استخراج إيجابيات وسلبيات تقنيات تركيب الكلام المختلفة.
Context:أهم صفات نظام تركيب الكلام هي طبيعية وقابلية الفهم. الطبيعية بتصف مدى قرب الصوت الخارجي من الكلام البشري، في حين إن التفاهم هو سهولة فهم الناتج. جهاز تركيب الكلام المثالي طبيعي ومفهوم. أنظمة تركيب الكلام عادةً بتحاول تعظيم كل الخصائص.  التكنولوجيين الأساسيين اللي بيخلقوا أشكال موجات الكلام الاصطناعية هما التوليف التسلسلي والتوليف التشكيلي. كل تكنولوجيا ليها نقاط قوة وضعف، والاستخدامات المقصودة لنظام التوليف عادةً بتحدد الطريقة اللي بيستخدم.  تجميع التسلسل المقالة الرئيسية: التوليف المتسلسل يستند التوليف المترابط على الترابط (ترابط سوية) من أجزاء الكلام المسجل. عموماً، التوليف التسلسلي بيخلق الكلام المُصَنَّع الأكتر طبيعية الصوت. ومع كده، الاختلافات بين الاختلافات الطبيعية في الكلام وطبيعة التقنيات الآلية لتقسيم أشكال الموجات بتنتج أحيانًا خلل مسموع في الإخراج. في تلات أنواع فرعية أساسية من التوليف التسلسلي.  تجميع اختيار الوحدة بتستخدم تجميع اختيار الوحدة قواعد بيانات كبيرة من الكلام المسجل. أثناء إنشاء قاعدة البيانات ، يتم تقسيم كل كلام مسجل إلى بعض أو كل ما يلي: الهواتف الفردية ، الهواتف الثنائية ، الهواتف النصفية ، الأحرف ، المورفيمات ، الكلمات ، العبارات ، والجمل. عادةً، بيتم تقسيم الجزءات باستخدام جهاز تعريف الكلام المعدل خصيصًا المحدد لنمط "المواءمة القسرية" مع بعض التصحيح اليدوي بعد ذلك، باستخدام التمثيلات البصرية زي شكل الموجة والطيف. بعد كده بيتم إنشاء فهرس للوحدات في قاعدة بيانات الكلام بناءً على التقسيم والمعايير الصوتية زي التردد الأساسي (المدى) ، والمدة، والموقع في المقطع، والهواتف المجاورة. في وقت التشغيل، بيتم إنشاء التعبير المستهدف المطلوب عن طريق تحديد أفضل سلسلة من الوحدات المرشحة من قاعدة البيانات (اختيار الوحدة). العملية دي بتتحقق عادة باستخدام شجرة قرار معززة بشكل خاص.  اختيار الوحدة بيوفر أعظم طبيعية، عشان هو بيطبق بس كمية صغيرة من معالجة الإشارة الرقمية (DSP) على الكلام المسجل. في الغالب بيجعل DSP الكلام المسجل أقل طبيعية، على الرغم من أن بعض الأنظمة بتستخدم كمية صغيرة من معالجة الإشارة في نقطة التسلسل لتسوية شكل الموجة. غالبًا ما يكون الناتج من أفضل أنظمة اختيار الوحدات مش قابل للتمييز عن الأصوات البشرية الحقيقية ، خاصةً في السياقات اللي تم ضبط نظام TTS لها. ومع كده، عادةً ما تتطلب أقصى قدر من الطبيعية أن تكون قواعد بيانات الكلام للاختيار الوحد كبير جداً، في بعض الأنظمة تتراوح إلى جيجابايت من البيانات المسجلة، واللي تمثل عشرات الساعات من الكلام. بردو، معروف إن خوارزميات اختيار الوحدة بتختار الشرائح من مكان بيحصل عليه تجميع أقل من المثالي (زي الكلمات الصغيرة بتصبح مش واضحة) حتى لما يكون هناك اختيار أحسن في قاعدة البيانات. في الآونة الأخيرة، اقترح الباحثون أساليب آلية مختلفة للكشف عن الأجزاء الغير طبيعية في أنظمة تركيب الكلام عن طريق اختيار الوحدات.  