Trong thời đại công nghệ phát triển mạnh mẽ như hiện nay, Speech Synthesis (tổng hợp giọng nói) đang ngày càng trở nên phổ biến và ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực. Công nghệ này không chỉ giúp chuyển văn bản thành giọng nói mà còn mở ra cơ hội giao tiếp mới cho những người khiếm thị, khiếm thính và cả trong ngành giáo dục, marketing.
Bài viết này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về công nghệ tổng hợp giọng nói – Speech Synthesis là gì, cách thức hoạt động của nó, các kỹ thuật phổ biến, ứng dụng trong thực tế và tương lai đầy tiềm năng của công nghệ này. Đọc ngay!
Speech Synthesis là gì?
Speech synthesis (tổng hợp giọng nói) là việc mô phỏng giọng nói của con người bằng máy tính hoặc phần mềm tiên tiến. Công nghệ này còn được biết đến phổ biến với tên gọi chuyển văn bản thành giọng nói (text-to-speech). Đây là một quá trình ba bước bao gồm:
- Tiếp nhận ngữ cảnh của văn bản đã nhập.
- Ánh xạ văn bản tới đơn vị âm tương ứng.
- Tạo ra âm thanh từ các đơn vị âm đã ánh xạ theo trình tự văn bản, sử dụng giọng nói tổng hợp hoặc giọng nói ghi sẵn của con người.
Chất lượng giọng nói được tạo ra phụ thuộc vào việc phần mềm hiểu ngữ cảnh văn bản như thế nào và chuyển đổi nó thành âm thanh ra sao.
Hiện nay, có rất nhiều lựa chọn phần mềm chuyển văn bản thành giọng nói. Mỗi phần mềm đều cung cấp những tính năng khác nhau (và đôi khi là độc đáo) để cải thiện chất lượng giọng nói tổng hợp.
Việc tạo ra giọng nói ứng dụng rất rộng rãi trong công nghệ hỗ trợ, eLearning, marketing, dẫn đường, công nghệ không cần tay (hands-free), và nhiều lĩnh vực khác. Nó giúp các doanh nghiệp tối ưu chi phí trong các chiến dịch marketing và hỗ trợ những người bị khiếm thị “đọc” văn bản qua việc nghe.
Hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về cách hoạt động của công nghệ Speech Synthesis là gì dưới đây.
Công nghệ Speech Synthesis hoạt động như thế nào?
Quá trình tổng hợp giọng nói rất thú vị, diễn ra qua ba bước đơn giản:
- Chuyển văn bản thành từ.
- Chuyển từ thành âm vị (phoneme).
- Chuyển âm vị thành âm thanh.
Việc chuyển văn bản thành âm thanh diễn ra trong vài giây, tùy thuộc vào độ chính xác và hiệu quả của phần mềm sử dụng. Hãy cùng tìm hiểu quá trình này.
Chuyển văn bản thành từ viết
Trước khi văn bản đầu vào có thể chuyển hoàn toàn thành giọng nói dễ hiểu, các bộ tổng hợp giọng nói phải làm sạch và chỉnh sửa văn bản đã nhập. Quá trình này gọi là “tiền xử lý” hay “chuẩn hóa” (normalization).
Chuẩn hóa giúp hệ thống chuyển văn bản thành giọng nói (TTS) hiểu được ngữ cảnh mà văn bản cần được chuyển đổi thành giọng nói tổng hợp. Nếu không có quá trình chuẩn hóa, giọng nói chuyển đổi có thể trở nên không tự nhiên hoặc thậm chí là vô nghĩa.
Để hiểu rõ hơn, hãy xét ví dụ về các từ viết tắt: “St.” có thể được đọc là “Saint”. Nếu không có chuẩn hóa, phần mềm chỉ sẽ đọc nó theo quy tắc ngữ âm, mà không hiểu được ngữ cảnh, dẫn đến sai sót.
Từ từ viết đến âm vị (phoneme)
Bước thứ hai trong quá trình chuyển văn bản thành giọng nói là làm việc với văn bản đã chuẩn hóa và tìm các âm vị cho mỗi từ. Mỗi phần mềm TTS đều có một thư viện âm vị, nơi các âm vị này tương ứng với các từ viết cụ thể. Một âm vị là một đơn vị âm thanh đặc trưng cho một từ trong một ngôn ngữ. Nó giúp phần mềm TTS phân biệt từ này với từ khác trong bất kỳ ngôn ngữ nào.
