一天一个开源项目

一天一个开源项目（第11篇）：Supertonic - 极速设备端多语言TTS，让语音合成在本地飞起来

深入解读 Supertonic，一个2.6k+ Stars的开源设备端TTS系统，通过ONNX运行时实现极速语音合成，支持50+语言，内置文本规范化，无需云端，完全本地运行

·约 10 分钟阅读·AI工具
开源项目SupertonicTTS语音合成设备端AIONNX多语言C++SwiftJavaScript

引言

"如果语音合成能在你的设备上以每秒1000+字符的速度运行，完全离线，支持50+语言，那该多好？"

这是"一天一个开源项目"系列的第11篇文章。今天带你了解的项目是 Supertonic（GitHub）。

传统的TTS系统要么依赖云端API（有延迟和隐私问题），要么速度慢、质量差。Supertonic通过ONNX运行时实现了极速、高质量、完全设备端的语音合成，在M1 Mac上达到1000+字符/秒的速度，支持50+语言，内置智能文本规范化，无需预处理，让语音合成真正"飞起来"。

你将学到什么

  • Supertonic的核心架构和技术特点
  • 如何在各种平台上使用Supertonic进行TTS
  • ONNX运行时的优势和实现
  • 内置文本规范化的智能处理
  • 流式处理和实时语音合成
  • 与其他TTS系统的对比分析
  • 如何开始使用Supertonic构建应用

前置知识

  • 对TTS（文本转语音）有基本了解
  • 熟悉至少一种编程语言（Python、JavaScript、Swift、Java等）
  • 了解ONNX的基本概念（可选）
  • 对设备端AI有基本认识（可选）

项目背景

项目简介

Supertonic 是一个极速、设备端、多语言的文本转语音（TTS）系统，专为极致性能和最小计算开销而设计。通过ONNX Runtime运行，完全在设备上运行——无需云端、无需API调用、无需隐私担忧。

项目解决的核心问题：

  • 云端TTS有延迟和隐私问题
  • 传统设备端TTS速度慢、质量差
  • 缺乏多语言支持
  • 文本规范化需要预处理
  • 不同平台需要不同的实现

面向的用户群体：

  • 需要设备端TTS的移动应用开发者
  • 需要离线语音合成的桌面应用开发者
  • 对隐私有要求的开发者
  • 需要多语言TTS的国际化应用开发者
  • 对性能有极致要求的开发者

作者/团队介绍

团队：Supertone Inc.

  • 背景：专注于语音技术和AI的科技公司
  • 贡献者：4位贡献者，包括核心开发团队
  • 理念：打造极速、高质量、完全设备端的TTS系统

项目创建时间：2024年（从GitHub活动来看是持续活跃的项目）

项目数据

  • ⭐ GitHub Stars: 2.6k+（持续快速增长）
  • 🍴 Forks: 232+
  • 📦 版本: v2.0.0（最新版本，2026年1月6日发布）
  • 📄 License: MIT（代码），OpenRAIL-M（模型）
  • 🌐 Demo: Hugging Face Spaces
  • 📚 文档: GitHub README包含完整使用指南
  • 💬 社区: GitHub Issues活跃

项目发展历程：

  • 2024年：项目创建，发布v1版本
  • 2024-2025年：持续优化，添加多语言支持
  • 2025年：发布v2版本，性能大幅提升
  • 2026年：持续迭代，社区活跃度持续提升

主要功能

核心作用

Supertonic的核心作用是提供极速、高质量、完全设备端的TTS系统，主要功能包括：

  1. 极速语音合成：M1 Mac上达到1000+字符/秒的速度
  2. 多语言支持：支持50+语言，包括英语、中文、日语、韩语等
  3. 智能文本规范化：内置文本规范化，无需预处理
  4. 流式处理：支持流式TTS，实现实时语音合成
  5. 完全离线：无需云端，完全在设备上运行

使用场景

  1. 移动应用

    • 阅读助手应用
    • 语音导航应用
    • 无障碍应用

  2. 桌面应用

    • 电子书阅读器
    • 文档朗读工具
    • 语音助手

  3. Web应用

    • 浏览器扩展
    • 在线语音合成服务
    • 语音聊天应用

  4. IoT设备

    • 智能音箱
    • 语音交互设备
    • 边缘计算设备

快速开始

安装方式

Supertonic支持多种编程语言和平台：

Python：

# 安装Python包
pip install supertonic
 
# 使用示例
from supertonic import SupertonicTTS
 
tts = SupertonicTTS()
audio = tts.synthesize("Hello, world!")

