湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

智慧相對論發表於2018-12-29

人機互動不再滿足於“聽”時,“說”的環節變得尤為重要,“怎麼說”、“誰來說”成了關鍵按鈕。

而目前語音產品賽道逐漸進入了常規化模式,邀請明星出聲也成為了基本操作,相比傳統的機械式AI聲音,真人語音無論是在效果還是情感方面都是無可比擬的,再加上明星效應,使用者的體驗效果將來得更加直觀。

12月24日,百度地圖官方宣佈湯唯正式簽約代言人,同時上線“湯唯導航語音”。在“說”的領域,百度地圖這款“新一代人工智慧地圖”又邁出了一步。

湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

從語音導航到湯唯定製語音,百度地圖“AI+女神”到底進化了什麼

傳統語音導航,是單調無聊的,定製語音將其變為了過去式。擁有湯唯的柔美聲音作為導航,在體驗上有什麼差別?當“前方路段交通擁擠,請小心駕駛”變成“前方行駛緩慢,慢慢欣賞路上風景”,會不會覺得這才是“人性化”服務?

1、擺脫中性,湯唯帶給我們的不只是女神之聲

很多人會問,一定要給AI加上性別嗎?不,AI不一定需要性別,但語音最好有。

以往我們聽到的AI語音都是機械式的聲音,是“中性”或者說是“無性”的聲音,帶來的問題也很直接,就是太冰冷、沒個性。之前也有說到,目前個性化、表現力正是語音合成所追求的方向之一,所以百度地圖帶來的湯唯語音也就不止是一款語音那麼簡單。可以說湯唯語音從一個功能點體現出結合了人工智慧的百度地圖正在變得越來越強大。

聲音具有和視覺傳達一樣很強的感染力,甚至有時,以聲音為主的互動會帶來更好的沉浸感。

湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

並且語音合成研究已開始從文字到語音的轉換階段向概念到語音的轉換階段發展。所涉及的技術也更加複雜,百度地圖就是利用其深度神經網路技術、深度學習技術,再結合車內應用場景進行打造。例如百度語音合成系統採用的全深度學習的框架,是在語音合成領域首次採用全深度學習框架,實現了語言合成上的個性化、口語化。

2、語音演算法模型讓機器人性化

女神湯唯之所以能完成高質量的語音包,語音合成技術功不可沒,在龐大的道路資訊和交通資料之下,誰也無法通過直錄的方式通通記錄,這時就需要靠語音系統來支撐。

以湯唯語音包來說,就是先錄製湯唯聲音特點的第一手資料,錄製的語句包含一些常見的導航提示語句和一些覆蓋到常見的中文發音的句子。

其實無論語音還是文字,在計算機看來都是數字化的,語音合成模型的任務就是要建立這兩組數字之間的關係,通過一系列的計算,將文字的輸入轉化為語音的輸出。首先需要建立一個神經網路的模型,去學習湯唯錄製的語音和錄音文字之間的對映關係,就好比讓一個不會發音的孩子學湯唯說話。而在合成時,它就可以讀取導航語句,並大聲朗讀出來了。

AI浪潮之下,語言合成才是語音技術的高地

使電腦具有類似於人一樣的說話能力,是當今時代資訊產業的重要競爭市場,不過大家的注意力多集中在語音合成之外。

1、差點被忽略的“黃金”場景

目前,語音技術的應用多為了語音喚醒和互動,在智慧硬體和軟體上都有很多典型應用——智慧音響、智慧電視、智慧掃地機器人、百度地圖、百度輸入法等等。但不可否認的是,智慧硬體的側重仍在於“語音識別”,對於“語音合成”的應用有,可還不夠深。

語音合成本是把文字經一系列計算處理後輸出對應音訊,通過機械的、電子的方法產生人造語音技術。因為完美的人機互動體驗無法忽略“說”的環節,所以語音合成的重要性日益凸顯。

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從早期的機械化語音合成開始發展至今,語音合成的應用場景也經歷了較大的轉變,以前語音合成應用都是在相對單調的場景,現在應用場景更加複雜,對於語音合成技術的要求自然變得更高。

例如,在有聲讀物方面,使用者需求越來越個性化,單調的機械聲已經完全不夠;在機場、車站廣播等服務行業,需要的是溫柔、甜美的音質;在辦事機構、視窗機關又需要嚴謹、有力的聲音。而百度地圖上線湯唯語音,也是給在路上的使用者更加磁性、知性的嗓音。

