Texto para fala (TTS) e síntese de voz podem parecer tecnologias super recentes, mas na verdade têm uma história rica que remonta a séculos atrás.
Das primeiras tentativas de imitar a fala humana com dispositivos mecânicos até os modelos modernos de inteligência artificial e deep learning, o desenvolvimento do TTS tem sido uma jornada fascinante.
Neste artigo, vamos mergulhar na história do texto para fala e da síntese de voz e explorar as possibilidades empolgantes para o futuro.
Texto para fala e síntese de voz: dos primeiros desenvolvimentos ao uso moderno
Séculos XVIII e XIX
A história do texto para fala e da síntese de voz pode ser traçada até os séculos XVIII e XIX. Nesse período, ocorreram várias tentativas iniciais de síntese de fala, todas usando dispositivos mecânicos. Na década de 1770, Wolfgang von Kempelen, um inventor húngaro, desenvolveu um aparelho mecânico chamado máquina de fala acústico-mecânica, projetado para simular o trato vocal humano. Esse dispositivo analógico utilizava foles, palhetas e tubos para produzir sons de vogais e consoantes.
No final do século XVIII, o físico inglês Charles Wheatstone inventou uma versão ainda mais mecânica da máquina de Kempelen, que ele chamou de "máquina falante". O dispositivo podia reproduzir os sons de vários instrumentos musicais. Embora o aparelho de Wheatstone não tenha sido projetado especificamente para síntese de fala, ele reforçou a ideia de usar um dispositivo mecânico para produzir som.
No século XIX, diversos outros dispositivos foram desenvolvidos, incluindo a máquina de “fala artificial” de Faber. Esses aparelhos utilizavam uma combinação de sistemas mecânicos e pneumáticos para criar sons da fala.
Início do século XX e a primeira síntese de fala totalmente elétrica
No início do século XX, a tecnologia de síntese de fala ficou mais sofisticada com a invenção do primeiro sistema de síntese de fala totalmente elétrico – o vocoder de Homer Dudley. O sistema foi desenvolvido nos Laboratórios Bell (Bell Labs), em Nova Jersey.
O vocoder de Dudley utilizava uma série de ressonadores e filtros para criar fala sintética. Especialistas apresentaram o vocoder, chamado Voder, durante a Feira Mundial de 1939-1940 em Flushing Meadows, Nova York. Eles operavam a máquina usando um teclado e pedais para gerar fala.
Início dos anos 1950 ao fim dos anos 1970 – a ascensão dos sintetizadores
Em 1951, o trabalho de Dudley inspirou o desenvolvimento do pattern playback pelo Dr. Franklin S. Cooper nos Laboratórios Haskins. O sistema funcionava analisando um som gravado, como uma palavra ou frase falada, e o decompunha em suas ondas sonoras componentes ou "padrões espectrográficos". Esses padrões eram então armazenados em fita magnética e reproduzidos para gerar uma versão sintética do som original.
Em 1976, foi apresentado o primeiro sistema de texto para fala comercialmente bem-sucedido pela Kurzweil Reading Machine. O sistema utilizava uma técnica de síntese concatenativa, combinando fonemas e palavras pré-gravados para produzir fala sintética. O dispositivo foi projetado principalmente para auxiliar pessoas com deficiência, mas rapidamente ganhou popularidade como ferramenta de leitura.
A partir de 1978, a Texas Instruments começou a trabalhar em um chip de síntese de fala que poderia ser utilizado em videogames e outras aplicações baseadas em computador. O chip utilizava síntese concatenativa, combinando sons de fala gravados, ou difones, para produzir uma fala de saída semelhante à humana. Essa tecnologia foi posteriormente usada no DECtalk, um sistema de texto para fala que forneceu síntese de alta qualidade para pessoas com deficiência.
Sistemas modernos de texto para fala
Uma das inovações mais importantes dos últimos anos foi o uso de redes neurais para gerar fala sintética. Empresas como Google e Microsoft desenvolveram sistemas avançados de TTS que usam algoritmos de deep learning para analisar grandes conjuntos de dados de vozes humanas e gerar fala com som natural.
Outro avanço importante no TTS como tecnologia assistiva foi o uso das técnicas de seleção de unidades e síntese concatenativa. Esses métodos permitem resultados mais realistas ao combinar pequenas unidades de fala pré-gravada, como difones ou até mesmo palavras inteiras, para criar novas frases. Essas técnicas foram utilizadas em aplicativos populares de TTS como Speechify, Siri da Apple e Alexa da Amazon, além de ferramentas mais antigas como o IBM ViaVoice.
A tecnologia de reconhecimento de fala também avançou significativamente nos últimos anos, possibilitando sistemas de TTS mais sofisticados. Usando algoritmos de reconhecimento para transcrever a fala humana em texto, os sistemas TTS conseguem criar transições mais naturais na fala sintetizada.
Recentemente, também vimos a integração de prosódia e entonação. Isso permite uma fala mais natural, com pausas, ênfases e tons adequados. A prosódia é especialmente importante em línguas como o inglês, em que o acento e a entonação podem afetar significativamente o significado de uma frase.
Deep learning e além: o futuro da tecnologia
O futuro da tecnologia TTS é empolgante e cheio de possibilidades. Com o avanço da inteligência artificial e do deep learning, podemos esperar resultados de fala sintética ainda mais naturais, capazes de imitar as sutilezas e nuances da fala humana.
Uma área em que isso será especialmente útil é no desenvolvimento de assistentes virtuais e chatbots. Esses sistemas ficarão mais conversacionais, e os usuários poderão interagir de maneira cada vez mais natural.
Além disso, podemos esperar avanços na área de transcrição fonética, também chamada de conversão de texto em fonema. À medida que as máquinas se tornam melhores em reconhecer e interpretar a fala humana, a precisão e a eficiência dos sistemas de reconhecimento de voz continuarão a melhorar.
Por fim, é provável que a tecnologia de texto para fala se torne cada vez mais acessível e integrada ao nosso dia a dia. À medida que mais dispositivos se conectam à Internet das Coisas, poderemos controlá-los por voz em tempo real, tornando nossa rotina mais prática e eficiente.
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FAQ
Quem desenvolveu o primeiro sintetizador de fala do mundo?
Homer Dudley criou o primeiro sintetizador de fala do mundo no início da década de 1930, nos Laboratórios Bell, em Nova York.
Qual é o objetivo da síntese de fala?
A síntese de fala tem como objetivo gerar fala artificial a partir de uma entrada textual, usando processamento de linguagem e análise de frequência fundamental.
Quais são as quatro formas de usar TTS?
O TTS pode ser utilizado para acessibilidade, entretenimento, aprendizado de idiomas e automação de serviços baseados em voz.
Quais são algumas vantagens do texto para fala?
O texto para fala pode melhorar a acessibilidade, potencializar o aprendizado e aumentar a produtividade ao permitir que os usuários consumam conteúdo escrito de forma auditiva.
Qual foi o momento mais surpreendente no desenvolvimento da síntese de texto para fala?
Um dos momentos mais surpreendentes no desenvolvimento da síntese de texto para fala foi a invenção do sintetizador mecânico de fala de Charles Wheatstone.
