استخراج إيجابيات وسلبيات تقنيات تركيب الكلام المختلفة.
Context:أهم صفات نظام تركيب الكلام هو الطبيعية والفهمية. الطبيعية تصف مدى قرب الصوت الخارجي من الكلام البشري، في حين أن الفهم هو سهولة فهم الخارجي. الاصطناعي الكلامي المثالي طبيعي ومفهوم. انظمة تركيب الكلام عادة تحاول تعظيم كل الخصائص.  التكنولوجيا الأساسية لإنتاج أشكال موجات الكلام الاصطناعية هي التوليف التسلسلي والتوليف التشكيلي. كل تكنولوجيا لها نقاط القوة والضعف، والاستخدامات المقصودة لنظام التوليف عادة ما تحدد الطريقة المستخدمة.  تجميع التسلسل مقال رئيسي: التوليف المتسلسل التوليف التراصي يعتمد على التسلسل (التسلسل مع بعضه) لقطع من الكلام المسجل. عادة، التوليف التسلسلي ينتج الكلام التوليفي الأكثر طبيعية. ومع ذلك، الاختلافات بين الاختلافات الطبيعية في الكلام وطبيعة التقنيات الآلية لتقسيم أشكال الموجة في بعض الأحيان تؤدي إلى خلل مسموع في المخرج. به ثلاث انواع فرعية رئيسية من التوليف التسلسلي.  تجميع اختيار الوحدة تجميع اختيار الوحدة يستخدم قواعد بيانات كبيرة من الكلام المسجل. وخلال إنشاء قاعدة البيانات، كل كلام مسجل يتم تقسيمه إلى بعض أو كل ما يلي: الهواتف الفردية، الهواتف الثنائية، الهواتف النصفية، الحروف، المورفيمات، الكلمات، العبارات، والجمل. عادة، التقسيم الى شرائح يتم باستخدام جهاز تعريف الكلام المعدل خصيصاً المحدد لنمط "المواءمة القسرية" مع بعض التصحيح اليدوي بعد ذلك، باستخدام تمثيلات بصرية مثل شكل الموجة والطيف. بعد كده، يتم إنشاء فهرس للوحدات في قاعدة بيانات الكلام بناءً على التقسيم والمعايير الصوتية مثل التردد الأساسي (المدى) ، والمدة، والموقع في الحرف، والهواتف المجاورة. في وقت التشغيل، يتم إنشاء تعبير الهدف المطلوب عن طريق تحديد أفضل سلسلة من الوحدات المرشحة من قاعدة البيانات (اختيار الوحدة). عادة ما تتم هذه العملية باستخدام شجرة قرار مع وزن خاص.  اختيار الوحدة يعطي اكبر طبيعية، لانه يطبق فقط كمية صغيرة من معالجة الإشارة الرقمية (DSP) على الكلام المسجل. DSP غالباً ما يجعل الكلام المسجل يبدو أقل طبيعية، على الرغم من أن بعض الأنظمة تستخدم كمية صغيرة من معالجة الإشارة في نقطة التسلسل لتسوية شكل الموجة. الناتج من افضل انظمة اختيار الوحدات غالباً ما يكون غير قابل للتمييز عن الأصوات البشرية الحقيقية، خاصة في السياقات التي تم ضبط نظام TTS لها. ومع ذلك، الحد الأقصى من الطبيعية عادةً ما يتطلب أن تكون قواعد بيانات الكلام لتحديد الوحدات كبيرة جدًا، في بعض الأنظمة تتراوح بين جيجابايت من البيانات المسجلة، والتي تمثل عشرات الساعات من الكلام. وكذلك، معروف أن خوارزميات اختيار الوحدة تختار الشرائح من مكان يؤدي إلى تركيب أقل من المثالي (على سبيل المثال، الكلمات البسيطة تصبح غير واضحة) حتى عندما يكون هناك خيار أفضل في قاعدة البيانات. مؤخراً، اقترح الباحثون طرق مختلفة تلقائية للكشف عن شرائح غير طبيعية في أنظمة تركيب الكلام باختيار الوحدة.  