計算機語音合成在ＧＡＩ中的應用

摘要：將計算機語音合成技術應用到計算機輔助教學CAI中，對教學能提供較大幫助。可以利用專門的語音合成軟件TTS App進行語音合成，也可以利用Microsoft Office XP中的Excel提供的語音合成功能，通過設置，在Word和PowerPoint中實現語音合成。

關鍵詞：語音合成；CAI；TTS App；Office XP

引言

計算機語音合成即TTS(Text to Speech)，指計算機將隨機產生的、或外部輸入的文字信息轉變為人可以聽懂的、較流利的口語輸出。語音合成是計算機應用的重要領域，其研究涉及到計算機科學、語言學、語音學、人工智能、心理學等多種學科。

實現計算機語音輸出一般有兩種方法：一種是錄音／重放，另一種是文字—語音轉換。錄音／重放方法是原語音的重現，可獲得高質量的聲音，但它不能滿足實時修改發音內容的需要，而且所需的存儲容量會隨發音時間而線性增長。文字—語音轉換方法可以根據給定文字即時發出語音，文語轉換的參數庫不會隨發音時間增長而加大，但是要尋找合適的參數和生成算法，并合成極似人類發音的、自然流暢的語音難度非常大。

一般來說，錄音／重放技術常應用于一些不需要語言理解和隨時更新的系統中，如航班信息發布、語音報時、汽車報站、電話語音服務等系統。而文字—語音轉換系統是基于語音合成技術實現的文字到語音的即時轉換，能適應各種需求，應用領域極為廣泛。

1 計算機輔助教學CAI中的語音合成

隨著現代教育技術水平的提高，以及各院校多媒體教學設備的更新，許多教師都采用了CAI技術和多媒體教學手段，其中不可避免地要碰到輸出語音的問題，比如在利用PowerPoint電子演示文稿軟件放映幻燈片時，有時就需要輸出語音。利用PowerPoint自帶的“錄制旁白”的方法，將教師的語音保存在計算機中，放映時同步播出，這樣做雖然語音質量較好，但是一則錄制旁白比較麻煩，花費時間較長，對錄音時的環境要求較高，二則需要較大的存儲空間，不利于課件的轉送，三是內容不能更新。另外，有些課程，如《計算機專業英語》，其中許多內容并沒有配備相應語音文件，單獨找外教錄制也很麻煩。

因而，將計算機語音合成技術應用到多媒體教學中，讓計算機自己按照教師的要求即時“讀”出語音，是非常有意義的。

2 語音合成應用于CAI中的實現技術

要在CAI中實現語音合成，可以采取直接調用TTS軟件合成語音的方法，也可以在CAI課件中嵌入語音。TTS軟件可以將輸入文本后直接轉換成語音輸出，而且可以控制語音的語速、音量、暫停、繼續播放等，操作簡便。在課件中嵌入語音，可以利用Microsoft Office XP自帶的語音合成引擎，經過簡單設置后實現指定內容的語音輸出。

2．1 利用TTS軟件直接輸出語音

自20世紀60年代首個英語TTS系統研制成功以來，迄今世界上已推出多種語言的TTS系統。近年來我國也研制出許多優秀的漢語TTS軟件，都較好地實現了輸入語篇后立時轉換成語音的任務，而且這些系統合成的漢語語音的可懂度、清晰度都達到了較高的水平。

在這樣的軟件環境下，教師可以直接利用現成的TTS軟件實現語音輸出。這里以Microsoft Speech SDK中的TTs App軟件的操作為例作一介紹。

首先在網絡瀏覽器IE的地址欄中輸入網址：http：／／www．microsofl．corn／downloads／details．aspx?Familyld=5E86EC97-40A7-453F-BOEE-658317184530displaylang=en 在該Microsoft Speech SDK 5.1下載頁面上找到“Files inThis Download\"部分，如圖1所示。這部分包括了幾個獨立的供下載的文件。其中SpeechSDK51.exe文件提供了英語語音引擎，SpeechSDK51LangPack.exe文件提供了漢語語音引擎。

