توليد الكلام: الدليل النهائي
توليد الكلام هو مجال يتطور بسرعة ضمن الذكاء الاصطناعي يتيح للحواسيب إنتاج كلام بطابع بشري. في السنوات الأخيرة، شهدت هذه التقنية تحسنًا كبيرًا في جودة الكلام المُولَّد وطبيعته، بفضل التقدم في التعلم العميق والشبكات العصبية. في هذا الدليل النهائي، سنستعرض أساسيات توليد الكلام والأساليب والتقنيات المختلفة المستخدمة لإنتاج كلام أقرب للبشرية.
مقدمة في توليد الكلام
توليد الكلام، المعروف أيضًا باسم تركيب الكلام، هو عملية إنشاء كلام بشري اصطناعي يُسمَع عبر جهاز أو حاسوب. لقد قطعت هذه التكنولوجيا شوطًا طويلًا، إذ تنتج الأنظمة الحديثة كلامًا عالي الجودة وبطابع طبيعي وفي الوقت الفعلي.
تحويل النص إلى كلام
يُعرف توليد الكلام أيضًا باسم تحويل النص إلى كلام (TTS)، أي تحويل النص المكتوب إلى كلام مسموع. تستخدم تقنية تحويل النص إلى كلام خوارزميات وأساليب متنوعة لتوليد كلام شبيه بالبشر من النص.
طرق توليد الكلام
هناك ثلاثة أنواع رئيسية من تقنيات تحويل النص إلى كلام المستخدمة في الصناعة:
- الـ TTS التجميعي — يستخدم قاعدة بيانات من عينات كلام بشري مسجَّلة مسبقًا تُجمَّع أو تُركَّب معًا لإنشاء كلام مُولَّد جديد. تُنتج هذه الطريقة كلامًا عالي الجودة وطبيعيًا، لكنها تتطلب قدرًا كبيرًا من البيانات وقد تكون مكلفة حسابيًا. غالبًا ما تُستخدم هذه الطريقة لإنشاء أصوات مخصصة أو استنساخ الصوت.
- الـ TTS الإحصائي البارامتري — يُنتج الكلام باستخدام نماذج رياضية تحاكي القناة الصوتية وخصائص الصوت البشري. تتطلب هذه الطريقة بيانات وقدرة حسابية أقل من الـ TTS التجميعي ويمكن تكييفها بسهولة مع لغات وأصوات مختلفة.
- النهج الهجين — يدمج بين التقنيتين ويُعرف أيضًا باسم تركيب اختيار الوحدات. يستخدم هذا النهج عينات كلام مسجَّلة مسبقًا إلى جانب نماذج رياضية لإنتاج كلام بنطق طبيعي. لكل تقنية مزاياها وقيودها، ويعتمد الاختيار على حالة الاستخدام والموارد المتاحة.
التحويل العصبي للنص إلى كلام
التحويل العصبي للنص إلى كلام (NTTS) يُنتج باستخدام تقنيات التعلم العميق والشبكات العصبية. تتضمن عملية تركيب NTTS الخطوات التالية:
- معالجة النص — يُعالَج النص الوارد لاستخراج الميزات اللغوية، مثل الأصوات الكلامية (الفونيمات)، والمقاطع، وأنماط النغمة. تتضمن هذه الخطوة التجزئة، والتطبيع، والتحليل اللغوي للنص.
- النمذجة الصوتية — تُستخدم الميزات اللغوية لتدريب نموذج صوتي، وهو شبكة عصبية تربط الميزات اللغوية بالميزات الصوتية مثل النغمة، والمدة، وغلاف الطيف.
- توليد الموجة الصوتية — يُستخدم خرج النموذج الصوتي لتوليد موجة الكلام النهائية. تتضمن هذه الخطوة تطبيق تقنيات معالجة الإشارة مثل التكويد الصوتي (vocoding) والمرشحات اللاحقة لتحويل الميزات الصوتية إلى إشارة كلامية بطابع طبيعي.
يمكن تدريب أنظمة NTTS على مجموعات بيانات كبيرة من الكلام والنص، ما يمكّنها من إنتاج مخرجات صوتية عالية الجودة وطبيعية. ويمكن كذلك تخصيص NTTS لإنتاج أصوات ولهجات ولغات مختلفة، مما يجعلها أداة قوية ومتعددة الاستخدامات لمجالات شتى، بما في ذلك المساعدون الافتراضيون والكتب الصوتية وأدوات تسهيل الوصول.
الاختلافات بين مُركّبي الكلام ومولّدات الكلام
غالبًا ما يُستخدم مصطلحا مُركّب الكلام ومولّد الكلام بالتبادل، لكن ثمة فروقًا بينهما. يكمن الاختلاف أساسًا في المنهجيات المتبعة لإنشاء الكلام.
مُركّب الكلام
مُركّب الكلام هو جهاز أو برنامج يتلقى نصًا كمدخل ويولّد مخرجات كلامية مسموعة تكون عادةً تركيبية. يستخدم مُركّب الكلام كلامًا بشريًا مسجَّلًا مسبقًا أو عينات صوت تركيبية أو نماذج رياضية لتوليد المخرجات الكلامية. ويمكن تخصيص المخرجات بدرجة عالية، مما يتيح اختيار أصوات ولهجات ولغات مختلفة.
