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2. TTS mit Piper und OpenAI

In der vorherigen Lektion haben wir Espeak und Pico2Wave untersucht, zwei einfache Offline-TTS-Engines auf dem Raspberry Pi. Jetzt machen wir einen großen Schritt nach vorn und probieren zwei fortgeschrittenere TTS-Optionen aus, die höhere Sprachqualität und mehr Flexibilität bieten:

• Piper — eine schnelle, auf neuronalen Netzen basierende TTS-Engine, die auf dem Raspberry Pi vollständig offline läuft.

• OpenAI TTS — ein Online-Dienst, der sehr natürliche und menschenähnliche Stimmen bereitstellt — perfekt für ausdrucksstarke Sprache.

Diese Engines lassen Ihr Fusion HAT+ realistischer und lebendiger klingen. 🚀

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1. Piper testen

Piper ist eine offline neuronale TTS-Engine, das heißt, Sie benötigen keine Internetverbindung mehr, sobald das Modell installiert ist. Es unterstützt mehrere Sprachen und Stimmen und ist damit eine leistungsstarke Option für eingebettete Sprachausgabe.

Programm ausführen

cd ~/fusion-hat/examples
sudo python3 tts_piper.py

• Beim ersten Ausführen wird das ausgewählte Stimmenmodell automatisch heruntergeladen.

• Danach sollten Sie Fusion HAT+ sagen hören: Hello! I'm Piper TTS.

• Sie können Stimmen oder Sprachen wechseln, indem Sie set_model() mit einem anderen Modellnamen aufrufen.

Code

from fusion_hat.tts import Piper

tts = Piper()

# List supported languages
print(tts.available_countrys())

# List models for English (en_us)
print(tts.available_models('en_us'))

# Set a voice model (auto-download if not already present)
tts.set_model("en_US-amy-low")

# Say something
tts.say("Hello! I'm Piper TTS.")

Code-Erklärung:

• available_countrys() — Listet alle unterstützten Sprachen auf.

• available_models() — Listet verfügbare Modelle für eine bestimmte Sprache auf.

• set_model() — Legt das Stimmenmodell fest. Wenn das Modell nicht installiert ist, wird es automatisch heruntergeladen.

• say() — Wandelt Text in Sprache um und spielt sie sofort ab.

💡 Tipp: Probieren Sie verschiedene Modelle aus, um Geschwindigkeit, Klarheit und Akzente zu vergleichen. Einige Modelle sind leichter (schneller), während andere eine höhere Wiedergabetreue bieten.

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2. OpenAI TTS testen

API-Schlüssel abrufen und speichern

1. Gehen Sie zu OpenAI Platform und melden Sie sich an. Klicken Sie auf der Seite API keys auf Create new secret key .

   

2. Füllen Sie die Details aus (Owner, Name, Project und bei Bedarf Berechtigungen), und klicken Sie dann auf Create secret key .

   

3. Sobald der Schlüssel erstellt wurde, kopieren Sie ihn sofort — Sie können ihn danach nicht mehr ansehen. Wenn Sie ihn verlieren, müssen Sie einen neuen erstellen.

   

4. Erstellen Sie in Ihrem Projektordner (zum Beispiel: /) eine Datei mit dem Namen secret.py :

   cd ~/fusion-hat/examples
   sudo nano secret.py
   

5. Fügen Sie Ihren Schlüssel so in die Datei ein:

   # secret.py
   # Store secrets here. Never commit this file to Git.
   OPENAI_API_KEY = "sk-xxx"
   

Programm ausführen

cd ~/fusion-hat/examples
sudo python3 tts_openai.py

• Das Programm verbindet sich mit dem OpenAI-TTS-Dienst, und Fusion HAT+ spricht mit natürlicher, ausdrucksstarker Sprachausgabe .

• Sie können Stimmstile ändern und instructions hinzufügen, um Tonfall und Ausdruck zu steuern (z. B. traurig, dramatisch, verspielt).

• Dadurch eignet sich OpenAI TTS ideal für interaktive Roboter, Storytelling oder Lehrassistenten.

Code

from fusion_hat.tts import OpenAI_TTS
from secret import OPENAI_API_KEY

# Export your OpenAI_API_KEY before running the script
# export OPENAI_API_KEY="sk-proj-xxxxxx"

tts = OpenAI_TTS(api_key=OPENAI_API_KEY)
# tts.set_model('tts-1')
tts.set_voice('alloy')
tts.set_model('gpt-4o-mini-tts')

msg = "Hello! I'm OpenAI TTS."
print(f"Say: {msg}")
tts.say(msg)

msg = "with instructions, I can say word sadly"
instructions = "say it sadly"
print(f"Say: {msg}, with instructions: '{instructions}'")
tts.say(msg, instructions=instructions)

msg = "or say something dramaticly."
instructions = "say it dramaticly"
print(f"Say: {msg}, with instructions: '{instructions}'")
tts.say(msg, instructions=instructions)

Code-Erklärung:

• OpenAI_TTS() — Initialisiert die OpenAI-TTS-Engine mit Ihrem API-Schlüssel.