Khi phần mềm nhận được văn bản đã chuẩn hóa, nó sẽ lập tức tìm các âm vị tương ứng và ghép chúng lại thành các đoạn âm thanh. Tuy nhiên, có một điều cần lưu ý: không phải tất cả các từ có cách viết giống nhau đều được đọc giống nhau. Vì vậy, phần mềm sẽ xem xét ngữ cảnh của câu để xác định cách phát âm phù hợp nhất và chọn âm vị chính xác để xuất ra.
Ví dụ, từ “lead” có thể đọc theo hai cách: “ledd” và “leed”. Phần mềm sẽ chọn âm vị phù hợp nhất tùy theo ngữ cảnh trong câu.
Từ âm vị đến âm thanh
Bước cuối cùng là chuyển đổi âm vị thành âm thanh. Mặc dù âm vị xác định âm thanh đi kèm với từ nào, phần mềm vẫn chưa phát ra bất kỳ âm thanh nào. Có ba phương pháp để phần mềm tạo ra sóng âm:
- Concatenative (Ghép nối): Đây là phương pháp sử dụng các đoạn ghi âm giọng người có sẵn để phát ra âm thanh. Phần mềm hoạt động bằng cách hiểu các đoạn ghi âm và sắp xếp chúng theo danh sách âm vị mà nó đã tạo ra từ văn bản.
- Formant (Mô phỏng tần số): Phương pháp formant tương tự như cách các thiết bị điện tử khác tạo ra âm thanh. Bằng cách mô phỏng tần số, bước sóng, cao độ và các đặc tính khác của âm vị trong danh sách đã tạo ra, phần mềm có thể tự tạo ra âm thanh của riêng mình. Phương pháp này hiệu quả hơn phương pháp ghép nối.
- Articulatory (Mô phỏng chi tiết phát âm): Đây là phương pháp phức tạp nhất của bộ tổng hợp giọng nói, có khả năng mô phỏng giọng nói con người một cách rất chính xác.
Các kỹ thuật tổng hợp giọng nói
Tổng hợp giọng nói thường sử dụng một trong bốn kỹ thuật cụ thể sau:
- Tổng hợp ghép nối (Concatenative Synthesis): Ghép nối các đoạn âm thanh ghi sẵn của giọng người thật, làm mượt quá trình chuyển đổi để tạo ra âm thanh tự nhiên hơn.
- Tổng hợp âm hình (Formant Synthesis): Sử dụng các mô hình toán học để tạo ra âm thanh mô phỏng đường âm thanh của con người, mang lại kết quả rõ ràng, nhưng thường ít tự nhiên.
- Tổng hợp phát âm (Articulatory Synthesis): Sử dụng các mô hình máy tính mô phỏng và bắt chước cách miệng, lưỡi và dây thanh âm của con người hoạt động để tạo ra âm thanh.
- Tổng hợp dựa trên học sâu (Deep Learning-Based Synthesis): Sử dụng các mô hình AI được huấn luyện trên các bộ dữ liệu lớn của giọng nói ghi âm để học các mô hình nói của con người, dự đoán âm thanh và tạo ra giọng nói thuyết phục dựa trên văn bản.
Ứng dụng của công nghệ tổng hợp giọng nói
Tạo ra giọng nói không chỉ dành cho cá nhân hay doanh nghiệp: đây là một công nghệ mang tính nhân văn và bao gồm, tạo ra một làn sóng tích cực trên toàn cầu khi cho phép mọi người “đọc” qua việc “nghe”. Một số ứng dụng nổi bật của công nghệ tổng hợp giọng nói bao gồm:
Công nghệ hỗ trợ
Một trong những ứng dụng hữu ích nhất của công nghệ tổng hợp giọng nói là trong công nghệ hỗ trợ. Theo dữ liệu từ WHO, có khoảng 2.2 tỷ người trên thế giới bị khiếm thị ở một mức độ nào đó. Đây là một con số rất lớn, khi mà việc đọc rất quan trọng cho sự phát triển cá nhân.
Với phần mềm chuyển văn bản thành giọng nói, giờ đây những người này có thể tiếp nhận thông tin đã được gõ trên màn hình qua việc nghe. Công nghệ này loại bỏ hoàn toàn nhu cầu đọc cho người khiếm thị. Họ chỉ cần nghe văn bản trên màn hình hoặc quét một đoạn văn bản lên thiết bị di động và nghe nó đọc lớn.
eLearning (Học trực tuyến)
eLearning đã phát triển mạnh mẽ kể từ khi đại dịch khiến phần lớn dân số thế giới phải ở nhà. Hôm nay, mọi người đã nhận ra sự tiện lợi khi học các khái niệm mới qua các video học trực tuyến và video giải thích.
