7 输入处理模块

在上一篇中，我们深入探讨了TTS技术发展的背景，尤其是深度学习在语音合成中的应用。随着技术的不断演变，TTS系统的架构逐渐变得更加复杂和精细。在这一篇中，我们将专注于TTS系统架构中的一个关键部分——输入处理模块。

输入处理模块概述

输入处理模块是TTS系统的第一步，它负责将用户输入的文本进行预处理，为后续的特征提取和声码器模块做准备。良好的输入处理不仅能够提升语音合成的自然度和流畅性，还能极大地提高系统的整体性能。

输入处理的主要任务

1. 文本规范化：将输入的文本转换为标准格式，包括处理缩写、数字、日期等。
2. 分词：将连续的文本分割成一个个单独的词语或短语，这对于后续的特征提取尤为重要。
3. 音素标注：将词语转换为相应的音素序列，以便声码器模块进行语音合成。
4. 重音和韵律标注：通过对输入文本进行分析，为后续的语音合成提供重音位置和韵律信息。

案例分析

假设我们有以下输入文本：

"我爱北京天安门。"

对这一文本的输入处理步骤如下：

1. 文本规范化

我们需要将这句话中的词语进行规范化。比如，对于 “北京” 这样的词，如果在数据集中有它的同义表示，我们可以进行替换。但在这里，“北京”的规范化保持不变。

2. 分词处理

分词器将句子切分为词语：

text = "我爱北京天安门。"
words = ["我", "爱", "北京", "天安门"]

这里可以使用一些中文的分词库，比如 jieba：

import jieba

text = "我爱北京天安门。"
words = list(jieba.cut(text))
print(words)  # 输出: ['我', '爱', '北京', '天安门']

3. 音素标注

接下来，我们需要将每个词语转换为它对应的音素。例如，我们可以将“北京”转换为“běijīng”。这通常需要一个音素库或规则库来完成，可以手动构建这些音素或使用现有的工具。示例代码如下：

def get_phonemes(word):
    phoneme_mapping = {
        "我": "wǒ",
        "爱": "ài",
        "北京": "běijīng",
        "天安门": "tiān'ānmén"
    }
    return phoneme_mapping.get(word, word)

phonemes = [get_phonemes(word) for word in words]
print(phonemes)  # 输出: ['wǒ', 'ài', 'běijīng', 'tiān'ānmén']

4. 重音和韵律标注

最后，我们通过对文本的语法和语义分析来标注重音和韵律。这一步相对复杂，常用的一种方法是通过使用机器学习模型来自动为输入文本标注重音。例如，可以基于句子中的词性标记（如名词、动词等）来推测重音。

# 假设重音标注的结果
stress = ['0', '1', '0', '1']  # 0代表无重音，1代表有重音

小结

输入处理模块是TTS系统中至关重要的组成部分。它不仅影响后续特征提取和声码器的效果，还直接关系到合成语音的自然度和流利度。通过文本规范化、分词、音素标注和韵律标注的过程，我们可以有效地将输入文本转换为可供后续处理的形式。下一篇中，我们将深入探讨特征提取模块，这又是TTS系统精细化语音合成的另一个关键环节。