文本到语音(tts)技术作为人机交互领域的一项关键技术,其发展经历了从基础的音素拼接到复杂的统计参数合成,再到当前深度学习驱动的端到端神经网络合成的演变。目前主流的 TTS 技术包括以下几种主流模式。


语音合成


1、基于统计参数的语音合成


隐马尔可夫模型(HMM):通过学习语音数据建立音素与声学特征统计关系来合成语音,模型简洁、计算量小,但语音自然度欠佳。


深度神经网络(DNN)参数合成:利用 DNN 强大建模能力学习文本与声学特征映射,语音质量较 HMM 有提升,但训练数据多、耗时长且对硬件要求高。


2、波形拼接语音合成


基于大语料库的拼接合成:预先录制大量语音片段建库,依文本挑选拼接,自然度和音质好,但需大存储空间,对新词处理有局限。


单元选择拼接合成:更注重语音单元选择与拼接策略,能更好处理韵律语调,然构建维护语音库需大量人力时间。


3、混合方法


HMM-DNN 混合模型:结合两者优势,先 HMM 分析再 DNN 优化声学参数,平衡质量、自然度与计算成本。


拼接合成与参数合成混合:常见语音单元拼接,罕见单元参数合成,兼具两者长处,扩大系统适应性。


4、端到端神经网络语音合成


Tacotron 系列:从文本直接生成声学特征再转语音波形,含注意力机制,但生成速度慢,处理长文本耗时。


FastSpeech 系列:采用非自回归结构提高合成速度,后续版本不断提升精度与自然度。


VALL-E 和 SPEAR-TTS:VALL-E 可依据少量语音样本合成相似音色语音且跨语言;SPEAR-TTS 提升质量与效率,降低复杂度与成本。