• set_model() — Wählt das TTS-Modell aus (z. B. gpt-4o-mini-tts ).

• set_voice() — Wählt eine bestimmte Stimme aus (z. B. alloy ).

• say(text) — Wandelt den Text in Sprache um und spielt sie ab.

• say(text, instructions=...) — Fügt Anweisungen für ausdrucksstarken Tonfall hinzu, sodass Sie den Sprechstil dynamisch steuern können.

Beispiel:

• „say it sadly“ → weicher, emotionaler Ton

• „say it dramatically“ → kräftige und ausdrucksstarke Darbietung

• „say it excitedly“ → begeisterter Ton

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Fehlerbehebung

• No module named ‚secret‘

  Das bedeutet, dass sich secret.py nicht im selben Ordner wie Ihre Python-Datei befindet. Verschieben Sie secret.py in dasselbe Verzeichnis, in dem Sie das Skript ausführen, z. B.:

  ls ~/
  # Make sure you see both: secret.py and your .py file
  

• OpenAI: Ungültiger API-Schlüssel / 401

  • Prüfen Sie, ob Sie den vollständigen Schlüssel eingefügt haben (beginnt mit sk-) und ob keine zusätzlichen Leerzeichen / Zeilenumbrüche vorhanden sind.

  • Stellen Sie sicher, dass Ihr Code ihn korrekt importiert:

    from secret import OPENAI_API_KEY
    

  • Bestätigen Sie den Netzwerkzugriff auf Ihrem Pi (testen Sie ping api.openai.com ).

• OpenAI: Kontingent überschritten / Abrechnungsfehler

  • Möglicherweise müssen Sie die Abrechnung hinzufügen oder das Kontingent im OpenAI-Dashboard erhöhen.

  • Versuchen Sie es erneut, nachdem Sie das Konto- / Abrechnungsproblem behoben haben.

• Piper: tts.say() läuft, aber kein Ton

  • Stellen Sie sicher, dass tatsächlich ein Stimmenmodell vorhanden ist:

    ls ~/.local/share/piper/voices
    

  • Bestätigen Sie, dass Ihr Modellname im Code exakt übereinstimmt:

    tts.set_model("en_US-amy-low")
    

  • Prüfen Sie das Audio-Ausgabegerät / die Lautstärke auf Ihrem Pi (alsamixer) und stellen Sie sicher, dass die Lautsprecher angeschlossen und eingeschaltet sind.

• ALSA- / Soundgeräte-Fehler (z. B. „Audio device busy“ oder „No such file or directory“)

  • Schließen Sie andere Programme, die Audio verwenden.

  • Starten Sie den Pi neu, wenn das Gerät weiterhin belegt ist.

  • Für HDMI- vs. Kopfhörerbuchsen-Ausgabe wählen Sie das richtige Gerät in den Audioeinstellungen von Raspberry Pi OS aus.

• Permission denied beim Ausführen von Python

  • Versuchen Sie es mit sudo , wenn Ihre Umgebung dies erfordert:

    sudo python3 tts_piper.py
    

Vergleich von TTS-Engines

Funktionsvergleich: Espeak vs Pico2Wave vs Piper vs OpenAI TTS

Element	Espeak	Pico2Wave	Piper	OpenAI TTS
Läuft auf	In Raspberry Pi integriert ( offline )	In Raspberry Pi integriert ( offline )	Raspberry Pi / PC ( offline, benötigt Modell )	Cloud ( online, benötigt API-Schlüssel )
Sprachqualität	Robotisch	Natürlicher als Espeak	Natürlich ( neuronales TTS )	Sehr natürlich / menschenähnlich
Steuerung	Geschwindigkeit, Tonhöhe, Lautstärke	Eingeschränkte Steuerung	Verschiedene Stimmen / Modelle wählen	Modell und Stimmen wählen
Sprachen	Viele ( Qualität variiert )	Begrenzter Umfang	Viele Stimmen / Sprachen verfügbar	Am besten auf Englisch ( andere variieren je nach Verfügbarkeit )
Latenz / Geschwindigkeit	Sehr schnell	Schnell	Echtzeit auf Pi 4/5 mit „low“-Modellen	Netzwerkabhängig ( normalerweise geringe Latenz )
Einrichtung	Minimal	Minimal	.onnx + .onnx.json -Modelle herunterladen	API-Schlüssel erstellen, Client installieren
Am besten geeignet für	Schnelle Tests, einfache Prompts	Etwas bessere Offline-Stimme	Lokale Projekte mit besserer Qualität	Höchste Qualität, umfangreiche Stimmoptionen