在外部,車內空間顯然是一塊“寶地”,車內空間的互動可以說是市場剛需,截止到2018年9月,全國機動車保有量已經達到了3.22億輛,機動車駕駛人數超過了4億人,互動價值巨大。

百度地圖等加速車內空間互動,是將傳統的“室內互動”做了外延,給百度帶來的也不僅僅是使用者層面的拓寬,更體現出百度搜尋之外的野心。

2、技術上,語音合成一直是語音技術的高山和壁壘

語音合成可以說是人工智慧的“嘴”,是人機互動的基礎,一個沒有“嘴”的人工智慧何談什麼互動?

就現階段而言,語音識別已經不再是語音技術的關鍵問題,很多產品的語音識別率都到達了95%以上。但在語音生成上,能讓機器說的話與人類說出來的話相近依舊很難,即便是一些簡單的片語,你我也能一耳就聽出是機器合成的還是真人播報。

如果將語音合成技術拆解,可以分為文字分析、韻律分析和聲學分析三個部分,每一個部分都是技術難點。首先需要對文字進行解析,對文字的語言、字元進行分析,提取出文字特徵;接著在文字資訊的基礎上,要判斷文字資訊字元間奏、長度、頻率等多種特徵;然後通過聲學模型實現從前端引數到語音引數對映,最後通過聲碼器合成語音。

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而且,目前主流的語音合成方法為統計引數語音合成和波形拼接的語音合成,統計引數語音合成由前端文字分析、統計引數模型和聲碼器三個部分組成,對語料庫的時長要求較低且在合成目標波形時具有較高靈活性,但重建出來的語音比較機械,缺乏自然度。主要為聲碼器在對語音訊號建模時捨棄了語音細節,合成的語音相比原始語音丟失部分資訊。

而百度地圖採用的百度語音合成系統,可以將很多模組用深度神經網路去實現,有效解決了使用統計引數合成時所帶來的問題。

湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

波形拼接的語音合成不使用聲碼器,直接通過拼接原始錄製語音片段來合成目標語音,相比引數法,合成的語音更加自然真實。由於直接面向語料庫操作,故對語料時長和基元種類具有較高要求。

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當然,當語音流暢度達到人們預期時,也並不是完結,音質、自然度和情感等要素也依舊需要攻克。

就拿漢語語音合成來說,目前在單字和片語一級上,合成語音的可懂度和自然度已基本解決,但是到句子乃至篇章一級時其自然度問題就比較大。

比如,國內外大多數語音合成研究是針對文語轉換系統,且只能解決以某種朗讀風格將書面語言轉換成口語輸出,缺乏不同年齡、性別特徵及語氣、語速的表現,更不用說賦予個人的感情色彩。

3、比起聽得清和聽得懂,“說得好”要求的是更懂人

正如上文所提到過的,目前大部分產品的語音識別率都達到了95%以上,卻無法像人類一樣表達,其根本原因就是還“不懂人”。

何為“懂人”?我們人與人之間可以從對方的音量、聲調、語速、用詞等方面聽懂對方的要求、情緒、心情、狀態,這就是所謂的“懂人”。

說得直白點就是“情感表達”,這是目前而言語音合成技術需要攻克的關鍵要素。

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想要達成這一目標,針對普通生活場景的語音合成是提高情感表達的最佳方式。目前使用語音合成技術播報下天氣或者閱讀簡訊,無疑能合成出完美的語音,但遇到生活化的場景,或者在特定氛圍之下,語音合成的效果就會降低很多。一方面由於系統對韻律資訊的捕獲不準確,另一方面由於生成的聲學引數存在誤差。當語音合成可以完美消化各類生活化的語境時,其應用場景將得到極大的拓寬。

另外,在語音合成的應用中,大多都是單人、單語言、單語音,如何能由單變多也是語音合成應用中的一大困擾。在“3單”語境的限制下,語言合成技術難以完成應用突破,而目前一些解決“3單”語境的解決方案也不夠完美,或多或少都存在瑕疵,並且也沒有足夠的語料素材來進行支撐。

如何使計算機演算法能夠自適應技術實現任意說話人、不同風格的高質量語音合成,如何充分挖掘不同語言的發音空間,在語料受限條件下實現多語言語音合成,也是語音合成現階段的一大挑戰。

湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

百度地圖在深度神經網路技術的支撐下,已經開始對“3單”語境作出反應,並已收到成效,百度語音合成開始支援中文英文混讀,可以提供數十種不同音色,更支援語速、音調、音量設定。這些技術活功能上的增加,無疑將給語音合成帶來更加廣闊的想象空間。

近年來,在語音技術行業中開始流行一句話:“得語音合成者得天下”,百度地圖此時牽手國民女神,導航語音全量上線似乎也在卡這個時間點。

語音技術個性化時代,百度地圖佔領AI地圖高地

地圖從羊皮到紙卷,從PC到手機,其實一直在隨技術的進步而進化。放眼整個行業,在人工智慧浪潮下,百度地圖已經走在了前列。語音合成上越來越講究個性化,個性化的需求就無法繞開大資料和AI,而在這兩個方面百度的經驗正好合適。

1、湯唯女神的定製語音,不止是百度語音合成技術體現出情感特徵的標誌

賦予合成語音情感,讓合成語音表現出個性生理、心理等特點,是語音合成領域一個難題。

湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

百度地圖在推出湯唯語音導航的同時,也足以證明其語音組技術能力的成熟。

神經網路的模型隨著百度技術經驗的積累,也越來越精巧和高效。湯唯採用的模型,正是百度近期研發出的高質量合成模型,具有很好的音質,音色還原度和自然度。

語音合成具備情感,還要建立多視角情感描述模型,需要描述認知、心理、生理等影響因素之間的關聯性,再通過語音訊譜特徵表現出來。並且不能一廂情願,還需要從使用者的角度模擬不同人群的使用習慣,偏好等。

而這一系列過程背後,是一套複雜且龐大的資料系統在支撐,百度之所以能夠完成還得益於百度地圖大資料的豐富。目前百度地圖覆蓋了全球209個國家及地區超過850萬公里道路里程,每日響應位置服務近千億次等,這些正是百度語音組在打造語音合成技術時的基石。

2、兩款導航語音開始滿足個性化需求,百度地圖AI化已經不再只是技術端

在今年3月,百度地圖事業部正式併入AI技術平臺體系(AIG),不僅是對其作為基礎性服務地位的肯定,也意味著百度地圖能夠獲得更直接的AI技術支援。

依託於整個百度,百度地圖在AI技術研發上處於先發行列,有著比較全面的AI技術積累,涵蓋語音、影像、大資料智慧等。

而“湯唯迷人語音”和“湯唯常規語音”兩款導航語音就能直觀體現出百度語音組在韻律模型、聲學模型預測(神經網路的模型)、彈性單元挑選技術等技術上的功力。

湯唯成了百度地圖的「AI 演算法官」女神背後靠的就是這些語音技術

從AI技術應用來看,百度地圖已經表現出強大的AI能力,除了能提供實時路況、提前規劃路線,推測擁堵等智慧地圖的“常規功能”外,百度地圖開始提供更加個性化的互動,例如,AR實景導航、全景地圖、旅遊地圖、充電樁地圖、急救車讓行播報等個性化功,這些創新功能不止是聽覺還包括視覺上。值得一提的是,百度智慧地圖還能夠“學習”不同路段對應的交規資訊,這一點是極具應用價值的。

由此可見,百度地圖AI化已經真正意義上實現了從技術端走到了應用端。

結論

湯唯女神導航語音對於百度地圖而言是一個標誌性事件,是在AI風口下,百度地圖作出的重大變革之一,意味著百度地圖AI能力呈現立體化。

從楊洋到湯唯,百度地圖致力於展現地圖AI的先進性,一直不竭餘力,智慧語音助手作為一個輔助功能,對於其他地圖產品的無足輕重,百度地圖則是高度重視,僅在視覺提供上,百度地圖的語音助手就一定會是在最顯眼的位置,並且不止於輔助,百度為語音助手所寄予的是“互動”,充分發揮導航語音“聽”和“說”的能力。

如今,百度地圖邀請女神湯唯“獻聲”,無疑是給百度地圖語音的錦上添花,在打造新一代人工智慧地圖上百度地圖又先行一步。

從以前的聽清、聽懂到滿足,發展到在滿足之後更有“反饋和應變”。在互動方式上也由單一互動變為了真正的雙向互動。

同時在百度地圖“更精準、更豐富、更易用”的理念基礎上可以再加上一條“更具情感”。

在搶佔智慧地圖高地上,百度地圖已然領先。

*以上圖片來源於網路。

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