JavaScript/Node.js：

# 安装npm包
npm install supertonic
 
# 使用示例
const { SupertonicTTS } = require('supertonic');
 
const tts = new SupertonicTTS();
const audio = await tts.synthesize("Hello, world!");

其他平台：

  • C++: 使用cpp目录下的实现
  • Swift: 使用swift目录下的实现
  • Java: 使用java目录下的实现
  • C#: 使用csharp目录下的实现
  • Go: 使用go目录下的实现
  • Rust: 使用rust目录下的实现
  • Flutter: 使用flutter目录下的实现
  • Web: 使用web目录下的实现

最简单的使用示例

Python示例：

from supertonic import SupertonicTTS
 
# 初始化TTS引擎
tts = SupertonicTTS()
 
# 合成语音
text = "Supertonic is a lightning-fast, on-device TTS system."
audio = tts.synthesize(text)
 
# 保存音频文件
with open("output.wav", "wb") as f:
    f.write(audio)

JavaScript示例：

const { SupertonicTTS } = require('supertonic');
 
async function synthesize() {
    const tts = new SupertonicTTS();
    const audio = await tts.synthesize("Supertonic is lightning-fast!");
    // 处理音频数据
    console.log("Audio generated:", audio.length, "bytes");
}
 
synthesize();

核心特性

  • 极速性能：M1 Mac上1000+字符/秒，远超传统TTS系统
  • 多语言支持：支持50+语言，包括主要国际语言
  • 智能文本规范化：内置文本规范化，处理数字、日期、缩写等复杂表达
  • 流式处理：支持流式TTS，实现实时语音合成
  • 完全离线：无需云端，完全在设备上运行，保护隐私
  • 跨平台支持：支持C++、Swift、JavaScript、Java、C#、Go、Rust、Flutter、Web等
  • ONNX运行时：基于ONNX Runtime，高效推理
  • 高质量语音：生成自然、清晰的语音

项目优势

对比项Supertonic云端TTS传统设备端TTS
速度✅ 1000+字符/秒⚠️ 受网络影响❌ 慢
隐私✅ 完全本地❌ 数据上传✅ 本地
延迟✅ 极低❌ 网络延迟⚠️ 中等
多语言✅ 50+语言✅ 支持⚠️ 有限
文本规范化✅ 内置智能处理⚠️ 需要预处理❌ 需要预处理
离线使用✅ 完全离线❌ 需要网络✅ 离线
成本✅ 免费开源❌ API费用✅ 免费

为什么选择Supertonic？

相比云端TTS和传统设备端TTS，Supertonic提供极速性能、完全离线、智能文本规范化、多语言支持，是设备端TTS的理想选择。

项目详细剖析

架构设计

Supertonic采用ONNX Runtime作为推理引擎，实现高效的设备端TTS。

核心架构

Supertonic TTS System
├── Text Normalization（文本规范化）
│   ├── 数字处理
│   ├── 日期时间处理
│   ├── 缩写展开
│   └── 多语言支持
├── Text-to-Latent（文本到潜在空间）
│   ├── Flow Matching模型
│   ├── Length-Aware RoPE
│   └── 文本-语音对齐
├── Latent-to-Speech（潜在空间到语音）
│   ├── Speech Autoencoder
│   ├── 流式处理
│   └── 音频生成
└── ONNX Runtime（推理引擎）
    ├── 模型优化
    ├── 硬件加速
    └── 跨平台支持

