Step-Audio – 阶跃星辰开源的语音交互模型

Step-Audio是什么

Step-Audio是阶跃星辰团队推出的首个产品级的开源语音交互模型，能根据不同的场景需求生成情绪、方言、语种、歌声和个性化风格的表达，能和用户自然地进行高质量对话。Step-Audio基于130B参数的统一模型，将语音理解与生成相结合，支持语音识别、对话、语音合成等功能。Step-Audio 的核心优势包括：高效的语音数据生成引擎、支持多种情感和方言的精细语音控制能力，增强的工具调用和角色扮演功能，有效处理复杂任务。在性能方面，Step-Audio 在多个基准测试中表现出色，在指令遵循和复杂语音交互场景中展现显著的领先优势。

Step-Audio的主要功能

语音理解与生成的统一：同时处理语音识别（ASR）、语义理解、对话生成和语音合成（TTS），实现端到端的语音交互。
多语言和方言支持：支持多种语言和方言（如粤语、四川话等），满足不同地区用户的需求。
情感和风格控制：支持生成带有特定情感（如愤怒、喜悦、悲伤）和风格（如说唱、演唱）的语音。
工具调用与角色扮演：支持实时工具调用（如查询天气、获取信息）和角色扮演，提升交互的灵活性和智能化水平。
高质量语音合成：基于开源的 Step-Audio-TTS-3B 模型，提供自然流畅的语音输出，支持音色克隆和个性化语音生成。

Step-Audio的技术原理

双码本语音分词器：用语言码本（16.7Hz，1024码本）和语义码本（25Hz，4096码本）对语音进行分词。基于2:3的时间交错方式整合语音特征，提升语音的语义和声学表示能力。
130B参数的多模态大模型：基于 Step-1 预训练文本模型，通过音频上下文的持续预训练和后训练，增强模型对语音和文本的理解与生成能力。支持语音和文本的双向交互，实现语音识别、对话管理和语音合成的统一。
混合语音合成器：结合流匹配和神经声码器技术，优化实时波形生成。支持高质量的语音输出，同时保留语音的情感和风格特征。
实时推理与低延迟交互：采用推测性响应生成机制，用户暂停时提前生成可能的回复，减少交互延迟。基于语音活动检测（VAD）和流式音频分词器，实时处理输入语音，提升交互的流畅性。
强化学习与指令跟随：使用人类反馈的强化学习（RLHF）优化模型的对话能力，确保生成的语音更符合人类的指令和语义逻辑。基于指令标签和多轮对话训练，提升模型在复杂场景下的表现。