音声合成とテキスト読み上げの歴史とは？

音声合成とテキスト読み上げの歴史とは？音声合成とテキスト読み上げ技術の画期的な瞬間と主要な人物を探る。

テキスト読み上げ（TTS）と音声合成は新しい技術のように思えるかもしれませんが、実は何世紀にもわたる豊かな歴史があります。

人間の声を機械で模倣しようとする最初の試みから、今日の最先端の人工知能やディープラーニングモデルに至るまで、TTSの発展は興味深い旅路です。

この記事では、テキスト読み上げと音声合成の歴史を深く掘り下げ、未来の可能性を探ります。

音声合成とテキスト読み上げ：初期の開発から現代の利用まで

18世紀と19世紀

テキスト読み上げと音声合成の歴史は18世紀と19世紀に遡ります。この時期には、機械装置を用いた音声合成の初期の試みがいくつかありました。1770年代には、ハンガリーの発明家ヴォルフガング・フォン・ケンペレンが、人間の声道を模倣するための音響機械的音声機械を開発しました。このアナログ装置は、ふいご、リード、パイプを使用して母音と子音を生成しました。

18世紀後半には、イギリスの物理学者チャールズ・ウィートストンが、ケンペレンの音声機械をより機械的にした「話す機械」を発明しました。この装置は様々な楽器の音を再現することができました。ウィートストンの装置は音声合成のために設計されたものではありませんでしたが、音を生成するために機械装置を使用するという考えを強化しました。

19世紀には、ファーバーの「人工音声」機械を含む様々な装置が開発されました。これらの装置は、機械的および空気圧システムを組み合わせて音声を生成しました。

20世紀初頭と最初の完全電気式音声合成

20世紀初頭には、ホーマー・ダドリーによる最初の完全電気式音声合成システムであるボコーダーの発明により、音声合成技術がより洗練されました。このシステムはニュージャージー州のベル研究所で開発されました。

ダドリーのボコーダーは、一連の共鳴器とフィルターを使用して合成音声を生成しました。1939年から1940年のニューヨークのフラッシング・メドウズで開催された万国博覧会で、専門家たちはボコーダーを「ヴォーダー」として紹介しました。彼らはキーボードとフットペダルを使って音声を生成しました。

1950年代初頭から1970年代後半まで - シンセサイザーの台頭

1951年、ダドリーの研究はハスキンズ研究所のフランクリン・S・クーパー博士によるパターン再生装置の開発に影響を与えました。このシステムは、録音された音声、例えば話された単語やフレーズを分析し、その構成音波や「スペクトログラフィックパターン」に分解することで機能しました。これらのパターンは磁気テープに保存され、元の音声の合成版を再生するために使用されました。

1976年には、クルツヴァイル・リーディング・マシンによって最初の商業的に成功したテキスト読み上げシステムが導入されました。このシステムは、事前に録音された音素や単語を組み合わせて合成音声を生成する連結合成技術を使用しました。この装置は主に障害を持つ人々を支援するために設計されましたが、すぐに読書支援として人気を集めました。

1978年から、テキサス・インスツルメンツはビデオゲームや他のコンピュータベースのアプリケーションで使用できる音声合成チップの開発を開始しました。このチップは、録音された音声、またはディフォンを組み合わせて人間のような音声出力を生成する連結合成を使用しました。この技術は後に、障害を持つ人々に高品質な合成音声を提供するテキスト読み上げシステムであるDECtalkに使用されました。

現代のテキスト読み上げシステム

近年の重要な革新の一つは、ニューラルネットワークを使用して合成音声を生成することです。GoogleやMicrosoftのような企業は、ディープラーニングアルゴリズムを使用して大量の人間の声のデータセットを分析し、自然な音声出力を生成する高品質なTTSシステムを開発しました。

TTSが支援技術の一形態としてのもう一つの重要な発展は、ユニット選択と連結合成技術の使用です。これらの方法は、ディフォンや単語全体などの小さな単位の事前録音された音声を組み合わせて新しい文を作成することで、より現実的な出力を可能にします。これらの技術は、Speechify、AppleのSiri、AmazonのAlexaなどの人気のあるTTSアプリや、IBM ViaVoiceのような古いツールで使用されています。

音声認識技術も近年大きく進化し、より高度なTTSシステムが可能になりました。音声認識アルゴリズムを使用して人間の音声をテキストに変換することで、TTSシステムは合成音声のより自然な遷移を作成できます。

近年では、プロソディーとイントネーションの統合も見られます。これにより、適切な間、強調、トーンを持つより自然な音声が可能になります。プロソディーは、ストレスやイントネーションが文の意味に大きく影響する英語のような言語にとって特に重要です。

ディープラーニングとその先：技術の未来

TTS技術の未来は、興奮と可能性に満ちています。人工知能とディープラーニングの進化により、人間の声の微妙なニュアンスを模倣する、より自然な音声出力が期待できます。

この技術が特に役立つ分野の一つが、バーチャルアシスタントやチャットボットの開発です。これらのシステムはより会話的になり、ユーザーはより自然な方法で対話できるようになります。

さらに、音声認識と解釈が向上するにつれて、音声からテキストへの変換システムの精度と効率が向上し続けることが期待されます。

最後に、テキストから音声への技術がより広く普及し、日常生活に統合されることが期待されます。より多くのデバイスがIoTに接続されるにつれて、リアルタイムで音声による操作が可能になり、生活がより便利で効率的になります。

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よくある質問

世界初の音声合成装置を開発したのは誰ですか？

ホーマー・ダドリーは、1930年代初頭にニューヨークのベル研究所で世界初の音声合成装置を設計しました。

音声合成の目的は何ですか？

音声合成の目的は、テキスト入力から人工的な音声を生成することで、言語処理と基本周波数分析を使用します。

TTSはどのように利用できますか？

TTSは、アクセシビリティ、エンターテインメント、語学学習、音声ベースのサービスの自動化に利用できます。

テキストから音声への利点は何ですか？

テキストから音声への技術は、アクセシビリティを向上させ、学習を強化し、ユーザーが書かれたコンテンツを聴覚的に消費できるようにすることで生産性を向上させます。

テキストから音声への合成の開発で最も驚くべき瞬間は何ですか？

テキストから音声への合成の開発で最も驚くべき瞬間の一つは、チャールズ・ウィートストンの機械的音声合成装置の発明でした。