Anchored Monotonic Alignment and Representation Substitution for Rare Spontaneous Behaviors in Spontaneous Speech Synthesis

Abstract

Spontaneous behaviors in speech present significant challenges for speech synthesis. Current research in this area has not sufficiently addressed these behaviors, and most studies rely on specially recorded data. In contrast, real-world data is generally more reflective of the natural, spontaneous speaking styles of daily life and exhibits a wider variety of spontaneous behaviors. However, this type of data is often not of studio-quality, and the distribution of different spontaneous behaviors is highly imbalanced. In this study, we investigate spontaneous speech synthesis using real-world data within the VITS2 framework. To handle rare spontaneous behaviors, we introduce two methods: anchored monotonic alignment and spontaneous hidden representation substitution. Experimental results show that these methods improve model alignment, resolve difficulties in synthesizing rare spontaneous behaviors, and significantly enhance the naturalness of synthesized speech.

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Model Overview

Spontaneous Behaviors

Spontaneous Behavior Abbreviation Definition Example (Text) Example (Audio) Occurrences
Breathing [BR] Short inhalations or exhalations by the speaker during speech. 那么中间[BR]造各种各样的道路,[BR]它把就是整[DS]一大块的[PL]田地。 91,565
Disfluency [DS] Abnormal interruptions in the speaker's flow of speech. 转移到其他的方面去,而[DS]家长[DS]和学校现[BR]在并不能[SI][IP]在引导小孩的兴趣方面做的更好[BR]。 49,071
Prolongation [PL] Elongation of sounds, usually vowels, at the end of words. 这样的趋势对[PL]国人的话,是一个很好的帮助[BR]。 10,040
Mispronunciation [MP] Very short erroneous syllables produced due to slips of the tongue. 所以我[MP],我想具体的讲一下,[BR]我在自己生活中,我在[MP]自己学校,特别学校生活中的一些生活经历。 8,309
Silence [SI] Longer pauses of silence occurring between words. 是吧[BR],这个[SI]有很多事情也不能[SI]指责人家司机一方面的是吧。 4,223
Sniffles* [SN] The sound of inhalation through the nose. 我就告诉他们说,我说[SN]恩特殊教育啊就是针对,恩聋哑儿童。 2,320
Deep inspiration* [IP] Heavy or deep breaths made through the mouth. 恩[PL],我们系又是冠军,并且得到了那个栋梁杯[IP]。 1,317
Laughing* [LA] Audible laughter or chuckles that occur during speech. 然后我才知道[BR]原来是我的胎破了,[BR]恩[LA]结果没有办法只有停在路边。 767
* Defined as rare spontaneous behaviors

Demos


Naturalness (RASC863 Speaker)

(Real Behavior) Text 有时候他回答[MP]提出来的问题让你都[IP]没有办法回答[BR]。 应该[DS]应该[LA]尽量多出去旅游吧,就只能这么说啦[BR]。 恩所以嘞[BR]他可能还要[PL]去接待导师啊[SN] 铁树呢,也是一次[MP],也是一次到那个朝阳路市场[BR],看到[PL]人家推着车子[BR]。 是吧[BR],这个[SI]有很多事情也不能[SI]指责人家司机一方面的是吧。
(Real Behavior) Ground Truth
(Real Behavior) Proposed
(Real Behavior) Baseline VITS2
(Predicted Behavior) Text 有时候他回答[DS]提出来的问题让你都没有办法回答[BR]。 应该应该尽量多出去旅游吧[BR],就只能这么说啦[BR]。 恩所以嘞他可能还要去接待导师啊[BR]。 铁树呢,也是一次,也是一次到那个朝阳路市场,看到人家推着车子[IP] 是吧,这个[PL]有很多事情也不能指责人家司机一方面的是吧。
(Predicted Behavior) Proposed
(Predicted Behavior) Baseline VITS2

Naturalness (BiaoBei Speaker)

Ground Truth
(Real Behavior) Text 有时候他回答[MP]提出来的问题让你都[IP]没有办法回答[BR]。 应该[DS]应该[LA]尽量多出去旅游吧,就只能这么说啦[BR]。 恩所以嘞[BR]他可能还要[PL]去接待导师啊[SN] 铁树呢,也是一次[MP],也是一次到那个朝阳路市场[BR],看到[PL]人家推着车子[BR]。 是吧[BR],这个[SI]有很多事情也不能[SI]指责人家司机一方面的是吧。
(Real Behavior) Proposed
(Real Behavior) Baseline VITS2
(Predicted Behavior) Text 有时候他回答[DS]提出来的问题让你都没有办法回答[BR]。 应该应该尽量多出去旅游吧[BR],就只能这么说啦[BR]。 恩所以嘞他可能还要去接待导师啊[BR]。 铁树呢,也是一次,也是一次到那个朝阳路市场,看到人家推着车子[IP] 是吧,这个[PL]有很多事情也不能指责人家司机一方面的是吧。
(Predicted Behavior) Proposed
(Predicted Behavior) Baseline VITS2

Rare Spontaneous Behavior Synthesis

(Target) Text 可可能是[IP]由于发挥失误吧我的我的成绩[DS]一下子[DS]退了好多好多[IP] 那么如果这个家教呢能够[PL][IP]请老师辅导一些[IP] 是吧[BR],这个[SI]有很多事情也不能[SI]指责人家司机一方面的[LA]是吧[LA] [LA]星期六的我们主要是[MP]大概分为四个车[BR]唉五个车[LA] [SN]更多的时候体现的是[SN]一个[BR]集体的运动[BR]。 [SN]然后还认识了很多[PL]朋友吧[SN],也是[BR]他们叫什么叫同好的啊[DS]。
(Target) Baseline VITS2
(Target) Proposed w/o
Representation Substitution
(Target) proposed
(Reference 1) Text 因此到后来的话[IP]就不怎么踢了主要的话就是那个[BR]。 自己开了一些便利店,所以说,总的来说,[IP]购物也还算方便。 到了初中呢就被[SI]恩初中在田径队混不下去了[LA][BR]。 还有[LA]她都很很疼爱我们侄侄子吗。 然后那个[SN]有就是平和堂那个附近的有一个卖糖油粑粑的地方,挺挺挺有名的也是经常排队[BR]。 [BR]就[SI][MP]见到字就读,这就是最好的方法[SN]
(Reference 1) Wave
(Reference 1) Spontaneous Behavior
(Reference 2) Text 然后你到[IP]呃[PL]我们派出所然后在协商[BR]。 呃在反正在生活中吧,遇到这个[BR],孩子遇到的问题有很多[IP] 就象孔子一样,书而不作[LA] [BR]他指导了我一些[DS]嗯我认为我自己[BR]有些方面做得不好的地方[LA] 恩我的爸爸[SN],是我一生中最佩服的人。 我同学呢正好是跟着我,[SN]然后我就会指点她。我说[BR]这里呀,会掉进泥坑里的[BR]。
(Reference 2) Wave
(Reference 2) Spontaneous Behavior