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Avanços na tecnologia de Texto para Fala

FoundationTTS melhora a naturalidade e a diversidade na síntese de fala.

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A tecnologia de texto-para-fala (TTS) evoluiu bastante pra fazer as máquinas falarem como humanos. Essa tecnologia pega texto escrito e transforma em palavras faladas. Ela é usada em várias aplicações, como assistentes virtuais, ferramentas de leitura pra quem tem deficiência visual e chatbots de atendimento ao cliente. Um dos principais objetivos é produzir uma fala que soe natural e fácil de entender.

O Desafio de Produzir Fala Natural

Produzir uma fala que pareça de verdade pode ser complicado. Os sistemas TTS tradicionais costumam depender de duas partes principais: um modelo acústico e um Vocoder. O modelo acústico transforma o texto em uma representação de som, enquanto o vocoder converte essa representação em som real. No entanto, esses sistemas têm algumas limitações.

Um grande problema é que prever quadros de som só com texto não é simples. O sistema precisa considerar fatores adicionais, como quanto tempo um som deve durar e seu tom, o que complica as coisas. Além disso, quando tenta gerar fala com diferentes estilos e emoções, os métodos tradicionais podem encontrar dificuldades.

Uma Nova Abordagem: FoundationTTS

O FoundationTTS é um sistema inovador de síntese de fala projetado pra enfrentar esses desafios. Ele combina duas tecnologias avançadas: um codec de áudio neural pra processar som e um grande modelo de linguagem pra gerar tokens de fala a partir do texto. Essa abordagem visa produzir uma fala mais diversificada e natural.

Como O FoundationTTS Funciona

O FoundationTTS opera em duas etapas principais. Na primeira etapa, ele usa um codec de áudio hierárquico. Esse sistema primeiro captura detalhes do som do sinal de áudio e os converte em uma forma que pode ser manipulada. A segunda etapa envolve um modelo de linguagem que usa essas informações processadas pra gerar tokens de fala reais. Ao focar em tokens de fala discretos em vez de características sonoras contínuas, o FoundationTTS consegue criar saídas de fala mais variadas e flexíveis.

Benefícios do FoundationTTS

O FoundationTTS mostrou resultados promissores na geração de fala de alta qualidade. Ele melhorou a naturalidade e a consistência em comparação com modelos tradicionais. A capacidade do modelo de gerar fala diversa tem aplicações importantes em áreas como reconhecimento automático de fala (ASR), onde entender e se adaptar a diferentes sotaques e estilos de fala é crucial.

Customização do ASR

Personalizar sistemas ASR pode melhorar a capacidade deles de entender a linguagem falada, especialmente em casos onde a língua não é muito usada ou é complexa. Usando fala sintética criada pelo FoundationTTS, esses sistemas podem ser treinados de forma mais eficaz, levando a uma redução nos erros quando tentam entender fala ao vivo.

O Papel dos Dados no TTS

A eficácia dos sistemas TTS depende muito da qualidade e variedade dos dados usados para treinamento. Modelos TTS tradicionais costumam ter dificuldades com conjuntos de dados menores e mais limpos. Em contraste, o FoundationTTS utiliza conjuntos de dados maiores e mais diversos, incluindo gravações da vida real com vários sotaques e estilos de fala. Isso ajuda o modelo a aprender e produzir uma fala que soa mais natural em diferentes contextos.

Avaliação da Qualidade do FoundationTTS

Pra avaliar a qualidade da fala gerada pelo FoundationTTS, vários testes são realizados. Essas avaliações incluem métricas subjetivas, onde ouvintes classificam a fala, e métricas objetivas, que medem a qualidade técnica da saída de áudio. Os resultados mostram que o FoundationTTS supera os modelos existentes, provando que ele pode fornecer uma fala mais clara e realista.

Feedback dos Ouvintes

Pra coletar feedback dos ouvintes, um grupo de jurados é encarregado de classificar amostras de fala produzidas pelo FoundationTTS e sistemas tradicionais. As classificações mostram que o FoundationTTS melhora significativamente a naturalidade da fala, tornando-a mais atraente pros ouvintes.

Aspectos Técnicos do FoundationTTS

O FoundationTTS é construído com tecnologias avançadas, incluindo Quantização Vetorial e técnicas de treinamento adversarial. Esses métodos são essenciais pra codificar a fala de maneira que mantenha sua qualidade, ao mesmo tempo que permite flexibilidade na geração.

Quantização Vetorial

A quantização vetorial é uma técnica usada pra simplificar a representação de dados de fala. Em vez de trabalhar com valores contínuos, ela os converte em tokens discretos. Isso ajuda a gerenciar os dados e permite que o sistema gere saídas diversas mais facilmente.

Treinamento Adversarial

O treinamento adversarial envolve treinar o sistema tanto com dados reais quanto sintéticos. Ao expor o modelo a uma variedade de sons e situações, ele aprende a gerar fala que não é só precisa, mas também variada e parecida com a humana.

Oportunidades Futuras e Riscos

O desenvolvimento de sistemas TTS avançados como o FoundationTTS abre novas oportunidades em várias áreas. Porém, também traz riscos potenciais, especialmente em relação à privacidade e ao uso ético da tecnologia. À medida que o TTS se torna mais sofisticado, a possibilidade de uso indevido, como produzir clones de voz realistas sem consentimento, aumenta.

Conclusão

O FoundationTTS representa um grande avanço na tecnologia de síntese de fala. Ao aproveitar técnicas avançadas e grandes conjuntos de dados, melhora a qualidade e a diversidade da fala gerada. À medida que essa tecnologia continua a evoluir, promete melhorar a comunicação em várias áreas, enquanto também exige uma consideração cuidadosa das implicações éticas envolvidas.

Fonte original

Título: FoundationTTS: Text-to-Speech for ASR Customization with Generative Language Model

Resumo: Neural text-to-speech (TTS) generally consists of cascaded architecture with separately optimized acoustic model and vocoder, or end-to-end architecture with continuous mel-spectrograms or self-extracted speech frames as the intermediate representations to bridge acoustic model and vocoder, which suffers from two limitations: 1) the continuous acoustic frames are hard to predict with phoneme only, and acoustic information like duration or pitch is also needed to solve the one-to-many problem, which is not easy to scale on large scale and noise datasets; 2) to achieve diverse speech output based on continuous speech features, complex VAE or flow-based models are usually required. In this paper, we propose FoundationTTS, a new speech synthesis system with a neural audio codec for discrete speech token extraction and waveform reconstruction and a large language model for discrete token generation from linguistic (phoneme) tokens. Specifically, 1) we propose a hierarchical codec network based on vector-quantized auto-encoders with adversarial training (VQ-GAN), which first extracts continuous frame-level speech representations with fine-grained codec, and extracts a discrete token from each continuous speech frame with coarse-grained codec; 2) we jointly optimize speech token, linguistic tokens, speaker token together with a large language model and predict the discrete speech tokens autoregressively. Experiments show that FoundationTTS achieves a MOS gain of +0.14 compared to the baseline system. In ASR customization tasks, our method achieves 7.09\% and 10.35\% WERR respectively over two strong customized ASR baselines.

Autores: Ruiqing Xue, Yanqing Liu, Lei He, Xu Tan, Linquan Liu, Edward Lin, Sheng Zhao

Última atualização: 2023-03-07 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://arxiv.org/abs/2303.02939

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.02939

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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