下載完成后，首先雙擊運行SpeechSDK51.exe進行解壓，解壓完成后雙擊運行解壓出的Setup.exe安裝文件，按照安裝向導提示安裝Microsoft Speech SDK 5.1。該文件安裝完成后，再雙擊SpeechSDK51LangPack.exe自解壓文件，解壓后將在當前目錄下生成一個名為LangPack的文件夾，在該文件夾中找到Setup.exe安裝文件，雙擊運行，按照安裝向導的提示進行“Complete”安全安裝。

安裝完成后，在[開始]菜單的[所有程序]下會發現一個[Microsoft Speech SDK 5.1]程序組圖標，在其下級菜單中找到[Tool]菜單頃，其中有—個[TTs App]命令，單擊，即可運行該軟件。

在“Enter text you wish spoken here．(在此輸入你想朗讀的文本)”文本輸入框中，輸入需要語音輸出的文本內容，單擊右邊的“Speak”按鈕，就可以聽到計算機合成的語音輸出了。

用戶可以通過“Voice”下拉式列表框來選擇英文語音發音(分男女聲)或中文語音發音(男聲)，并可通過“Rate”滑尺來選擇語音的音速，通過“Volume”來調節語音的音量高低，通過“Format”下拉式列表框來選擇聲音的格式。另外還可以通過右側的“Pause”、“Speak”按鈕來控制輸出語音的輸出和繼續播放等。

利用Microsoft Speech SDK這個TTS軟件來進行計算機語音合成，因為需要在教師機上下載相應的軟件并進行安裝，另外輸入的文本篇幅受限小且不能保存，所以使用上有局限性。

2．2 在Microsoft Office XP中實現語音輸出

現在多數教師所用的計算機都安裝了Microsoft OfficeXP辦公軟件。Microsoft Office XP比起Microsoft Office以前的版本來說，增加了許多新功能，其中包括語音合成功能。

2．2．1 Excel語音合成功能介紹

啟動Excel(本文中所提到的Word、Excel和PowerPoint指的都是Microsoft Office XP中的成員)，單擊[工具]菜單下的[語音]菜單項，在下級菜單中選中[顯示“文本到語音”工具欄]復選項，即出現“文本到語音”工具欄。

“文本到語音”32具欄中的按鈕從左到右依次為“朗讀單元格”、“停止朗讀”、“按行”、“按列”和“按回車鍵開始朗讀”。

當用戶在單元格中輸入要合成語音輸出的文本內容后，選中單元格，單擊“文本到語音”工具欄中的“朗讀單元格”按鈕，就可以聽到計算機合成的語音輸出了。

這里需要說明的是，通過選擇“控制面板”下的“聲音、語音和音頻設備”項目，選擇其中的“語音”圖標，在彈出的“語音屬性”對話框中有一“語音選擇”下拉式列表框，如圖2所示，通過選擇“Microsoft Sam”(英文男聲朗讀)或“Microsoft SimplifiedChinese”(簡體中文男聲朗讀)，可以分別實現英文語音輸出和中文語音輸出。此外，還可以對輸出語音的速度進行調整。

2．2．2在Word中實觀語音合成

啟動Word，單擊[工具]菜單下的[宏]，在彈出的下級菜單中選擇[宏…]菜單項。在彈出的“宏”對話框中的“宏名”文本輸入框中輸入宏的名稱，例如“WordTTS”，單擊“創建”按鈕。在彈出的Microsoft Visual Basic中的代碼輸入窗口中，輸入以下代碼：

Sub WordTTS

Call Excel．Application．Speech．Speak(Selection)

