Python语音合成指北(一)
文章来源: 饭饭的Python学习之路
作者: 一粒米饭
语音合成概述
总的来说,语音合成是通过机械的、电子的方法产生人造语音的技术。其中TTS,是Text-To-Speech缩写,即“从文本到语音”,是人机对话的一部分。它属于语音合成,是将计算机自己产生的、或外部输入的文字信息转变为可以听得懂的、流利的语音输出的技术。本文中提到的语音合成是指TTS。生活中用到的林志玲导航、郭德纲导航等就是基于TTS实现。
语音合成方法
这里简单论述下语音合成的传统方法以及近年来基于深度学习的合成方法,对这部分不感兴趣的同学可以直接跳过,不影响后面阅读。
传统方法
语音合成的传统方法可分为拼接和参数化两种。
- 拼接,拼接方法是指从语音数据库中选择需要的语音片段来合成完整的语音。这种方法需要大量的语音数据,灵活性较差,且不能合成新的语音片段。
- 参数化,参数化方法是指用一条记录下的人的声音以及一个含参函数,通过调节函数参数来改变语音。这种传统的方法工作量比较大。
基于深度学习的方法
今年来随着神经网络的不断发展,深度学习技术在语音合成方面也有着广泛的应用,大致包含以下几个方向:
- WaveNet: 原始音频生成模型,WaveNET是基于PixelCNN的音频生成模型,它能够产生类似于人类发出的声音。论文地址
- Tacotron:端到端的语音合成,Tacotron是一个seq2seq模型,该模型包括一个编码器、一个基于注意力的解码器以及一个后端处理网络。论文链接
- Deep Voice 1: 实时神经文本语音转换,它是一个利用深度神经网络开发的文本到语音的系统。论文链接
- Deep Voice 2: 多说话人神经文本语音转换,它与DeepVoice 1类似,但它在音频质量上却有显著的提高。该模型能够从每个说话人不到半个小时的语音数据中学习数百种独特的声音。论文链接
- Deep Voice 3: 带有卷积序列学习的尺度文本语音转换,作者提出了一种全卷积字符到谱图的框架,可以实现完全并行计算。该框架是基于注意力的序列到序列模型。这个模型在LibriSpeech ASR数据集上进行训练。论文链接
- Parallel WaveNet: 快速高保真语音合成,该模型来自谷歌,它引入了一种叫做概率密度蒸馏的方法,它从一个训练过的WaveNet中训练一个并行前馈网络。该方法是通过结合逆自回归流(IAFS)和波形网(WaveNet)的最佳特征构建的。这些特征代表了WaveNet的有效训练和IAF网络的有效采样。论文链接
- 利用小样本的神经网络语音克隆,该模型来自百度,它引入了一个神经语音克隆系统,它可以通过学习从少量音频样本合成一个人的声音。论文链接
- VoiceLoop: 通过语音循环进行语音拟合与合成,该论文来自Facebook,它引入了一种神经文本到语音(TTS)技术,可以将文本从野外采集的声音转换为语音。论文链接
- 利用梅尔图谱预测上的条件WaveNet进行自然TTS合成,该论文来自谷歌和加州大学伯克利分校。他们引入了Tacotron 2,这是一种用于文本语音合成的神经网络架构。它由一个循环的的序列到序列特征预测网络组成,该网络将字符嵌入到梅尔标度图谱中。然后是一个修改后的WaveNet模型,这个模型充当声码器,利用频谱图来合成时域波。论文链接
Python的语音合成
用Python来进行语音合成的方法有很多,这里通过比较几个典型的开源库和国内语音平台供同学们参考。由于谷歌的服务无法直接使用,故不在比较列表中,另外windows上特有的语音合成方法也不在范围内。
- 开源库, pyttsx3pyttsx3
是一个开源的离线语音合成库,只要用pip安装后即可使用,安装命令如下:
$ pip install pyttsx3
优点:免费,使用简单
缺点:合成语音效果一般
2.科大讯飞科大讯飞提供丰富的发音类别来合成有特殊的语音,通过api接口进行语音合成,并且可以对多音字、静音停顿、数字、英文读法等提供了控制标记。
优点:语音合成效果较好,可以灵活控制多音字、静音、英文等读法。缺点:免费使用接口有500次的限制,在实际使用经常不够用。
3.腾讯
腾讯有多个平台在提供语音合成接口,包括腾讯AI实验室、腾讯优图、腾讯云。其中腾讯AI开放平台合成效果一般;腾讯优图目前免费试用,且不限制请求次数,但不保证QPS;腾讯云语音合成效果也不错,合成免费额度为每月100万字符,相当于一本《西游记》的字数。每月1日重置免费额度,一般情况下也够用了。
优点:选择多,其中腾讯优图和腾讯云语音合成效果较好
缺点:无法控制多音字读法、数字读法、英文读法和停顿
4.阿里云阿里云语音合成接口当前改成了websocket请求方式,按次数进行收费。
优点:语音合成效果较好,语音模型丰富。
缺点:正式产品使用的话还是要花钱。
