VoxCPM 2 技术报告发布:训练音频总时长达 200 万小时,一个模型搞定多个应用场景

距今年 4 月面壁智能联合清华大学、OpenBMB 发布并开源 VoxCPM2 后,VoxCPM2 作为国产语音大模型的一股新势力,迅速在海内外引起了广泛关注。

截至目前,VoxCPM2 的总开源下载量已超过 40w,位居小尺寸语音模型的性能前列,预计为每位开发者用户节省年费 264 美元(ElevenLabs 年费,接近 1800 元人民币)!

近日,VoxCPM2 技术报告发布,公开了其四大功能亮点(30 国语言+ 9 大中国方言、音色设计、通用音色可控与影视级高音质)背后的底层技术思路。

➤ VoxCPM2 技术报告链接

🔗 https://arxiv.org/pdf/2606.06928

作为一款参数规模仅 2B(20 亿)的全开源、多语种、生成可控语音基座模型,VoxCPM2 凭借其创新的 分层连续潜空间建模范式,绕过了传统方案中对「离散语音分词器」的依赖,用高达 48kHz 的超高音质保真度,为 AI 语音领域的开发者与用户提供了一种更加心想事成的声音生成体验。

三大技术突破

在技术报告中,VoxCPM2 介绍了其强大性能背后的三大重点技术突破。

01 另辟蹊径,打破「离散」限制

传统以大语言模型为基座的 TTS 语音系统,多将语音转换为像文字一样的「离散Token」(离散语音分词器)。这种做法虽然能直接套用大模型的预测能力,但量化过程会产生声学细节(如呼吸声、颤音、情感起伏)被抹去的问题。

为了弥补这一缺陷,许多语音模型的解法是采用复杂的「两阶段」架构:先让大模型预测粗糙的 Token,再用另一个扩散模型去「脑补」声学细节。这就像是先画好简笔画,再交给另一个人去上色,不仅流程繁琐,还容易产生「画风不一致」的电音与伪影。

而 VoxCPM2 选择了一条 更难、但更优雅 的技术路线:分层连续潜空间建模(Hierarchical Continuous-Latent Modeling)。

VoxCPM2 不使用任何外部离散语音分词器,而是直接在连续的声学潜空间中进行端到端训练。这意味着,声音在传输和处理过程中,那些微小的颤动、情绪的渐变,都能以「模拟信号」般的细腻度被完整保留,从而最大程度地还原声音背后的情感色彩。

为了兼顾计算效率与极致音质,VoxCPM2 引入了非对称音频自编码器(AudioVAE V2):

高效编码: 在输入端(Encoder),在 16kHz 采样率下工作,将冗余的音频信息压缩,使得大模型底座的推理序列极度紧凑(自回归 token 速率仅为极低的 6.25 Hz)。

极致还原: 在输出端(Decoder),通过加深的因果 CNN 堆栈与更宽的通道,直接重建出 48kHz 的超高保真音频。

通俗点说,这就像是「用1080P的超轻量格式传输,却能直接在 4K 巨幕上无损放映」。

这种隐式超分辨率(Implicit Super-Resolution)设计,既保证了大模型推理的丝滑与高效,又赋予了最终声音无与伦比的清透与实体感。

此外,相较于 VoxCPM 一代,VoxCPM2 对模型内部的「管道」进行了全方位的拓宽:

RALM 融合升级: 将 FSQ 语义状态与局部编码器嵌入从简单的「元素相加」升级为可学习的拼接投影(Concatenation-Projection),让模型自己去感悟语义与声学的最佳结合点。

LocDiT 前缀优化: 扩散模块(LocDiT)接收到更高带宽的条件信号,有效避免了早期信息坍塌。

去处 RALM 的位置编码(NoPE): 这一精妙的改动,显著降低了模型在长文本生成时的过拟合风险,大幅提升了长音频生成的稳定性。

02 三段式训练长达 200 万小时的音频数据

VoxCPM2 所用到的训练音频时长达到了 200 万小时。

200万小时是什么概念?这相当于一个人类不吃不喝、连续说话 228 年!