End Sub

輸入完成后，再單擊[工具]菜單下的[引用]菜單項，在彈出的“引用”對話框中的“可使用的引用”列表框中，找到并選中“Microsoft Excel 10.0 Object Library”復選框，單擊“確定”按鈕，并保存，關閉Microsoft Visual Basic窗口，回到Word編輯窗口。

在Word的文檔中輸入文字，例如：

“How to select a personal computer system?1 will tell you

something about that．”

隨后選中這段文字，再單擊[工具]菜單中的[宏]，選擇[宏]菜單項，在彈出的“宏”對話框中選中“WordTTS”宏名，單擊“運行”按鈕，就可以聽到計算機讀出的語音了。

這樣，當我們需要在Word中進行語音合成時，只要選定需要輸出語音的文本內容，再運行剛才的宏WordTTS，就可以隨時得到合成語音了。

2．2．3在PowerPoint中實現話音合成

在Word中我們實現了利用計算機語音合成來進行CAI的語音輸出。但是在實際教學中，大多數教師在教學過程中使用了Microsoft Office XP中的PowerPoint電子演示文稿軟件來制作多媒體課件。我們也可以利用Microsoft Office XP的語音合成功能實現PowerPoint電子演示文稿中的語音輸出，使語音合成功能更具實用性。

首先啟動PowerPoint，在出現的新建演示文稿的第—張幻燈片中，單擊標題文本框(也即第—個文本框)，輸入—段文字，例如：

“How to select a personal computer system?I will tell you

something about that．”

單擊[32具]菜單下的[宏]，在彈出的下級菜單中選擇[宏…]菜單項。在彈出的“宏”對話框中的“宏名”文本輸入框中輸入宏的名稱，例如“PPTTTS”，單擊“創建”按鈕。在彈出的Microsoft Visual Basic編輯器中，單擊[工具]菜單下的[引用]菜單項，在彈出的“引用”對話框中的“可使用的引用”列表框中，找到并選中“Microsoft Excel 10.0 Object Library\"復選框，單擊“確定”按鈕。接著，在代碼輸入窗口中，輸入以下代碼：

單擊[幻燈片放映]菜單中的[動作按鈕]菜單項，在列出的十二種動作按鈕中任選一種動作按鈕。雙擊幻燈片的右下角，將動作按鈕插入到幻燈片中。在隨即彈出的“動作設置”對話框中，選擇“單擊鼠標”選項卡，將“單擊鼠標時的動作”設為“運行宏”，并在“運行宏”下方的下拉式列表框中選定剛才所創建的\"PPTTTS\"宏名，單擊“確定”按鈕。這樣在幻燈片中就出現了一個動作按鈕，如圖3所示。

最后，單擊[幻燈片放映]菜單下的[觀看放映]，進入幻燈片放映的界面中，再單擊動作按鈕，就可以聽到對這第一張幻燈片的第一個文本框中的內容的語音朗讀了。

該過程的代碼中的\"Call Excel．Application．Speech．Speak．(PowerPoint．ActivePresentation．Slides(1)．Shapes(1)．TextFrame．TextRange．Text)\"語句，是對PowerPoint當前電子演示文稿中的第1張幻燈片的第1個對象文本框中的文本內容進行語音輸出。當用戶插入新的幻燈片時，只需對相應的代碼加以修改即可。

3 結束語

計算機語音合成在計算機輔助教學CAI中具有很大的作用。教師可以通過專門的TTS軟件實現語音輸出，也可以在Microsoft Office XP中實現語音輸出。利用本文中所述方法，教師只需通過簡單的語句設置和操作，即可完成CAI課件中的語音合成。

但是不管用何種方法實現語音輸出，都存在計算機合成語音的質量問題。合成語音的質量取決于語音合成引擎的質量。計算機語音合成的質量不夠高、自然度和流暢度不夠好等，是語音合成研究領域仍在努力攻克的難題。隨著計算機語音合成技術的發展，合成語音的質量、自然度和情感表現力將會不斷地提高。相信在不久的將來，合成語音能像人類發音一樣自然流暢。