多语言TTS开发实战：基于espeak-ng的本地化语音包制作

你是否还在为多语言文本到语音（TTS）应用开发中的本地化语音包问题烦恼？本文将带你一步步完成基于espeak-ng的本地化语音包制作，从环境搭建到语音测试，全程实操，让你轻松掌握多语言TTS开发技能。读完本文，你将能够：理解espeak-ng语音合成原理、掌握语音包文件结构、编写自定义发音规则、编译并测试本地化语音包。

项目概述与环境准备

espeak-ng是一款开源的文本到语音合成器，支持多种语言和口音，适用于Linux、Windows、Android等多个操作系统。其核心优势在于轻量级架构和高度可定制的语音合成规则，非常适合开发本地化语音应用。

核心文件结构

espeak-ng的语言包开发主要涉及以下关键目录和文件：

• dictsource/：存放各语言的拼写-语音转换规则文件，如fr_rules（法语规则）和fr_list（法语词典）
• phsource/：包含音素定义文件，如phonemes（全局音素表）和ph_english（英语音素）
• espeak-ng-data/lang/：语言配置文件目录，按语言家族分类，如roa/fr（法语配置）
• docs/：开发文档，其中add_language.md详细说明了新增语言的流程

开发环境搭建

首先克隆项目仓库并安装依赖：

git clone https://gitcode.com/GitHub_Trending/es/espeak-ng
cd espeak-ng
sudo apt-get install autoconf automake libtool pkg-config
./autogen.sh
./configure --prefix=/usr
make
sudo make install

语音包开发流程

1. 语言基础配置

语言文件创建

在espeak-ng-data/lang目录下按语言家族创建语言配置文件。以虚构的"示例语"（代码ex）为例，创建espeak-ng-data/lang/xxx/ex（其中xxx为语言家族代码）：

name 示例语
language ex
phonemes ex
dictionary ex
stressRule 2 0 0
speed 100

Makefile配置

编辑Makefile.am，添加新语言的编译规则：

dictionaries: \
  ...
  espeak-ng-data/ex_dict \
  ...

ex: espeak-ng-data/ex_dict
espeak-ng-data/ex_dict: dictsource/ex_list dictsource/ex_rules
  $(AM_V_GEN) $(top_builddir)/src/espeak-ng --compile=ex

2. 音素系统设计

音素（Phoneme）是语音的基本单位，espeak-ng通过音素定义文件描述语言的发音特征。

音素表配置

编辑phsource/phonemes，添加新语言的音素表定义：

phonemetable ex base1
include ph_example

这里base1表示继承基础音素集，ph_example是自定义音素文件。

音素定义

创建phsource/ph_example文件，定义示例语的元音和辅音：

phoneme a
  vwl
  starttype #a
  length 200
  FMT(vowels/a)
endphoneme

phoneme p
  vls bil plos
  lengthmod 3
  WAV(plos/p)
endphoneme

每个音素定义包含：

• 类型属性：如vwl（元音）、vls（清音）、bil（双唇音）
• 音长：length参数控制发音时长（毫秒）
• 声学模型：FMT()指定元音的共振峰文件，WAV()指定辅音的波形文件

3. 拼写-语音转换规则

espeak-ng通过规则文件将文本转换为音素序列，主要包含规则文件（*_rules）和词典文件（*_list）。

规则文件编写

创建dictsource/ex_rules，定义拼写-语音转换规则：

.replace
  á a
  é e

.group a
  _) a      a    // 词首a发[a]音
  C) a      @    // 辅音后a发[ə]音

.group b
  ) b       p    // 词尾b发[p]音

规则文件结构包括：

• 字符替换：.replace部分定义字符映射（如重音字符）
• 规则组：.group按首字母组织规则
• 规则条目：格式为<前缀>) <匹配> (<后缀> <音素>，其中：
  • <前缀>：匹配前的字符条件
  • <匹配>：要匹配的字母序列
  • <后缀>：匹配后的字符条件
  • <音素>：输出的音素序列

词典文件编写

创建dictsource/ex_list，定义特殊词汇的发音：

# 数字发音
_0      zéro
_1      un
_2      deux

# 常用词
le      lə $u
la      la $u
de      də $u

# 重音规则
exemple $1      // 第一音节重读

词典文件可指定：

• 特殊发音（如数字、字母）
• 重音位置（$1表示第一音节重读）
• 发音属性（$u表示弱读）

4. 编译与测试

音素编译

make phsource/phonemes.stamp

词典编译

espeak-ng --compile=ex

调试工具

使用-X参数查看文本到音素的转换过程：

espeak-ng -ven -X "Hello world"

输出将显示详细的规则匹配过程和音素序列：

Translate 'hello'
  1  5965:  h [h]
  
  1  2104:  e [E]
  
  1  5725:  l [l]
  
  1  5965:  l [l]
  
  1  2104:  o [əu]
  
 hE'ləu

高级定制技巧

音素优化

通过phontab.md中描述的条件语句，可以根据上下文调整音素发音。例如，英语中"s"在词尾发[z]音：

phoneme s
  vls alv sib frc
  voicingswitch z
  IF nextPh(isPause) THEN
    WAV(ufric/s_)
  ELIF nextPh(p) OR nextPh(t) OR nextPh(k) THEN
    WAV(ufric/s!)
  ELSE
    WAV(ufric/s)
  ENDIF
endphoneme

语音特性调整

在语言配置文件中调整语音属性，如voices.md所述：

pitch 180 220    # 基频180Hz，范围220Hz
speed 110        # 语速加快10%
stressAmp 16 16 20 20 20 24 24 22  # 重音振幅配置

测试与验证

基本测试

使用espeak-ng命令行工具测试语音合成：

espeak-ng -v ex "示例文本" --stdout > test.wav

自动化测试

添加测试用例到tests/language-phonemes.test：

test_phwav ex 7541590a29e2392b827d9f1563e6579774fb15ea "ma na pa ba"

运行测试套件验证语音包质量：

make check

总结与展望

本文详细介绍了基于espeak-ng的本地化语音包开发流程，包括语言配置、音素定义、规则编写和测试验证。通过自定义dictsource/ex_rules和phsource/ph_example等文件，开发者可以为几乎任何语言创建高质量的语音包。

未来可以进一步探索：

• 结合MBROLA voices提升语音自然度
• 开发图形化语音包编辑工具
• 优化移动端语音包体积

希望本文能帮助你顺利开发多语言TTS应用，如有问题或建议，欢迎在项目GitHub仓库提交issue。

如果你觉得本文有用，请点赞、收藏并关注，下期我们将介绍如何将自定义语音包集成到Android应用中。