ONNX Runtime优势

ONNX Runtime提供了以下优势：

  • 跨平台：统一的模型格式，支持多种平台
  • 硬件加速：支持GPU、NPU等硬件加速
  • 模型优化：自动优化模型推理性能
  • 易于部署：模型导出后可直接部署

文本规范化

Supertonic内置智能文本规范化，能够处理：

  • 数字：123 → "one hundred twenty-three"
  • 日期：2024-01-01 → "January first, twenty twenty-four"
  • 时间：2:30 → "two thirty"
  • 缩写：Dr. → "Doctor"
  • 单位：30kph → "thirty kilometers per hour"
  • 技术缩写：h → "hours"

优势：

  • 无需预处理，直接处理原始文本
  • 智能识别上下文，正确展开缩写
  • 支持多语言，每种语言有专门的规范化规则

流式处理

Supertonic支持流式TTS，实现实时语音合成：

工作流程：

  1. 文本分块处理
  2. 逐块生成音频
  3. 实时输出音频流
  4. 低延迟响应

优势：

  • 低延迟，适合实时应用
  • 内存占用小，适合移动设备
  • 用户体验好，响应迅速

多语言支持

Supertonic支持50+语言，包括：

主要语言：

  • 英语、中文、日语、韩语
  • 西班牙语、法语、德语、意大利语、葡萄牙语
  • 俄语、阿拉伯语、印地语
  • 泰语、越南语、印尼语

其他语言：

  • 荷兰语、波兰语、土耳其语、捷克语
  • 罗马尼亚语、匈牙利语、希腊语
  • 芬兰语、瑞典语、挪威语、丹麦语
  • 以及更多语言

每种语言都有专门的：

  • 文本规范化规则
  • 语音模型
  • 发音字典

性能优化

Supertonic通过多种技术实现极速性能：

模型优化

  • 模型压缩：减小模型大小，提升推理速度
  • 量化：使用INT8量化，在保持质量的同时提升速度
  • 算子融合：融合多个算子，减少计算开销

硬件加速

  • GPU加速：利用GPU并行计算能力
  • NPU加速：支持NPU硬件加速（如Apple Neural Engine）
  • CPU优化：针对CPU的SIMD优化

推理优化

  • 批处理：批量处理多个请求
  • 缓存：缓存常用文本的音频结果
  • 预加载：预加载模型到内存

应用案例

多个项目基于Supertonic构建：

  1. TLDRL：Chrome扩展，免费设备端TTS，可朗读任何网页
  2. Read Aloud：开源TTS浏览器扩展，支持Chrome和Edge
  3. PageEcho：iOS电子书阅读器应用
  4. VoiceChat：浏览器中的设备端语音到语音LLM聊天机器人
  5. OmniAvatar：从照片和语音生成说话头像视频
  6. CopiloTTS：Kotlin多平台TTS SDK
  7. Voice Mixer：PyQt5工具，用于混合和修改语音风格
  8. Supertonic MNN：基于MNN的轻量级库（fp32/fp16/int8）
  9. Transformers.js：Hugging Face的JS库，支持Supertonic
  10. Pinokio：Mac、Windows、Linux的一键本地云

技术论文

Supertonic基于三篇核心论文：

  1. SupertonicTTS: Main Architecture

    • 介绍SupertonicTTS的整体架构
    • 包括语音自编码器、基于Flow Matching的文本到潜在空间模块
    • 高效设计选择

  2. Length-Aware RoPE: Text-Speech Alignment

    • 提出Length-Aware Rotary Position Embedding (LARoPE)
    • 改善交叉注意力机制中的文本-语音对齐

  3. Self-Purifying Flow Matching: Training with Noisy Labels

    • 描述自净化技术
    • 使用噪声或不可靠标签稳健训练Flow Matching模型

项目地址与资源

官方资源

适用人群

Supertonic特别适合：需要设备端TTS的移动应用开发者、需要离线语音合成的桌面应用开发者、对隐私有要求的开发者、需要多语言TTS的国际化应用开发者、对性能有极致要求的开发者、需要实时语音合成的应用开发者。

不适合：只需要云端TTS的用户、不需要多语言支持的场景、对模型大小有严格限制的极端场景。

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