程分為多個階段,以逐步提升模型性能并適應方言多樣性:
- IPA 遷移初始化
在 F5-TTS 原始 checkpoint 的基礎上,引入經(jīng)過 IPA 音素轉換的 Emilia 部分數(shù)據(jù),對模型進行預熱訓練,從而實現(xiàn)輸入形式從拼音字符到 IPA 的平滑遷移。
- 多方言聯(lián)合訓練
在統(tǒng)一 IPA 表達下,利用多個開源方言數(shù)據(jù)(CommonVoice 和 KeSpeech)進行聯(lián)合建模,同時激活 MoE 結構,使模型能夠學習共享特征并區(qū)分不同方言的發(fā)音模式。
- 方言專家強化
通過動態(tài)門控機制與方言分類輔助損失,進一步優(yōu)化 MoE 的分流效果,讓各專家更好地捕捉不同方言的獨特特征。
- 低資源快速適配
針對僅有數(shù)小時語料的新方言,采用 PEFT 策略(LoRA + Conditioning Adapter),結合音高 / 語速擾動等數(shù)據(jù)增強,實現(xiàn)高效遷移并保持已有知識不被遺忘。
這種多階段、漸進式訓練的方法,使 DiaMoE-TTS 能夠在保證穩(wěn)定性的同時,兼顧跨方言泛化與低資源適配能力。
研究結果
通過圖表可以看到,在訓練數(shù)據(jù)量較為充足(百小時)的粵語上,DiaMoE-TTS 在 WER、MOS 和 UTMOS 三個指標上均取得了接近工業(yè)界語音大模型的表現(xiàn)。而在上海話、成都話、西安話、鄭州話、天津話等其他方言(幾小時到幾十小時不等)的對比實驗中,受限于開源方言 ASR 數(shù)據(jù)在「質量」與「規(guī)?!股系牟蛔?,模型整體表現(xiàn)略遜于部分工業(yè)級大模型。
但值得強調的是,DiaMoE-TTS 支持的方言范圍更廣,甚至可以擴展到介于語音合成(TTS)與歌聲合成之間的特殊類型,如京劇韻白,并能在僅有極少量數(shù)據(jù)的情況下實現(xiàn)快速建模,這為方言保護與文化傳承提供了新的可能性。

在消融實驗中,研究團隊選擇了成都話、西安話、鄭州話、石家莊話四種方言,對比了三種不同配置:僅使用 IPA 的版本(w/o MoE)、僅使用 MoE 且輸入為拼音的版本(w/o IPA)、以及完整的 IPA + MoE 方法(Ours)。
實驗結果表明,IPA 統(tǒng)一前端是性能提升的關鍵,將輸入由拼音替換為 IPA 后,WER 從 90% 以上顯著下降到 30%~40% 區(qū)間,MOS 評分也提升了 1~2 分。同時,Dialect-aware MoE 架構能夠進一步增強方言風格,以西安話為例,WER 從 41.09% 降至 33.00%,MOS 從 2.33 提升到 3.15,表現(xiàn)出明顯的改進。
最終,完整方案(MoE + IPA)在所有方言上都取得了最佳效果,不僅顯著降低了錯誤率,也大幅提升了語音的自然度。這充分證明了 IPA 前端在解決跨方言發(fā)音歧義方面的有效性,以及 MoE 在強化方言建模上的重要作用,兩者結合成為 DiaMoE-TTS 的核心優(yōu)勢。

一句話總結
DiaMoE-TTS = IPA 前端統(tǒng)一化 + MoE 方言建模 + PEFT 低資源適配
在開放數(shù)據(jù)驅動下,實現(xiàn)低成本、低門檻、可擴展的多方言語音合成方案。
通俗易懂版本:不用海量數(shù)據(jù),也不用復雜流程,DiaMoE-TTS 就能讓更多方言在數(shù)字世界開口說話。
未來展望
DiaMoE-TTS 的全面開源只是一個起點。未來,研究團隊將持續(xù)擴展更多方言與小語種的語料,完善 IPA 對齊與數(shù)據(jù)預處理流程,并探索更高效的低資源建模方法,讓方言語音合成的研究與應用更加低門檻、更易復現(xiàn)。
同時,研究團隊希望這一框架能夠讓全球的研究者與開發(fā)者更便捷地參與到方言與小語種的語音技術研究中,讓它們不僅停留在實驗室里被探索,更能在教育、文化保護、虛擬人、數(shù)字文旅與跨境交流等實際場景中發(fā)揮價值。他們相信,方言不應在數(shù)字時代被遺忘,每一種語言都值得在數(shù)字世界被聽見。





