تجميع ديفون تجميع ديفون يستخدم قاعدة بيانات حديثة ضئيلة تحتوي على جميع ديفونات (انتقالات صوت إلى صوت) تحدث في لغة. عدد الديفونات يعتمد على صيغة اللغة: على سبيل المثال، الاسبانية لديها حوالي 800 من الديفونات، والألمانية حوالي 2500. في تركيب الديفون، يوجد مثال واحد فقط لكل ديفون في قاعدة بيانات الكلام. في وقت التشغيل، يتم تطبيق البروزودي المستهدفة من الجملة على هذه الوحدات الدنيا عن طريق تقنيات معالجة الإشارة الرقمية مثل التشفير التنبؤي الخطي، PSOLA أو MBROLA. أو تقنيات أحدث مثل تعديل المدى في مجال المصدر باستخدام تحويل كوزينوس منفصل. تجميع ديفون يعاني من خلل صوتي للتوليف المتسلسل وطبيعة الصوت الروبوتية للتوليف التشكيلي، ولديه القليل من مزايا أي من النهج بخلاف الحجم الصغير. ولهذا، يقل استخدامها في التطبيقات التجارية، على الرغم من أنها تستمر في الاستخدام في البحوث لأن هناك عدد من تطبيقات البرمجيات المتاحة بحرية. مثال مبكر لتركيب ديفون هو روبوت تعليم، ليتشيم، اخترعه مايكل جيه فريمان. "ليتشيم" كان فيه معلومات عن المنهج الدراسي للصف و بعض المعلومات الحياتية عن الطلاب الذين كان مبرمج لتعليمهم. تم اختبارها في فصل دراسي في الصف الرابع في برونكس، نيويورك.  تجميع محدد للمجال التوليف المحدد للمجال يربط الكلمات والعبارات المسجلة مسبقاً لإنشاء كلمات كاملة. يستخدم في التطبيقات حيث مجموعة متنوعة من النصوص التي سيخرجها النظام محدودة لمجال معين، مثل إعلانات جدول النقل أو تقارير الطقس. التكنولوجيا بسيطة جداً للتطبيق، وقد استخدمت تجارياً لفترة طويلة، في أجهزة مثل الساعات المتكلّمة والحاسبات. مستوى الطبيعية لهذه الأنظمة يمكن ان يكون عاليا جدا لان تنوع أنواع الجمل محدود، وهي تتطابق بشكل وثيق مع النغمة والنبرة من التسجيلات الأصلية. [ بحاجة لمصدر ]  لأن هذه الأنظمة محدودة بالكلمات والعبارات في قواعد البيانات الخاصة بها، فهي ليست ذات غرض عام ويمكنها فقط تجميع تركيبات الكلمات والعبارات التي تم برمجتها مسبقاً. خلط الكلمات داخل اللغة المتكلمة بشكل طبيعي بيد انه يمكن ان يسبب مشاكل الا اذا تم اخذ الاختلافات الكثيرة في الاعتبار. على سبيل المثال، في اللهجات غير الروتيكية من اللغة الإنجليزية، عادةً ما يتم نطق "r" في كلمات مثل "clear" /ˈklɪə/ فقط عندما تكون الكلمة التالية لها حرف صوتي كحرفها الأول (على سبيل المثال، "clear out" يتم تحقيقه ك /ˌklɪəɹˈʌʊt/). بنفس الطريقة في الفرنسية، العديد من الحروف الساكنة الأخيرة لا تصبح صامتة إذا تبعتها كلمة تبدأ بحرف علة، وهو تأثير يُسمى ارتباط. هذا التناوب لايمكن تكراره بواسطة نظام بسيط لتسلسل الكلمات، والذي يتطلب تعقيد إضافي ليكون حساس للسياق.  تركيب الشكل تركيب فورمانت لايستخدم عينة كلام بشري في وقت التشغيل. بدلًا من ذلك، يتم إنشاء مخرجات الكلام المُصَنَّع باستخدام التوليف الإضافي ونموذج صوتي (توليف النمذجة الفيزيائية). معايير مثل التردد الأساسي، التعبير، ومستويات الضوضاء تختلف مع مرور الوقت لخلق شكل موجة من الكلام الاصطناعي. هذه الطريقة تُسمى أحياناً التوليف القائم على القواعد؛ ومع ذلك، العديد من الأنظمة المترابطة لها أيضًا مكونات قائمة على القواعد. كثير من الأنظمة المعتمدة على تكنولوجيا التوليف التشكيلي تخلق كلام اصطناعي، صوت روبوتي لن يخطئ أبداً مع كلام بشري. ومع ذلك، الحد الأقصى من الطبيعية ليس دائماً الهدف من نظام تركيب الكلام، وأنظمة تركيب التشكيل لها مزايا على الأنظمة المترابطة. الكلام المُصَنَّع بواسطة فورمانت يمكن ان يكون مفهوم بشكل موثوق، حتى في السرعات العالية جداً، بتجنب العيوب الصوتية التي عادة ما تعاني منها الأنظمة المترابطة. الكلام المصطنع عالي السرعة يستخدمه من قبل ضعاف البصر للتنقل بسرعة في الكمبيوتر باستخدام قارئ شاشة. التوليفات التشكيلية عادة برامج أصغر من الأنظمة المترابطة لأنها لا تملك قاعدة بيانات من عينات الكلام. عشان كده ممكن يستخدموا في الأنظمة المدمجة، حيث الذاكرة وقوة المعالج الصغير محدودة بشكل خاص. لأن الأنظمة القائمة على النصوص لها سيطرة كاملة على جميع جوانب النطق الخارجي، يمكن إنتاج مجموعة واسعة من الأغاني والنغمات، والتي لا تنقل أسئلة وتصريحات فقط، ولكن مجموعة متنوعة من العواطف ونغمات الصوت.  