2 TTS概述之TTS历史

在上一篇中，我们讨论了什么是TTS（文本到语音），它是一种将书面文字转化为语音的技术。这一技术的发展历程富有魅力，充满了探索与创新的故事。接下来，让我们一起回顾TTS的历史，感受这项技术从萌芽到成熟的漫长旅程。

TTS的起源

TTS的历史可以追溯到20世纪50年代，当时的计算机技术刚刚开始起步。在那时，最早的语音合成系统之一是由米尔顿·弗里德曼（Milton Friedman）于1952年开发的。该系统采用了简单的合成方法，例如将人声的波形以固定的频率合成，产生了一种非常机械的声音。

60年代的进步

进入60年代，随着电子技术的进步，语音合成开始变得更加可靠。1961年，林恩·塔瓦斯基（Lynn T. Laskowski）和纽曼·豪沃斯（Newman K. T. Howard）开发了“Dectalk”，这是第一个能够合成自然语音的系统之一。Dectalk广泛应用于研究和商业领域，甚至成为了许多视觉障碍人士的“辅助工具”。

70年代到80年代的技术进步

在70年代，语音合成技术的研究逐渐深入，这一时期推出现有语音合成器主流的规则基础合成和拼接合成技术。其中，规则基础合成使用一系列规则来模拟人声的特征，而拼接合成则是将录制的人声音频片段进行拼接。

1980年代，随着大规模集成电路（VLSI）技术的发展，TTS技术得到了进一步提升。例如，IBM在1986年推出的“IBM ViaVoice”是融合了拼接合成与规则合成的系统，在当时被认为是最先进的TTS系统之一。

90年代的自然语言处理

90年代，TTS系统不仅在语音合成技术上取得了进展，还在自然语言处理（NLP）方面取得了显著成效。通过结合NLP的算法，TTS开发者能够理解自然语言的上下文，从而生成更加自然流畅的语音。

例如，克雷格·斯皮尔斯（Craig Speer）所制定的启动清单（prompting lists）帮助TTS系统在阅读时更好地理解句子的情感和语调。这一时期的系统开始关注语音的情感表达，使得语音合成不仅仅是简单的文本转语音。

2000年代的机器学习与深度学习

进入21世纪，机器学习和深度学习技术的崛起开启了TTS技术的新篇章。2001年，谷歌推出了“Google TTS”，它采用了最新的深度学习模型来生成高质量的自然语音，使得合成的声音更加逼真。

近年来，像Tacotron、WaveNet这样的模型进一步推动了TTS技术的边界，实现了更高的语音质量。以WaveNet为例，它通过网络生成声波，不仅能够模拟人声的音调和节奏，还可以模仿不同人的声音，表现出更丰富的情感。

以下是使用Python的TensorFlow库对Tacotron TTS模型进行训练的代码示例：

import tensorflow as tf
from tacotron.dataset import get_dataset

# 加载数据集
dataset = get_dataset('path/to/your/dataset')

# 初始化Tacotron模型
model = Tacotron()

# 开始训练
for epoch in range(epochs):
    for batch in dataset:
        loss = model.train_on_batch(batch)
        print(f"Epoch {epoch}, Loss: {loss}")

结论

TTS历史的发展体现了技术的逐渐成熟与变革。从最初的简单模型到今天通过深度学习实现的自然语音，TTS技术的进步使人与机器的交流变得更加自然和高效。在下一篇文章中，我们将深入探讨TTS的应用领域，看看这项技术如何改变我们的生活与工作。

敬请期待！