5.百度
支持在线语音合成和离线语音合成。离线语音合成在个人认证后只能在两台终端上使用,在线语音合成有QPS和有效期限制,详情如下:
优点:合成语音效果还行,使用较为简单,开发测试的话免费额度够用了。
缺点:正式产品使用的话还是要花钱。
实例开发
这里以腾讯云的语音合成为例实现一个简单的语音合成脚本。
- 登录,登录腾讯云官网,若还未注册的话先注册一个账号。
- 实名认证,若未进行过实名认证,在腾讯云账号中心进行实名认证。
- 开通语音合成服务,进入语音合成控制台开通语音合成功能。
4.进入密钥管理界面,单击新建密钥,生成 SecretId 与 SecretKey,用于 API 调用时生成签名。
5.用Python调用接口进行语音合成,其中APP_ID、SECRET_ID、SECRET_KEY在上一步中获得,代码如下:
# coding=UTF-8
import requests
import wave
import json
import base64
import time
import collections
import urllib
import base64
import hmac
import hashlib
import uuid
import os
TCLOUD_APP_ID = XXXX
TCLOUD_SECRET_ID = "XXXX"
TCLOUD_SECRET_KEY = "XXXX"
OUTPUT_PATH = "./audio"def generate_sign(request_data):url = "tts.cloud.tencent.com/stream"sign_str = "POST" + url + "?"sort_dict = sorted(request_data.keys())for key in sort_dict:sign_str = sign_str + key + "=" + urllib.parse.unquote(str(request_data[key])) + '&'sign_str = sign_str[:-1]sign_bytes = sign_str.encode('utf-8')key_bytes = TCLOUD_SECRET_KEY.encode('utf-8')authorization = base64.b64encode(hmac.new(key_bytes, sign_bytes, hashlib.sha1).digest())return authorization.decode('utf-8')def text2wav(content):request_data = {"Action": "TextToStreamAudio","AppId": TCLOUD_APP_ID,#返回音频格式:Python SDK只支持pcm格式#pcm:返回二进制 pcm 音频,使用简单,但数据量大。"Codec": "pcm","Expired": int(time.time()) + 3600,#模型类型,1:默认模型"ModelType": 1, #主语言类型:#1:中文(默认)#2:英文"PrimaryLanguage": 1,#项目 ID,用户自定义,默认为0。"ProjectId": 0,#音频采样率:#16000:16k(默认)#8000:8k"SampleRate": 16000,"SecretId": TCLOUD_SECRET_ID,"SessionId": str(uuid.uuid1()),#语速,范围:[-2,2],分别对应不同语速:#-2代表0.6倍#-1代表0.8倍#0代表1.0倍(默认)#1代表1.2倍#2代表1.5倍#输入除以上整数之外的其他参数不生效,按默认值处理。"Speed": 0,"Text": content,"Timestamp": int(time.time()),#音色:#0:亲和女声(默认)#1:亲和男声#2:成熟男声#3:活力男声#4:温暖女声#5:情感女声#6:情感男声"VoiceType": 5,#音量大小,范围:[0,10],分别对应11个等级的音量,默认值为0,代表正常音量。没有静音选项。"