Giáo viên sử dụng bộ tổng hợp giọng nói để tạo ra các mô-đun học tập kỹ thuật số, mang đến trải nghiệm học tập sinh động và hấp dẫn cho người học. Sự phát triển này đã chứng minh có tác dụng tích cực trong việc cải thiện nhận thức và khả năng ghi nhớ của học sinh.
Marketing và Quảng cáo
Marketing và quảng cáo là các lĩnh vực cần sự cẩn trọng trong việc xây dựng thương hiệu và hình ảnh. Công nghệ chuyển văn bản thành giọng nói mang lại cho các thương hiệu sự linh hoạt trong việc tạo ra các đoạn voiceover thể hiện đúng bản sắc của mình.
Ngoài ra, công nghệ tổng hợp giọng nói giúp các doanh nghiệp tiết kiệm rất nhiều chi phí. Bằng cách thêm giọng nói tổng hợp vào các video quảng cáo và bài thuyết minh sản phẩm, doanh nghiệp có thể tiết kiệm chi phí cho các công việc như:
- Kỹ sư âm thanh
- Nghệ sĩ giọng nói
- Các đội ngũ kỹ thuật
Các công cụ tạo giọng nói AI cũng giúp tiết kiệm thời gian khi chỉnh sửa kịch bản, vì không cần phải thu âm lại giọng nghệ sĩ khi thay đổi kịch bản.
Sáng tạo nội dung
Một trong những ứng dụng thú vị nhất của công nghệ tổng hợp giọng nói là trong việc tạo nội dung video và audio hấp dẫn. Ví dụ, bạn có thể tạo video YouTube, sách nói, podcast, và thậm chí là các bài hát với những công cụ này.
Không cần phải đầu tư vào nghệ sĩ giọng nói, bạn có thể sử dụng hàng trăm giọng nói AI và chỉnh sửa chúng theo sở thích của mình. Nhiều công cụ TTS cho phép bạn điều chỉnh:
- Cao độ giọng AI
- Tốc độ đọc
- Ngữ điệu
- Nhấn mạnh
- Âm điệu
- Cảm xúc
- Âm lượng
Điều này giúp các nhà sáng tạo nội dung điều chỉnh giọng nói AI phù hợp với nhu cầu và tính chất của nội dung, làm cho nó trở nên ấn tượng và hấp dẫn hơn.
Ứng dụng cho người khiếm thị
Một trong những ứng dụng quan trọng và có tác dụng lớn nhất của tổng hợp giọng nói là tạo ra các công cụ hỗ trợ đọc và giao tiếp cho người khiếm thị. Trước khi có giọng nói tổng hợp, nếu một người khiếm thị muốn đọc, họ phải sử dụng sách nói. Việc chuyển đổi một cuốn sách lớn thành sách nói có thể là một công việc mất thời gian và chi phí cao.
Việc nhận thông tin từ máy tính thông qua tổng hợp giọng nói cũng dễ dàng và tiết kiệm hơn nhiều so với việc sử dụng bàn phím đặc biệt để đọc chữ Braille.
Máy đọc sách Kurzweil cho người khiếm thị có thể là ứng dụng chuyển văn bản thành giọng nói đầu tiên được bán ra thị trường. Nó bao gồm một máy quét quang học và phần mềm nhận dạng văn bản, có khả năng tạo ra giọng nói khá dễ hiểu từ văn bản viết với nhiều kiểu chữ.
Khi nói về máy đọc sách, yếu tố quan trọng nhất là khả năng hiểu được giọng nói. Điều này cần được duy trì với tốc độ nói từ dưới một nửa đến ít nhất gấp ba lần tốc độ nói bình thường. Tính tự nhiên cũng quan trọng để làm cho giọng nói tổng hợp dễ chấp nhận hơn, nhưng đôi khi người nghe cần phải nhận ra rằng giọng nói đó đến từ một chiếc máy.
Người khiếm thính và khuyết tật về giọng nói
Những người sinh ra không có khả năng nghe sẽ không thể học cách nói chuyện đúng cách. Những người gặp khó khăn về thính giác cũng thường gặp khó khăn trong việc nói.