من الامثلة على التحكم في النغمة غير في الوقت الحقيقي ولكن بدقة عالية في التوليف الشكلي تشمل العمل الذي تم في أواخر السبعينات ل لعبة تكساس إنسترومنتس سبيك آند سبيل، وفي أوائل الثمانينات في أجهزة سيكا لعب القمار وفي العديد من ألعاب أتاري لعب القمار باستخدام شرائح TMS5220 LPC. خلق النبرة المناسبة لهذه المشاريع كان صعب، والنتائج لم تتمثل بعد في واجهات النص إلى الكلام في الوقت الفعلي.  تجميع مفصلي التوليف المفصلي يشير إلى تقنيات حاسوبية لتوليف الكلام بناءً على نماذج من الممر الصوتي البشري وعمليات التعبير التي تحدث هناك. أول مزيج مفصلي استخدم بانتظام في التجارب المختبرية تم تطويره في مختبرات هاسكنز في منتصف السبعينات من قبل فيليب روبن وتوم باير وبول ميرملشتاين. هذا المزج، المعروف باسم ASY، كان مبني على نماذج الممرات الصوتية التي طورت في مختبرات بيل في الستينيات والسبعينيات من قبل بول ميرملشتاين، سيسيل كوكر، وزملائه.  حتى وقت قريب، نماذج التوليف المفصلي ما تم دمجها في أنظمة التوليف الكلامي التجارية. استثناء ملحوظ هو النظام القائم على NeXT الذي تم تطويره في الأصل وتسويقه من قبل Trillium Sound Research، وهي شركة منفصلة من جامعة كالغاري، حيث تم إجراء الكثير من الأبحاث الأصلية. بعد زوال التجسيدات المختلفة من NeXT (بدأت من قبل ستيف جوبز في أواخر الثمانينيات ودمجت مع أبل كومبيوتر في عام 1997) ، تم نشر برنامج تريليوم تحت رخصة جنو العامة، مع استمرار العمل باسم gnuspeech. هذا النظام، الذي تم تسويقه لأول مرة في عام 1994، يوفر تحويل كامل للنص إلى كلام على أساس التعبير باستخدام مرشد موجي أو خط نقل مشابه للمسارات الفموية والأنفية البشرية التي يتحكم بها "نموذج المنطقة المميزة" لكاريه.  مزيجات حديثة، طورها خورخي سي لوسرو وزملائه، تتضمن نماذج من الميكانيكا الحيوية للجذع الصوتي، والديناميكا الهوائية للجذع، وانتشار الموجات الصوتية في الشعب الهوائية، القصبة الهوائية، تجويف الأنف والفم، وبالتالي تشكل أنظمة كاملة من محاكاة الكلام القائم على الفيزياء.
التكنولوجيا الأساسية لإنتاج أشكال موجات الكلام الاصطناعية هي التوليف التسلسلي والتوليف التشكيلي.  التوليف المتسلسل يعتمد على تجميع قطع من الكلام المسجل. عادةً يُنتج الكلام المُصَنَّع الاكثر طبيعية. ومع ذلك، الاختلافات بين الاختلافات الطبيعية في الكلام وطبيعة التقنيات الآلية لتقسيم أشكال الموجة في بعض الأحيان تؤدي إلى خلل مسموع في المخرج. الحد الأقصى من الطبيعية عادةً يتطلب أن تكون قواعد بيانات الكلام كبيرة جداً، في بعض الأنظمة تتراوح بين جيجابايت من البيانات المسجلة، والتي تمثل عشرات الساعات من الكلام.  تركيب فورمانت لايستخدم عينة كلام بشري في وقت التشغيل. بدلًا من ذلك، يتم إنشاء مخرجات الكلام المُصنعة باستخدام التوليف الإضافي ونموذج صوتي. كثير من الأنظمة المعتمدة على تكنولوجيا التوليف التشكيلي تخلق كلام اصطناعي، صوت روبوتي لن يخطئ أبداً مع كلام بشري. عادة ما يكونوا برامج أصغر من الأنظمة المترابطة لأنهم ليس لديهم قاعدة بيانات من عينات الكلام. عشان كده ممكن يستخدموا في الأنظمة المدمجة، حيث الذاكرة وقوة المعالج الصغير محدودة بشكل خاص.