تركيب ديفون يستخدم تركيب الديفون قاعدة بيانات كلامية ضئيلة تحتوي على جميع الديفونات (الانتقالات من صوت إلى صوت) اللي بتحدث في لغة. عدد الديفونات بيعتمد على صيغة اللغة: على سبيل المثال ، اللغة الإسبانية فيها حوالي 800 من الديفونات ، واللغة الألمانية حوالي 2500. في التوليف الثنائي الصوتي، بيتم تضمين مثال واحد بس لكل ثنائي الصوت في قاعدة بيانات الكلام. في وقت التشغيل، بيتم تطبيق البروزودي المستهدفة من الجملة على وحدات الحد الأدنى دي عن طريق تقنيات معالجة الإشارة الرقمية مثل الترميز التنبؤي الخطي، PSOLA أو MBROLA. أو تقنيات أحدث مثل تعديل المدى في مجال المصدر باستخدام تحويل كوزينوس منفصل. بتعاني تركيب ديفون من خلل الصوت في التوليف التسلسلي وطبيعة الصوت الآلي في التوليف التشكيلي ، ولديه القليل من مزايا أي من النهج عدا الحجم الصغير. على هذا النحو ، يقل استخدامها في التطبيقات التجارية ، [بحاجة لمصدر] على الرغم من أنها مستمرة في الاستخدام في البحوث لأن هناك عدد من تطبيقات البرمجيات المتاحة مجاناً. مثال مبكر لتوليف ديفون هو روبوت تعليم، ليتشيم، اللي اخترعه مايكل جيه فريمان. ليشيم كان فيه معلومات بخصوص المناهج الدراسية للصف ومعلومات سيرة ذاتية معينة عن الطلاب اللي اتبرمج علشان يدرسوهم. تم اختباره في فصل دراسي في الصف الرابع في برونكس، نيويورك.  التوليف المحدد للمجال التوليف المحدد للمجال بيتربط الكلمات والعبارات المسجلة مسبقاً علشان يخلق كلمات كاملة. بيتم استخدامه في التطبيقات اللي بتقتصر فيها مجموعة متنوعة من النصوص اللي هيتخرجها النظام على مجال معين، زي إعلانات جدول النقل أو تقارير الطقس. التكنولوجيا بسيطة جداً للتنفيذ، وهي مستخدمة تجارياً لفترة طويلة، في أجهزة زي الساعات المتكلّمة والحاسبات. يمكن أن يكون مستوى طبيعية هذه الأنظمة مرتفعًا جدًا لأن مجموعة متنوعة من أنواع الجمل محدودة ، وهي تتطابق بشكل وثيق مع النغمة والنبرة من التسجيلات الأصلية. [ بحاجة لمصدر ]  لأن الأنظمة دي محدودة بالكلمات والعبارات في قواعد بياناتها، فهي مش عبارة عن أغراض عامة وممكن بس إنها تلخص مجموعات الكلمات والعبارات اللي تم برمجتها مسبقاً. ومع ذلك ، فإن خلط الكلمات في اللغة المتكلمة الطبيعية ممكن يسبب مشاكل ما لم يتم أخذ الاختلافات الكتيرة 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 على أنه /ˌklɪəɹˈʌʊt/). وبالمثل في اللغة الفرنسية، كتير من الحروف الساكنة الأخيرة ما بقتش صامتة لو اتبعتها كلمة تبدأ بحرف علة، وهو تأثير بيتسمى ارتباط. التناوب ده مش ممكن يتكرر عن طريق نظام بسيط لتجميع الكلمات، واللي هيتطلب تعقيد إضافي عشان يكون حساس للسياق.  التوليف الشكلي التوليف الشكلي ما بيستخدمش عينات كلام بشرية في وقت التشغيل. بدل كده، بيتم إنشاء مخرجات الكلام المصنعة باستخدام التوليف الإضافي ونموذج صوتي (توليف النمذجة الفيزيائية). بتتغير المعايير زي التردد الأساسي، التعبير، ومستويات الضوضاء بمرور الوقت علشان تخلق شكل موجة من الكلام الاصطناعي. الطريقة دي أحيانًا بتتسمى التوليف القائم على القواعد؛ ومع ذلك، كتير من الأنظمة المتشابكة فيها بردو مكونات قائمة على القواعد. بتنتج كتير من الأنظمة القائمة على تكنولوجيا التوليف التشكيلي كلام اصطناعي، صوت الروبوتات اللي مش هيتخطأ أبدًا بالكلام البشري. ومع ذلك ، فإن أقصى قدر من الطبيعية ليست دائمًا هدف نظام تركيب الكلام ، وأنظمة تركيب التكوين لها مزايا على الأنظمة المتشابكة. ممكن يكون الكلام المُصنَّع عن طريق فورمانت مفهوم بشكل موثوق، حتى عند سرعات عالية جداً، بتجنب المشاكل الصوتية اللي بتعاني منها الأنظمة المتترابطة. بيتم استخدام الكلام المصطنع عالي السرعة من قبل الأشخاص ذوي الإعاقة البصرية للتنقل بسرعة في أجهزة الكمبيوتر باستخدام قارئ شاشة. عادةً ما تكون أجهزة التوليف الشكلية برامج أصغر من الأنظمة المتشابكة لأنها ما عندهاش قاعدة بيانات من عينات الكلام. عشان كده ممكن يستخدموهم في الأنظمة المدمجة، اللي فيها الذاكرة وقوة المعالج الدقيق محدودة بشكل خاص. لأن الأنظمة القائمة على التشكيلات ليها سيطرة كاملة على جميع جوانب الكلام الخارجي ، فيمكن إنتاج مجموعة واسعة من الأغاني والنغمات ، والتي لا تنقل أسئلة وتصريحات فقط ، ولكن مجموعة متنوعة من المشاعر ونغمات الصوت.  