Volume": 5, }signature = generate_sign(request_data)# print(f"signature: {signature}")header = {"Content-Type": "application/json","Authorization": signature}url = "https://tts.cloud.tencent.com/stream"# print(request_data)r = requests.post(url, headers=header, data=json.dumps(request_data), stream = True)# print(r)i = 1t = int(time.time() * 1000)output_file = os.path.join(OUTPUT_PATH, f"{t}.wav")print(f"generate audio file: {output_file}")wavfile = wave.open(output_file, 'wb')wavfile.setparams((1, 2, 16000, 0, 'NONE', 'NONE'))for chunk in r.iter_content(1000):if (i == 1) & (str(chunk).find("Error") != -1) :print(chunk)return ""i = i + 1wavfile.writeframes(chunk)wavfile.close()return output_fileif __name__ == "__main__":print(text2wav("你好"))
也可参考官方提供的SDK
参考资料:
https://zhuanlan.zhihu.com/p/82278135
https://pypi.org/project/pyttsx3/
https://www.xfyun.cn/services/online_tts
https://cloud.tencent.com/product/tts/getting-started
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2022/11/19 21:17:14 - win7 正在配置 请勿关闭计算机,怎么办Win7开机显示正在配置Windows Update请勿关机...
置信有很多用户都跟小编一样遇到过这样的问题,电脑时发现开机屏幕显现“正在配置Windows Update,请勿关机”(如下图所示),而且还需求等大约5分钟才干进入系统。这是怎样回事呢?一切都是正常操作的,为什么开时机呈现“正…...
2022/11/19 21:17:13 - 准备配置windows 请勿关闭计算机 蓝屏,Win7开机总是出现提示“配置Windows请勿关机”...
Win7系统开机启动时总是出现“配置Windows请勿关机”的提示,没过几秒后电脑自动重启,每次开机都这样无法进入系统,此时碰到这种现象的用户就可以使用以下5种方法解决问题。方法一:开机按下F8,在出现的Windows高级启动选…...
2022/11/19 21:17:12 - 准备windows请勿关闭计算机要多久,windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机怎么办...
有不少windows10系统用户反映说碰到这样一个情况,就是电脑提示正在准备windows请勿关闭计算机,碰到这样的问题该怎么解决呢,现在小编就给大家分享一下windows10系统提示正在准备windows请勿关闭计算机的具体第一种方法:1、2、依次…...
2022/11/19 21:17:11 - 配置 已完成 请勿关闭计算机,win7系统关机提示“配置Windows Update已完成30%请勿关闭计算机”的解决方法...
今天和大家分享一下win7系统重装了Win7旗舰版系统后,每次关机的时候桌面上都会显示一个“配置Windows Update的界面,提示请勿关闭计算机”,每次停留好几分钟才能正常关机,导致什么情况引起的呢?出现配置Windows Update…...
2022/11/19 21:17:10 - 电脑桌面一直是清理请关闭计算机,windows7一直卡在清理 请勿关闭计算机-win7清理请勿关机,win7配置更新35%不动...
只能是等着,别无他法。说是卡着如果你看硬盘灯应该在读写。如果从 Win 10 无法正常回滚,只能是考虑备份数据后重装系统了。解决来方案一:管理员运行cmd:net stop WuAuServcd %windir%ren SoftwareDistribution SDoldnet start WuA…...
2022/11/19 21:17:09 - 计算机配置更新不起,电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?
原标题:电脑提示“配置Windows Update请勿关闭计算机”怎么办?win7系统中在开机与关闭的时候总是显示“配置windows update请勿关闭计算机”相信有不少朋友都曾遇到过一次两次还能忍但经常遇到就叫人感到心烦了遇到这种问题怎么办呢?一般的方…...
