機械学習の進歩により、音声クローン技術は近年大きな進化を遂げ、これまでで最も印象的なテキスト読み上げソリューションが生まれました。その中でも特に注目されているのがゼロショットで、テクノロジー業界に大きな影響を与えています。この記事では、ゼロショット音声クローンの概要とその業界への変革について紹介します。
ゼロショット機械学習の解説
音声クローンの目的は、少量の録音音声を用いて話者の声のトーンや色を合成し、再現することです。つまり、音声クローンは人工知能を用いて特定の人物の声に似た音声を作り出す最先端技術です。この技術には、主に3つの音声クローンプロセスがあります。
ワンショット学習
ワンショット学習とは、新しいものの画像を1枚だけでモデルを訓練し、それでも同じものの他の画像を認識できるようにすることです。
少数ショット学習
少数ショット学習は、モデルに新しいものの画像を数枚見せることで、少し異なって見えても類似のものを認識できるようにすることです。
ゼロショット学習
ゼロショット学習は、モデルが以前に訓練されていない新しいオブジェクトや概念を、VCTKのようなデータセットを用いて説明することで認識するように教えることです。これは、画像や例、その他の訓練データなしで新しいものを認識するようにモデルを教えることを意味します。代わりに、新しいアイテムを説明する特徴や特性のリストを与えます。
音声クローンとは？
音声クローンは、機械学習技術を用いて話者の声を再現することです。音声クローンの目的は、少量の録音音声を用いて話者のトーンを再現することです。音声クローンでは、話者エンコーダーが人の音声をコードに変換し、その後スピーカー埋め込みを用いてベクトルに変換します。そのベクトルを用いて、ボコーダーとも呼ばれるシンセサイザーを訓練し、話者の声に似た音声を生成します。シンセサイザーは、話者埋め込みベクトルとメルスペクトログラム（音声信号の視覚的表現）を入力として受け取ります。これが音声クローンの基本プロセスです。その後、合成音声の実際の音である波形出力を生成します。このプロセスは通常、ディープラーニングなどの機械学習技術を用いて行われます。また、生成された音声の品質を評価するために、さまざまなデータセットやメトリクスを用いて訓練することができます。音声クローンは、以下のようなさまざまな用途に使用できます。
- 音声変換 - ある人の声の録音を別の人が話したように変える能力。
- 話者認証 - 誰かが特定の人物であると主張したとき、その声を使って確認すること。
- マルチスピーカー テキスト読み上げ - 印刷されたテキストやキーワードから音声を生成すること。
人気のある音声クローンアルゴリズムには、WaveNet、Tacotron2、ゼロショットマルチスピーカー TTS、MicrosoftのVALL-Eなどがあります。また、GitHubには多くのオープンソースアルゴリズムがあり、優れた最終結果を提供しています。さらに、音声クローン技術についてもっと学びたい場合は、ICASSP、Interspeech、IEEE国際会議が最適な場所です。
音声クローンにおけるゼロショット学習
ゼロショット音声クローンを実現するためには、話者エンコーダーを使用して訓練データから音声ベクトルを抽出します。これらの音声ベクトルは、訓練データセットに含まれていない話者、つまり未確認の話者の信号処理に使用できます。これは、さまざまな技術を用いてニューラルネットワークを訓練することで達成できます。
- 畳み込みモデルは、画像分類問題を解決するために使用されるニューラルネットワークモデルです。
- 自己回帰モデルは、過去の値に基づいて将来の値を予測できます。
ゼロショット音声クローンの課題の一つは、合成音声が高品質で、聞き手にとって自然に聞こえるようにすることです。この課題に対処するために、音声合成の品質を評価するためのさまざまなメトリクスが使用されます。
- 話者類似性は、合成音声が元のターゲット話者の音声パターンにどれだけ似ているかを測定します。
- 音声の自然さは、合成音声が聞き手にどれだけ自然に聞こえるかを指します。
AIモデルの学習と評価に使用される実際のデータは、グラウンドトゥルース参照オーディオと呼ばれます。このデータはトレーニングと正規化に使用されます。さらに、スタイル転送技術がモデルの一般化能力を向上させるために用いられます。スタイル転送は、メインコンテンツ用とスタイル参照用の2つの入力を使用して、新しいデータに対するモデルのパフォーマンスを向上させます。つまり、モデルは新しい状況により適応できるようになります。
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よくある質問
ボイスクローンの目的は何ですか？
ボイスクローンの目的は、高品質で自然な音声を生成し、人間と機械の間のコミュニケーションとインタラクションを向上させることです。
ボイスコンバージョンとボイスクローンの違いは何ですか？
ボイスコンバージョンは、ある人の音声を別の人のように聞こえるように変更することを指し、ボイスクローンは特定の人間の話者に似た新しい声を作成します。
誰かの声をクローンするソフトウェアは何ですか？
Speechify、Resemble.ai、Play.htなど、多くのオプションがあります。
偽の声を検出する方法は？
オーディオディープフェイクを識別する最も一般的な技術の一つはスペクトル分析で、音声信号を分析して特徴的な声のパターンを検出します。