ومن الأمثلة على التحكم في النغمة في وقت غير حقيقي ولكن بدقة عالية في تخليق المكونات العمل الذي تم في أواخر السبعينيات لعبة Texas Instruments Speak & Spell ، وفي أوائل الثمانينيات من أجهزة Sega arcade وفي العديد من ألعاب Atari ، Inc. arcade باستخدام TMS5220 LPC Chips. كان إنشاء النبرة المناسبة لهذه المشاريع صعب، والنتائج لسه لم تتطابق مع واجهات النص إلى الكلام في الوقت الفعلي.  تركيب المفاصل التوليف المفصلي يشير إلى التقنيات الحسابية لتوليف الكلام بناءً على نماذج من الممر الصوتي البشري وعمليات التعبير التي تحدث هناك. تم تطوير أول جهاز تركيب مفصلي يستخدم بانتظام في التجارب المختبرية في مختبرات هاسكينز في منتصف السبعينيات من قبل فيليب روبين وتوم باير وبول ميرملشتاين. اعتمد هذا التركيب ، المعروف باسم ASY ، على نماذج الممرات الصوتية التي طورها بول ميرملشتاين وسيسيل كوكر وزملاؤه في مختبرات بيل في الستينيات والسبعينات.  حتى وقت قريب، لم يتم دمج نماذج التوليف المفصلي في أنظمة تجميع الكلام التجارية. الاستثناء الملحوظ هو النظام القائم على NeXT الذي طوره وتسويقه في الأصل Trillium Sound Research ، وهي شركة فرعية لجامعة كالجاري ، حيث تم إجراء الكثير من الأبحاث الأصلية. بعد زوال التجسيدات المختلفة من NeXT (اللي بدأها ستيف جوبز في أواخر الثمانينيات ودمجت مع أبل كومبيوتر في عام 1997) ، تم نشر برنامج Trillium تحت رخصة GNU General Public License ، مع استمرار العمل باسم gnuspeech. بيقدم النظام ، اللي تم تسويقه لأول مرة في عام 1994 ، تحويل نص إلى كلام كامل على أساس التعبير عن الصوت باستخدام دليل موجي أو تشبيه لخط نقل للممرات الفمية والأنفية البشرية التي يتحكم فيها "نموذج المنطقة المميزة" لكاريه.  بتتضمن أجهزة التوليف الحديثة ، التي طورها خورخي سي لوسيرو وزملاؤه ، نماذج من الميكانيكا الحيوية للجذع الصوتي ، وديناميكا الهوائية الجوفية وانتشار الموجات الصوتية في الشعب الهوائية والجفون والأنف والجوف الفموية ، وبالتالي بتشكل أنظمة كاملة لمحاكاة الكلام القائمة على الفيزياء.
التكنولوجيين الأساسيين اللي بيخلقوا أشكال موجات الكلام الاصطناعية هما التوليف التسلسلي والتوليف التشكيلي.  التوليف المتزامن بيعتمد على ربط أجزاء من الكلام المسجل مع بعض. عادةً بتنتج الكلام المُصَنَّع الأكتر طبيعية الصوت. ومع كده، الاختلافات بين الاختلافات الطبيعية في الكلام وطبيعة التقنيات الآلية لتقسيم أشكال الموجات بتنتج أحيانًا خلل مسموع في الإخراج. الحد الأقصى من الطبيعية عادةً بيتطلب أن تكون قواعد بيانات الكلام كبيرة جدًا، في بعض الأنظمة تتراوح إلى جيجابايت من البيانات المسجلة، واللي تمثل عشرات الساعات من الكلام.  التوليف الشكلي ما بيستخدمش عينات كلام بشرية في وقت التشغيل. بدل كده، بيتم إنشاء مخرجات الكلام المصنعة باستخدام التوليف الإضافي ونموذج صوتي. بتنتج كتير من الأنظمة المستندة لتكنولوجيا التوليف التشكيلي كلام اصطناعي، صوت الروبوتات اللي مش هيتخطأ أبدًا بالكلام البشري. عادةً بتكون برامج أصغر من الأنظمة المتسلسلة لأنها مش عندها قاعدة بيانات من عينات الكلام. عشان كده ممكن يستخدموهم في الأنظمة المدمجة، اللي فيها الذاكرة وقوة المعالج الدقيق محدودة بشكل خاص.