مولّد الكلام
من ناحية أخرى، مولِّد الكلام جهاز أو برنامج يأخذ نصًا كمدخل ويُنتج خرجًا صوتيًا مسموعًا يشبه كلام الإنسان إلى حدٍّ كبير باستخدام خوارزميات ونماذج التعلم الآلي. يستخدم مولِّد الكلام تقنيات متقدمة مثل التعلم العميق والشبكات العصبية لتوليد مخرجات صوتية تحاكي عن كثب أنماط الكلام البشري وتنغيمه وتعابيره العاطفية.
الفرق
خلاصة القول، صُنِع مُركِّب الكلام ليُنتج كلامًا سهل الفهم، بينما يهدف مولِّد الكلام إلى إنتاج كلام ليس فقط مفهومًا بل أيضًا طبيعيًا ومعبِّرًا. وعلى الرغم من أن لكلتا التقنيتين ميزاتهما وقيودهما، يتوقف اختيار التقنية على التطبيق المحدد والنتيجة المرجوّة.
تطبيقات تكنولوجيا توليد الكلام
لتكنولوجيا توليد الكلام مجموعة واسعة من التطبيقات في صناعات مختلفة، من أبرزها:
- الكتب الصوتية والبودكاست — تُستخدم تكنولوجيا توليد الكلام عادةً لتحويل النص المكتوب إلى صوت مسموع للكتب صوتية وبودكاست، ليتسنى للمستمعين الاستمتاع بالمحتوى بصيغة صوتية.
- التطبيقات — يمكن دمج تكنولوجيا توليد الكلام في تطبيقات الجوال وسطح المكتب المختلفة لتوفير تجربة أكثر إتاحة وسهولة للمستخدم.
- الاتصالات — تُستخدم تكنولوجيا توليد الكلام في مراكز الاتصال الآلية وأنظمة الاستجابة الصوتية التفاعلية (IVR) لتقديم المساعدة الآلية وتحسين خدمة العملاء.
- تشغيل الكلام المُركّب — يمكن تشغيل الكلام المُركّب في تطبيقات متعددة، بما في ذلك المساعدين الافتراضيين وأنظمة الملاحة، لتقديم تعليمات أو معلومات صوتية للمستخدمين.
التقنية رقم 1 لتحويل النص إلى كلام: Speechify
Speechify أداة سهلة الاستخدام لتحويل النص إلى كلام، تستخدم الذكاء الاصطناعي ومعالجة اللغة الطبيعية لتحويل أي نص ورقي أو رقمي إلى كلمات منطوقة بصوت طبيعي، لجعل القراءة أسهل على الأشخاص من جميع الأعمار والقدرات. الأداة مثالية لمن لديهم إعاقات جسدية أو صعوبات تعلم مثل ضعف البصر، عُسر القراءة أو اضطراب فرط الحركة وتشتت الانتباه أو ببساطة لمن يفضّلون الاستماع بدلًا من القراءة لزيادة إنتاجيتهم والقيام بعدة مهام في آن واحد.
يمكن استخدام التطبيق على مجموعة واسعة من الأجهزة، بما في ذلك الحواسيب والهواتف الذكية والأجهزة اللوحية، ما يتيح لأي شخص الاستماع بسهولة إلى المحتوى أثناء التنقل. بالإضافة إلى ذلك، يتيح Speechify للمستخدمين تخصيص تجربة القراءة عبر ضبط سرعة الصوت ومستواه، والاختيار من بين مجموعة من الأصوات واللهجات المختلفة، وحتى تمييز النص أثناء قراءته بصوت مرتفع.
سواء كنت طالبًا أو محترفًا أو مجرد شخص يحب القراءة، جرّب Speechify مجانًا واكتشف كيف يمكنه تحسين تجربتك في القراءة.
الأسئلة المتكررة
كيف يمكنني دمج TTS في التطبيقات؟
لدمج واجهة برمجة تطبيقات تحويل النص إلى كلام في التطبيقات، يمكن للمطورين استخدام لغات توصيف مثل SSML لتحديد كيفية توليف الكلام وتشغيله.
ما تكلفة TTS؟
تختلف أسعار خدمات تحويل النص إلى كلام بحسب المزوّد والاستخدام، لكن توجد خيارات مفتوحة المصدر متاحة لأصحاب الميزانيات المحدودة. وهناك تطبيقات وهياكل متنوعة تُستخدم لتوليد الكلام، بما في ذلك أدوات مفتوحة المصدر وحِزَمٌ ملكية مثل LPC.
كيف يتم تدريب أدوات توليد الكلام؟
في صميم توليد الكلام توجد نماذج صوتية تُدرَّب على مجموعات بيانات من أصوات بشرية. تستخدم هذه النماذج شبكات عصبية عميقة لفهم الفونيمات، أو وحدات الصوت المميزة التي تشكِّل الكلام البشري. ثم تُولِّد مخططات طيفية تُمثِّل ترددات الصوت للكلام وتدمجها مع الإيقاع اللغوي (لحن الكلام) لإنشاء كلام يبدو طبيعيًا.
ما هو الفوكودر (vocoder)؟
المحوِّل الصوتي (فوكودر) جهاز إلكتروني أو برنامج يحلّل السمات الطيفية لصوت الإنسان ويطبّقها على صوتٍ اصطناعي أو إلكتروني. تُستخدَم تقنية الفوكودر على نطاق واسع في إنتاج الموسيقى، وتصميم الصوت، ومعالجة الأصوات.
كيف أستخدم تحويل الكلام إلى نص؟
برامج تحويل الكلام إلى نص تحوِّل إشارات الكلام إلى نص مكتوب. على سبيل المثال، يمكن لخدمات التعرف التلقائي على الكلام والتفريغ الصوتي أن تُسهم في أتمتة عملية تحويل الكلام المنطوق إلى نص.
