Mindfulness-based therapies have been shown to be effective in improving mental health, and technology-based methods have the potential to expand the accessibility of these therapies. To enable real-time personalized content generation for mindfulness practice in these methods, high-quality computer-synthesized text-to-speech (TTS) voices are needed to provide verbal guidance and respond to user performance and preferences. However, the user-perceived quality of state-of-the-art TTS voices has not yet been evaluated for administering mindfulness meditation, which requires emotional expressiveness. In addition, work has not yet been done to study the effect of physical embodiment and personalization on the user-perceived quality of TTS voices for mindfulness. To that end, we designed a two-phase human subject study. In Phase 1, an online Mechanical Turk between-subject study (N=471) evaluated 3 (feminine, masculine, child-like) state-of-the-art TTS voices with 2 (feminine, masculine) human therapists' voices in 3 different physical embodiment settings (no agent, conversational agent, socially assistive robot) with remote participants. Building on findings from Phase 1, in Phase 2, an in-person within-subject study (N=94), we used a novel framework we developed for personalizing TTS voices based on user preferences, and evaluated user-perceived quality compared to best-rated non-personalized voices from Phase 1. We found that the best-rated human voice was perceived better than all TTS voices; the emotional expressiveness and naturalness of TTS voices were poorly rated, while users were satisfied with the clarity of TTS voices. Surprisingly, by allowing users to fine-tune TTS voice features, the user-personalized TTS voices could perform almost as well as human voices, suggesting user personalization could be a simple and very effective tool to improve user-perceived quality of TTS voice.


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语音合成(Speech Synthesis),也称为文语转换(Text-to-Speech, TTS,它是将任意的输入文本转换成自然流畅的语音输出。语音合成涉及到人工智能、心理学、声学、语言学、数字信号处理、计算机科学等多个学科技术,是信息处理领域中的一项前沿技术。 随着计算机技术的不断提高,语音合成技术从早期的共振峰合成,逐步发展为波形拼接合成和统计参数语音合成,再发展到混合语音合成;合成语音的质量、自然度已经得到明显提高,基本能满足一些特定场合的应用需求。目前,语音合成技术在银行、医院等的信息播报系统、汽车导航系统、自动应答呼叫中心等都有广泛应用,取得了巨大的经济效益。 另外,随着智能手机、MP3、PDA 等与我们生活密切相关的媒介的大量涌现,语音合成的应用也在逐渐向娱乐、语音教学、康复治疗等领域深入。可以说语音合成正在影响着人们生活的方方面面。
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