为了在庞杂的数据洪流中不迷失方向,团队设计了精妙的三段式渐进课程训练:

阶段 1:多语言预训练

快速建立起 30 种语言、9大中国方言的基础发音与抑扬顿挫。

阶段 2:联合可控预训练

引入带有自然语言描述的控制数据,训练声音设计与参考克隆。为了防止文本内容与语调风格“死绑定”(例如欢快的词语总是对应欢快的声音),团队还用模型自身生成了 内容解耦的克隆样本 进行逆向训练,极大增强了风格控制的纯粹度。

阶段 3:高质量退火精调(SFT)

使用最干净、最富情感的精选数据集进行最后的雕琢,完成浴火重生。

03 一个模型,搞定所有场景

大多数语音模型在面对方言克隆、声音设计、续播克隆等不同任务时,往往需要调用不同的小模块或微调模型。而 VoxCPM2 改变了这一技术惯性,展现出了极强的 架构通用性。

VoxCPM2 引入了「统一序列组织」设计,不管是基础的文本转语音、音色设计、风格可控克隆,还是高保真续播,在底层都使用 同一套参数、同一个目标函数和同一个推理管线。

它们唯一的区别,仅仅在于输入序列的「排兵布阵」方式(如技术报告中的表 2 所示):

基础 TTS: 文本 ➡️ 目标音频

声音设计:语音描述文本 ➡️ 目标音频,比如输入「一个欢快的年轻男声说……」,模型就会凭空创造出符合这一特征的全新声音。

参考克隆:参考音频/文本 ➡️ 目标音频——既给它一段参考声音克隆音色,又用文字指示它按照用户自己的想法来生成目标音频(如「用极其愤怒的语气说话」)。

可控克隆:参考音频/风格描述文本 ➡️ 目标音频

续写克隆:提示词文本+目标文本/提示音频 ➡️ 目标音频

这种设计彻底告别了架构的碎片化,让 VoxCPM2 成为了一把声音的「瑞士军刀」,可以按照用户的想法创造任意声音。

多项任务表现突出

在零样本声音克隆评测集 Seed-TTS-Eval 上,VoxCPM2 展现出了与闭源商业模型并驾齐驱的统治力:

英文测试集上,WER(词错率)低至 1.84%,说话人相似度(SIM)高达 75.3%。中文测试集上,CER(字错率)低至极佳的 0.97%,相似度达到 79.5%;即使在公认极其困难的中文 Hard 测试集上,其表现也优于绝大多数开源和闭源方案。

在指令遵循评测集 InstructTTSEval(包含声学参数控制、描述性风格指令和角色扮演三个维度)上,VoxCPM2 在英文子集上斩获了 84.2 / 83.2 / 71.4 的优异成绩,超越了 GPT-4o-mini-TTS 和开源界的同类模型,证明了其听懂「人话」并按要求调整声音的强大交互能力:

对于多语种和跨语言合成,数据分布的不均匀一直是行业的痛点。VoxCPM2 不仅支持英语、日语、韩语、法语等 30 种世界主流语言,还深度融合了粤语、四川话、上海话、闽南话等 9 种中国方言。

在多语言评测集 MiniMax-MLS-Test 上,VoxCPM2 在 24 种语言的「声音相似度」上取得了 22 个第一、打败了 MiniMax 与 Qwen3-TTS 等知名语音模型,展现出令人惊叹的跨语言声音特征保持能力:

即使面对训练中从未出现过的冷门语种(如捷克语、罗马尼亚语),它也表现出了涌现性的零样本迁移能力:

极佳推理效率:单张 RTX 4090 即可运行

得益于自回归侧极低(6.25 Hz)的 Token 速率,VoxCPM2 在硬件条件上也展现出了极佳的亲和力:

超低延迟与显存占用:在单张消费级显卡 NVIDIA RTX 4090(24 GB) 上,标准 PyTorch 实现下的 RTF(实时率)为 0.30,峰值显存占用仅为 ~8 GB。

极致加速:配合专门优化的 Nano-vLLM 推理引擎,RTF 直接飙升至惊人的 0.13。这意味着,生成 10 秒的高保真语音,仅需 1.3 秒。

原生支持流式输出: TSLM、RALM 的因果结构以及 LocDiT 的局部块设计,天然适配「一边生成一边播放」的低延迟交互场景,是智能客服和即时翻译等语音应用的优质语音基座。

在技术报告中,VoxCPM 2 不仅开放了全部技术细节,并决定将模型权重、微调代码和推理工具全部在 Apache 2.0 协议下公开。

声音是人类情感的延伸。VoxCPM2 的开源,正是希望在不久的将来,人机交互的温度将不再由冷冰冰的数字决定,而是承载于那一句句自然、温暖、带着呼吸声的细腻低语中。

👉 项目地址与开源链接:

➤ 技术报告

🔗 https://arxiv.org/pdf/2606.06928

➤ GitHub

🔗 https://github.com/OpenBMB/VoxCPM/

➤ HuggingFace

🔗 https://huggingface.openbmb.com/model/openbmb/VoxCPM2

➤ 在线体验

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