文 | 王志

來源 | 智能相對論（aixdlun）

如果有一天，你可以將你的聲音通過人工智能技術“克隆”出來，而且你還能和“你”進行各種對話，你是否愿意嘗試？

這個場景并不遙遠，不久前，“AI First”的谷歌表示，其最新版本的人工智能語音合成系統——Tacotron2合成出來的語音幾乎和真人聲音一模一樣。它擁有兩個深度神經網絡，第一個能夠將文本轉化為頻譜圖，第二個則負責將頻譜圖生成相應的音頻。

而麻省理工評論則認為百度的技術則更進一步，百度在最近發布的新論文中表示，該技術只要通過一個半小時的語音數據的學習，就能“克隆”出原對象的聲音。雖然以前百度的“Deep Voice”也能夠生成語音，但讓生成出來的語音附帶不同的語言特色正是語音生成的一大突破，而且它除了能“克隆”之外，還能對該聲音的性別或口音進行更改，甚至還能賦予該克隆聲音一些簡單的情感。

語音克隆技術是什么？又能做些什么？

語音合成的技術有三種，但只有AI技術才能稱為語音克隆

最早的語音合成技術通過預先錄制好的字詞、短句來實現的，把各個部分串成一行，以此產生完整的句子。生活中各種服務熱線的自助語音系統就是用這種方式實現的，所以會經常存在卡頓，音色不一樣等問題，語氣也很冰冷。

第二種手段雖然能夠使語音更加自然，但其中也需要大量的人工處理，首先是制作語音庫，確定音色、風格、特性、角色等要求后，投入音庫生產線，設計錄音腳本、訓練錄音資源、進行效果優化，在輸出的時候還要進行各類語言處理，包括文本規整、詞的切分，然后是韻律處理，為其劃出音段特征，如音高、音長和音強等等，使合成的語音給人的感覺更加自然些。

但這類合成系統因為進行韻律預測處理方面的工作量巨大、所以也存在表現能力不足等問題，如合成語音對不同情感的表達會不夠恰當，使得合成語音聽起來缺乏人情味。而語音合成的技術發展不僅要讓說話的聲音達到真人水準，也應當在情感表達方面有所突破，使語音交互帶有情感，達到更好的交流體驗。

最近爆出的百度Deep Voice技術，則是通過深度學習技術實現“語音克隆”的，通過真實語音的訓練，能在“聽”的過程中學會每個人說話時字詞、音位和句子的發音特點，并通過模仿這個人聲音中的情感和語調，“說”出全新的語句；“一聽一說”之間，整個過程基本不用人工干預，深度學習技術可以自行完成所有工作。

具體來說，百度的研究人員是通過兩種具體的方法來實現的：說話人適應（speaker adaption）和說話人編碼（speaker encoding）。它們可以只用最少的音頻數據來完成任務，并且在深度語音系統中，即使處于一個多揚聲器模型，也不會降低質量。

其中“說話人適應”是使用多個克隆樣本，基于反向傳播的優化方法對多個說話人語音生成模型做精細調節。這個方法可以只作用于低維度的說話人嵌入，或者作用于整個模型；在低緯度的嵌入時，每個說話人所需的參數量比較少，而且需要較長的克隆時間，生成語音的質量也會差一些。

其中“說話人編碼”則需要訓練一個單獨的模型，用它直接從語音樣本中推斷出一個新的嵌入數據，然后再把這個嵌入數據用在多個講話人語音生成的模型中。而且這個方法還帶有時域和頻域的處理模塊，可以從音頻樣本分析中提取到有關說話人的身份信息，然后用注意力模塊把各種信息以最優的方式結合起來。這個方法的好處是克隆耗時少、標明說話人信息所需要的參數少，使得這種方法在輸入資源有限的場景中也能夠使用。

語音克隆的功與過

在人機交互的個性化場景中，研究人員預期語音克隆可能會有很重要的作用，如可以用來訂制個人AI助手、讀書音頻以及殘疾人語音系統等，且對有語言障礙人來說，這個程序能幫助他們練習發聲，使他們更容易與人交流，這種過程就像是在和一個善解人意的朋友在聊天一樣，可能會成為一個重要的社交工具。

而在心理醫療領域，如果能復原出逝者的聲音，這對于痛失親人后在心理上造成了創傷的人們來說，也無疑是巨大的安慰。

不過語音克隆也會帶來一些麻煩，它可能會被用來對公眾人物進行惡意攻擊；也可能會使聲紋識別形同虛設，因為據《新科學家》報道，使用人工智能技術做出聲音識別軟件，在測試中，準確率已經超過了95%；也可能破壞錄音作為法律證據的可信度；還可能會用來假冒他人身份，成為語音詐騙的幫兇。它預示著未來的聲音可能會像照片一樣，可以很容易地進行偽造。

但克隆出的人類聲音，這其中還是會有些細微差別，經不起詳細推敲——取證專家可能會通過分析語音中的數字簽名，從而證明其為合成語音；而研究人員也開始在研究一種“聲紋”系統，以期其能很容易的分辨出原聲和生成的語音；不過語音克隆還是存在著很多隱患，因為在普通的生活當中，足以造成相當嚴重的誤導性效果。

要實現“完美”的語音克隆，最大的一道坎在哪？

智能相對論（微信ID：aixdlun）認為，完美的語音克隆，也應該能夠克隆出說話人攜帶的情感，而不僅僅是音色等表象的元素，就像是這個聲音擁有自己的靈魂。而目前語音克隆能夠進行的情感表達，更多的是研究人員修改完成的，而且還需要對各類情感進行標注。

谷歌的Tacotron2系統也還只能進行模式化的情感表達，如根據輸入文本的標點符號的不同而在語氣上有所區分；在讀大寫單詞時加重語氣等。

百度和谷歌的語音合成技術暫時不能達到自行合成情感，這也是語音克隆其技術本身所限，要實現合成出的每一句話有其恰當的情感，這里面有情感識別、情感自動標注、、語氣調整等大量的數據和工程難度，費用和技術也暫時難以逾越。

而更進一步，想要和機器進行有情感語音的交互就更加困難了，因為這并不是單一技術所能完成的，它除了能輸出情感之外，還必須要求自然語言處理技術能夠識別出人類表達中的各種情感，以此作為回應的前提，而這已經超出了語音克隆的技術范圍。

在語音交互中，讓機器能夠自然、順暢的說話是人機交互的一大要求，表現力、音質、復雜度和自然度一直是語音合成所追求的。

而隨著AI技術的發展，語音交互的音質、流暢度、自然度都得到了很大的提高，但在表現力方面依舊是其最大的痛點，不過隨著各大廠商的持續發力，未來使機器也能像朗讀者一樣，抑揚頓挫、情感起伏、拿捏到位也不是夢想。

智能相對論（微信id:aixdlun）：深挖人工智能這口井，評出咸淡，講出黑白，道出深淺。重點關注領域：AI+醫療、機器人、智能駕駛、AI+硬件、物聯網、AI+金融、AI+安全、AR/VR、開發者以及背后的芯片、算法、人機交互等。