В предыдущей колонке мы обсуждали суть голосовых движков и более подробно рассмотрели технологии автоматического распознавания речи (ASR — Automatic Speech Recognition). Сегодня же мы поговорим про технологии синтеза речи (TTS — Text-to-Speech). 

Технология синтеза речи — это процесс преобразования текстовой информации в аудиофайлы, содержащие естественно звучащую речь. Она позволяет компьютерам и другим устройствам «читать» текст вслух с помощью голосовых синтезаторов.  

Синтезируемая речь должна соответствовать двум основным требованиям: быть понятной и естественной. Для достижения этих целей особое внимание уделяется следующим аспектам речи:

1. Произношение: безупречная артикуляция звуков и ударений, учет фонетических особенностей языка.  

2. Интонация: выделение ключевых моментов, передача смысла и эмоциональной окраски, умение различать восклицательные предложения и перечисления.  

3. Паузы: помощь в усвоении информации, создание эффектов напряжения, акцентирования или ожидания.

4. Эмоциональные нюансы: передача эмоций через тональность и скорость речи.  

5. Акценты и диалекты: адаптация к различным региональным особенностям для обеспечения лингвистической точности.  

Синтез речи основан на алгоритмах и моделях, которые анализируют текст, определяют его интонацию, произношение слов и фраз, а затем генерируют аудио, которое звучит как человеческая речь. Это позволяет создавать реалистичные и понятные голосовые выходы, имитирующие различные голоса и стили.

Может показаться удивительным, но люди еще несколько веков назад пытались создать устройства для синтеза речи. Так, во 2-й половине 18-го века венгерский ученый Вольфганг фон Кемпелен сконструировал говорящую машину для воспроизведения нескольких простых слов и коротких предложений. Первая система синтеза речи, построенная на компьютере, появилась во второй половине 20-го века.

Сегодня технология синтеза речи имеет множество применений в бизнесе, предлагая ряд преимуществ и возможностей для улучшения коммуникации и повышения эффективности работы. Например:

✓ Голосовые помощники и виртуальные ассистенты: TTS используется для автоматизации обслуживания клиентов и улучшения опыта взаимодействия.

✓ Аудиореклама и маркетинг: TTS может создавать персонализированные и привлекательные голосовые сообщения для различных медийных каналов.

✓ Обучение и образование: TTS помогает создавать аудиоматериалы и образовательные ресурсы для эффективного обучения и получения информации.

✓ Автоматические отчеты и уведомления: TTS автоматически генерирует голосовые отчеты и уведомления для быстрой коммуникации внутри компании.

✓ Интерактивные голосовые системы: TTS упрощает взаимодействие с клиентами через голосовые меню и автоматические голосовые ответы.

✓ Мультимедийный контент: TTS создает реалистичных голосовых персонажей для видеоигр, анимации и аудиотуров, улучшая вовлеченность пользователей.

Технология синтеза речи также активно используется в умных домах, умных колонках и других умных девайсах и позволяет упростить и улучшить взаимодействие с устройствами, обеспечивая более естественный и удобный способ коммуникации между человеком и технологией.

В основе современных моделей синтеза речи лежит глубокое обучение. Эти модели обрабатывают данные во временной и частотной областях, чтобы захватить различные особенности речевого сигнала. В зависимости от применяемых в моделях архитектур и представлений исходных и промежуточных данных для обучения применяются как рекуррентные и сверточные нейронные сети, так и более современные трансформеры.

Исследования и разработка в области синтеза речи продолжаются непрерывно в стремлении улучшить качество синтезированной речи и сделать ее более естественной и понятной.

Нынешний бум генеративного ИИ не обошел стороной и область синтеза речи. Буквально несколько недель назад стартап из Торонто resemble.ai, который занимается синтезом голоса и его клонированием, привлек инвестиций на $8 млн. Их ключевое предложение — создание персонального генератора речи. Для этого достаточно загрузить всего 12 минут аудиозапией с вашим голосом. Перспективы огромны: например, дубляж аудиозаписей и видеороликов на более чем 60 языков с сохранением эмоций и тембра речи или, наоборот, внесение других эмоциональных характеристик в ваш голос.

Современные исследователи сталкиваются с рядом вызовов в области синтеза речи, которые требуют решения:

◉ Увеличение скорости синтеза

◉ Синтез речи для низкоресурсных, то есть малораспространенных языков

◉ Повышение надежности синтеза

◉ Улучшение выразительности речи

Среди основных тенденций развития технологий синтеза речи, помимо улучшения перечисленных ранее аспектов, можно выделить персонализацию голосов и создание уникальных голосовых моделей, развитие мультиязычности, адаптацию к индивидуальным потребностям (например, для людей с нарушениями речи разрабатываются индивидуальные модели, способные воспроизводить их уникальный голос, что помогает им в коммуникации и самовыражении), разработку методов сжатия и оптимизации моделей синтеза речи для эффективного использования ресурсов, развитие систем реального времени для более быстрого и плавного отклика, обучение на небольших данных.

Важно также учитывать и этические вопросы при разработке и использовании технологий синтеза речи. Это связано с возможностью злоупотребления TTS-технологиями для создания фейковой информации, дипфейков, мошеннических и манипулятивных схем.

Без этической ответственности и участия со стороны разработчиков, пользователей и общества в целом, технологии синтеза речи могут стать инструментом для распространения обмана и манипуляции. Поэтому важно постоянно обсуждать этические вопросы, создавать регулятивные механизмы и применять технологии с учетом интересов и безопасности людей.

В заключение скажу, что синтез речи — захватывающая технология с огромным потенциалом, которая переворачивает наше представление о коммуникации и взаимодействии с устройствами. Будущее этой технологии полно невероятных возможностей, и мы можем ожидать еще больших прорывов, которые сделают нашу жизнь еще более удобной и увлекательной.

Изображение: Freepik (шапка); из личного архива Дмитрия Куликова

Подписывайтесь на каналы Let AI be в Telegram и «ВКонтакте» — оставайтесь в курсе главных новостей в сфере искусственного интеллекта!