Speech Synthesis mang lại cơ hội giao tiếp cho những người khiếm thính hoặc bị khuyết tật giọng nói với những người không hiểu ngôn ngữ ký hiệu. Với tổng hợp giọng nói đa phương thức, có thể nâng cao chất lượng giọng nói vì thông tin thị giác rất quan trọng đối với những người bị khiếm thính và khó khăn về lời nói.
Viễn thông và Đa phương tiện
Speech Synthesis đã được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu điện thoại như IVR trong một thời gian dài. Tuy nhiên, chất lượng giọng nói thời đó không được tốt. Ngày nay, chất lượng đã được cải thiện rất nhiều.
Giọng nói tổng hợp cũng có thể được sử dụng để đọc tin nhắn văn bản và email trên điện thoại di động và máy tính. Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng đa phương tiện tương tác khác.
Tương lai của Speech Synthesis
Khi trí tuệ nhân tạo (AI) và học máy tiếp tục phát triển, tương lai của công nghệ Speech Synthesis hứa hẹn sẽ có nhiều triển vọng:
- Tích hợp với AI và học máy: Mạng nơ-ron sâu và các thuật toán học máy đang đẩy mạnh khả năng của tổng hợp giọng nói, cho phép tạo ra giọng nói tổng hợp tự nhiên hơn và hiểu được ngữ cảnh.
- Cải thiện tính tự nhiên và biểu cảm: Nghiên cứu đang tiếp tục cải thiện khả năng biểu cảm và tính tự nhiên của giọng nói tổng hợp, khiến chúng ngày càng khó phân biệt với giọng nói con người.
- Xem xét đạo đức và nguy cơ lạm dụng: Khi công nghệ tổng hợp giọng nói trở nên tinh vi hơn, có những lo ngại về việc sử dụng công nghệ này để tạo ra deepfake hoặc phát tán thông tin sai lệch, điều này đòi hỏi phải có những hướng dẫn đạo đức cẩn thận đối với các ứng dụng tổng hợp giọng nói và giọng nói.
Công nghệ Speech Synthesis đang thay đổi cách chúng ta giao tiếp và tương tác với máy tính, mang lại nhiều tiện ích cho người dùng trong các lĩnh vực như hỗ trợ người khuyết tật, giáo dục trực tuyến, marketing, và nhiều ứng dụng đa phương tiện khác.
Với sự phát triển mạnh mẽ của AI và học máy, tương lai của tổng hợp giọng nói hứa hẹn sẽ mang lại những tiến bộ vượt bậc, cải thiện tính tự nhiên và biểu cảm của giọng nói tổng hợp.
Tuy nhiên, cùng với sự tiến bộ này, việc đảm bảo các ứng dụng được sử dụng đúng cách và tuân thủ các nguyên tắc đạo đức là rất quan trọng. Chắc chắn rằng Speech Synthesis sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc cải thiện khả năng giao tiếp của con người với công nghệ.
Khi triển khai các ứng dụng tổng hợp giọng nói (Speech Synthesis) đòi hỏi yêu cầu về hiệu suất và tốc độ cao, việc lựa chọn một giải pháp lưu trữ mạnh mẽ là rất quan trọng. Nếu bạn đang tìm kiếm một giải pháp linh hoạt và tối ưu cho hệ thống của mình, việc thuê VPS giá tốt tại InterData với phần cứng thế hệ mới, CPU AMD EPYC hoặc Intel Xeon Platinum, SSD NVMe U.2 sẽ mang lại hiệu quả vượt trội. Với dung lượng tối ưu và băng thông cao, VPS của chúng tôi giúp hệ thống của bạn hoạt động mượt mà và ổn định.
Ngoài ra, nếu bạn cần một giải pháp mạnh mẽ và dễ dàng mở rộng cho các dự án quy mô lớn như tổng hợp giọng nói AI, thuê Cloud Server tốc độ cao tại InterData là lựa chọn hoàn hảo. Với cấu hình mạnh mẽ, tốc độ xử lý nhanh và khả năng mở rộng linh hoạt, dịch vụ Cloud Server của chúng tôi sử dụng phần cứng SSD NVMe U.2 giúp nâng cao hiệu suất công việc của bạn. Liên hệ với chúng tôi để được hỗ trợ và tư vấn chi tiết.
INTERDATA
- Website: Interdata.vn
- Hotline: 1900-636822
- Email: [email protected]
- VPĐD: 240 Nguyễn Đình Chính, P.11. Q. Phú Nhuận, TP. Hồ Chí Minh
- VPGD: Số 211 Đường số 5, KĐT Lakeview City, P. An Phú, TP. Thủ Đức, TP. Hồ Chí Minh