2022/11/19 21:17:08 - 计算机正在配置无法关机,关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机...
关机提示 windows7 正在配置windows 请勿关闭计算机 ,然后等了一晚上也没有关掉。现在电脑无法正常关机以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!关机提示 windows7 正在配…...
2022/11/19 21:17:05 - 钉钉提示请勿通过开发者调试模式_钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用...
钉钉请勿通过开发者调试模式是真的吗好不好用 更新时间:2020-04-20 22:24:19 浏览次数:729次 区域: 南阳 > 卧龙 列举网提醒您:为保障您的权益,请不要提前支付任何费用! 虚拟位置外设器!!轨迹模拟&虚拟位置外设神器 专业用于:钉钉,外勤365,红圈通,企业微信和…...
2022/11/19 21:17:05 - 配置失败还原请勿关闭计算机怎么办,win7系统出现“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”,长时间没反应,无法进入系统的解决方案...
前几天班里有位学生电脑(windows 7系统)出问题了,具体表现是开机时一直停留在“配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机”这个界面,长时间没反应,无法进入系统。这个问题原来帮其他同学也解决过,网上搜了不少资料&#x…...
2022/11/19 21:17:04 - 一个电脑无法关闭计算机你应该怎么办,电脑显示“清理请勿关闭计算机”怎么办?...
本文为你提供了3个有效解决电脑显示“清理请勿关闭计算机”问题的方法,并在最后教给你1种保护系统安全的好方法,一起来看看!电脑出现“清理请勿关闭计算机”在Windows 7(SP1)和Windows Server 2008 R2 SP1中,添加了1个新功能在“磁…...
2022/11/19 21:17:03 - 请勿关闭计算机还原更改要多久,电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机怎么办...
许多用户在长期不使用电脑的时候,开启电脑发现电脑显示:配置windows更新失败,正在还原更改,请勿关闭计算机。。.这要怎么办呢?下面小编就带着大家一起看看吧!如果能够正常进入系统,建议您暂时移…...
2022/11/19 21:17:02 - 还原更改请勿关闭计算机 要多久,配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以...
配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机,电脑开机后一直显示以以下文字资料是由(历史新知网www.lishixinzhi.com)小编为大家搜集整理后发布的内容,让我们赶快一起来看一下吧!配置windows update失败 还原更改 请勿关闭计算机&#x…...
2022/11/19 21:17:01 - 电脑配置中请勿关闭计算机怎么办,准备配置windows请勿关闭计算机一直显示怎么办【图解】...
不知道大家有没有遇到过这样的一个问题,就是我们的win7系统在关机的时候,总是喜欢显示“准备配置windows,请勿关机”这样的一个页面,没有什么大碍,但是如果一直等着的话就要两个小时甚至更久都关不了机,非常…...
2022/11/19 21:17:00 - 正在准备配置请勿关闭计算机,正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了解决教程...
当电脑出现正在准备配置windows请勿关闭计算机时,一般是您正对windows进行升级,但是这个要是长时间没有反应,我们不能再傻等下去了。可能是电脑出了别的问题了,来看看教程的说法。正在准备配置windows请勿关闭计算机时间长了方法一…...
2022/11/19 21:16:59 - 配置失败还原请勿关闭计算机,配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机...
我们使用电脑的过程中有时会遇到这种情况,当我们打开电脑之后,发现一直停留在一个界面:“配置Windows Update失败,还原更改请勿关闭计算机”,等了许久还是无法进入系统。如果我们遇到此类问题应该如何解决呢࿰…...
2022/11/19 21:16:58 - 如何在iPhone上关闭“请勿打扰”
Apple’s “Do Not Disturb While Driving” is a potentially lifesaving iPhone feature, but it doesn’t always turn on automatically at the appropriate time. For example, you might be a passenger in a moving car, but your iPhone may think you’re the one dri…...
2022/11/19 21:16:57