本發(fā)明涉及語(yǔ)音合成，具體提出了一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法。
背景技術(shù)：
1、現(xiàn)有語(yǔ)音風(fēng)格控制技術(shù)主要采用"主干模型+調(diào)控模塊"的雙通道設(shè)計(jì)框架，其技術(shù)實(shí)現(xiàn)通?；谕ㄓ谜Z(yǔ)音合成架構(gòu)(如fastspeech2、vits等)，通過(guò)附加獨(dú)立的風(fēng)格調(diào)控組件來(lái)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化語(yǔ)音輸出。該系統(tǒng)的核心技術(shù)實(shí)現(xiàn)主要包含以下兩個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：
2、1.風(fēng)格語(yǔ)義特征提取
3、這一環(huán)節(jié)的重點(diǎn)是從用戶輸入的文本指令中準(zhǔn)確捕獲與語(yǔ)音風(fēng)格相關(guān)的語(yǔ)義信息，同時(shí)過(guò)濾表達(dá)差異帶來(lái)的噪聲?，F(xiàn)有方案多采用預(yù)訓(xùn)練文本模型(如t5、bert等)作為基礎(chǔ)特征提取器，通過(guò)參數(shù)微調(diào)將通用文本理解能力適配到風(fēng)格特征提取任務(wù)。
4、2.跨模態(tài)特征整合
5、該階段需要將文本風(fēng)格特征有效融合到語(yǔ)音合成流程中，目前主要有以下幾種實(shí)現(xiàn)方式：
6、(1)基于注意力的融合：采用交叉注意力機(jī)制建立文本與語(yǔ)音特征間的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)
7、(2)基于運(yùn)算的融合：包括時(shí)序/特征維度的直接拼接，以及保持維度一致的特征疊加等基礎(chǔ)運(yùn)算方法
8、近年來(lái)，語(yǔ)音合成技術(shù)已深度融入智能助手、導(dǎo)航系統(tǒng)及數(shù)字內(nèi)容生產(chǎn)等眾多場(chǎng)景。但當(dāng)前系統(tǒng)在語(yǔ)音風(fēng)格調(diào)控(包括語(yǔ)氣、情感、節(jié)奏、音高等維度)上仍面臨顯著挑戰(zhàn)：調(diào)控方式單一、操作流程繁瑣等問(wèn)題導(dǎo)致用戶體驗(yàn)不佳，影響使用積極性。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本研究創(chuàng)新性地開(kāi)發(fā)了基于自然語(yǔ)言指令的語(yǔ)音風(fēng)格調(diào)控方案。該技術(shù)允許用戶直接輸入"請(qǐng)用悲傷的語(yǔ)調(diào)"、"采用低沉的說(shuō)話方式"等自然語(yǔ)言描述，經(jīng)由智能解析模塊實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的語(yǔ)音特征調(diào)整。這種方法不僅大幅簡(jiǎn)化了操作步驟，還能靈活滿足用戶對(duì)多樣化語(yǔ)音表達(dá)的需求，有效提升產(chǎn)品粘性。從技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)看，自然語(yǔ)言交互必將成為語(yǔ)音風(fēng)格控制的主流方向，這使得本研究的學(xué)術(shù)價(jià)值和應(yīng)用前景尤為突出。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、該方法旨在解決現(xiàn)有語(yǔ)音風(fēng)格調(diào)控技術(shù)存在的調(diào)控方式單一、操作流程繁瑣、用戶體驗(yàn)不佳等問(wèn)題。通過(guò)引入分層解耦網(wǎng)絡(luò)，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)用戶輸入自然語(yǔ)言描述的精準(zhǔn)解析與多維語(yǔ)音風(fēng)格特征的獨(dú)立調(diào)控，顯著提升了語(yǔ)音合成的個(gè)性化與靈活性。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：
3、一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，包括以下步驟：
4、s1：數(shù)據(jù)預(yù)處理與特征解耦，對(duì)多說(shuō)話人語(yǔ)音數(shù)據(jù)進(jìn)行聲學(xué)特征解耦，提取基頻、能量及梅爾頻譜的獨(dú)立控制參數(shù)；
5、s2：分層網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練，通過(guò)語(yǔ)音合成主干網(wǎng)絡(luò)、語(yǔ)義編碼器及動(dòng)態(tài)映射模塊實(shí)現(xiàn)風(fēng)格參數(shù)生成；
6、s3：用戶交互與實(shí)時(shí)優(yōu)化，基于自然語(yǔ)言指令與物理參數(shù)映射規(guī)則完成語(yǔ)音風(fēng)格動(dòng)態(tài)調(diào)控，并提供可解釋性交互界面。
7、本發(fā)明進(jìn)一步的，所述s1包括：
8、構(gòu)建覆蓋10種情感類型及5種角色類型的多風(fēng)格語(yǔ)音數(shù)據(jù)集，標(biāo)注基頻(f0)、短時(shí)能量(energy)、梅爾頻譜(mel-spectrogram)參數(shù)并進(jìn)行歸一化處理；
9、采用yin算法提取基頻軌跡，通過(guò)短時(shí)傅里葉變換(stft)計(jì)算能量與頻譜，并引入對(duì)抗判別器網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化特征獨(dú)立性。
10、本發(fā)明進(jìn)一步的，所述s2中語(yǔ)音合成主干網(wǎng)絡(luò)為fastspeech2模型，通過(guò)教師-學(xué)生蒸餾策略生成語(yǔ)音特征，訓(xùn)練損失函數(shù)包括l1損失與交叉熵?fù)p失，目標(biāo)語(yǔ)音自然度mos≥4.0。
11、本發(fā)明進(jìn)一步的，所述s2中動(dòng)態(tài)映射模塊采用擴(kuò)散模型生成聲學(xué)參數(shù)，訓(xùn)練時(shí)執(zhí)行1000步去噪過(guò)程，并通過(guò)變分自編碼器(vae)壓縮潛在空間維度以降低計(jì)算復(fù)雜度。
12、本發(fā)明進(jìn)一步的，所述s2中語(yǔ)義編碼器基于clip-like模型實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)微調(diào)文本-風(fēng)格對(duì)齊數(shù)據(jù)集，優(yōu)化文本嵌入與風(fēng)格向量的映射關(guān)系。
13、本發(fā)明進(jìn)一步的，所述s3包括：
14、構(gòu)建指令-參數(shù)映射表，將自然語(yǔ)言指令解析為基頻、能量的量化調(diào)整參數(shù)；
15、通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)更新映射規(guī)則，并設(shè)計(jì)熱力圖界面可視化參數(shù)調(diào)控強(qiáng)度。
16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下顯著優(yōu)勢(shì)：
17、多維度風(fēng)格控制：通過(guò)分層解耦網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了對(duì)語(yǔ)音風(fēng)格的多維度獨(dú)立調(diào)控，避免了傳統(tǒng)模型中風(fēng)格耦合性強(qiáng)的問(wèn)題。
18、自然語(yǔ)言理解能力強(qiáng)：采用clip-like模型和diffusion模型提升了系統(tǒng)對(duì)用戶輸入自然語(yǔ)言描述的解析能力，能夠精準(zhǔn)映射到聲學(xué)參數(shù)。
19、零樣本風(fēng)格生成能力：系統(tǒng)無(wú)需依賴大量標(biāo)注數(shù)據(jù)或參考音頻即可生成新風(fēng)格語(yǔ)音，降低了數(shù)據(jù)依賴性。
20、交互可解釋性好：用戶可以通過(guò)調(diào)整高層語(yǔ)義向量來(lái)直觀理解或改變風(fēng)格參數(shù)的物理含義，提高了交互體驗(yàn)。
1.一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，其特征在于，所述s1包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，其特征在于，所述s2中語(yǔ)音合成主干網(wǎng)絡(luò)為fastspeech2模型，通過(guò)教師-學(xué)生蒸餾策略生成語(yǔ)音特征，訓(xùn)練損失函數(shù)包括l1損失與交叉熵?fù)p失，目標(biāo)語(yǔ)音自然度mos≥4.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，其特征在于，所述s2中動(dòng)態(tài)映射模塊采用擴(kuò)散模型生成聲學(xué)參數(shù)，訓(xùn)練時(shí)執(zhí)行1000步去噪過(guò)程，并通過(guò)變分自編碼器(vae)壓縮潛在空間維度以降低計(jì)算復(fù)雜度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，其特征在于，所述s2中語(yǔ)義編碼器基于clip-like模型實(shí)現(xiàn)，通過(guò)對(duì)比學(xué)習(xí)微調(diào)文本-風(fēng)格對(duì)齊數(shù)據(jù)集，優(yōu)化文本嵌入與風(fēng)格向量的映射關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可解釋的多維度語(yǔ)音風(fēng)格控制方法，其特征在于，所述s3包括：