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15. TTS mit Piper und OpenAI

In der vorherigen Lektion haben wir zwei integrierte TTS-Engines auf dem Raspberry Pi ausprobiert (Espeak und Pico2Wave). Jetzt sehen wir uns zwei leistungsstärkere Optionen an: Piper (offline, auf neuronalen Netzen basierend) und OpenAI TTS (online, cloudbasiert).

• Piper: Eine lokale TTS-Engine, die offline auf dem Raspberry Pi läuft.

• OpenAI TTS: Ein Online-Dienst, der sehr natürliche, menschlich klingende Stimmen erzeugt.

Bevor du beginnst

Stelle sicher, dass du Folgendes abgeschlossen hast:

• Alle Module installieren (Wichtig) — Installiere robot-hat, vilib, pidog und führe das Skript i2samp.sh aus.

Piper testen

Schritte zum Ausprobieren:

1. Erstelle eine neue Datei:

   cd ~/pidog/examples
   sudo nano test_tts_piper.py
   

2. Kopiere den folgenden Beispielcode in die Datei. Drücke Ctrl+X, dann Y und schließlich Enter, um zu speichern und zu beenden.

   from pidog.tts import Piper
   
   tts = Piper()
   
   # Unterstützte Sprachen auflisten
   print(tts.available_countrys())
   
   # Modelle für Englisch (en_us) auflisten
   print(tts.available_models('en_us'))
   
   # Sprachmodell festlegen (wird automatisch heruntergeladen, falls nicht vorhanden)
   tts.set_model("en_US-amy-low")
   
   # Text ausgeben
   tts.say("Hello! I'm Piper TTS.")
   

   • available_countrys(): listet die unterstützten Sprachen auf.

   • available_models(): listet die verfügbaren Modelle für die gewählte Sprache auf.

   • set_model(): legt das Sprachmodell fest (wird automatisch heruntergeladen, falls es fehlt).

   • say(): wandelt Text in Sprache um und spielt ihn ab.

3. Führe das Programm aus:

   sudo python3 test_tts_piper.py
   

4. Beim ersten Ausführen wird das gewählte Sprachmodell automatisch heruntergeladen.

   • Danach solltest du hören, wie Pidog sagt: Hello! I'm Piper TTS.

   • Du kannst das Sprachmodell ändern, indem du set_model() mit einem anderen Namen aufrufst.

OpenAI TTS testen

API-Schlüssel abrufen und speichern

1. Gehe zu OpenAI Platform und melde dich an. Klicke auf der Seite API keys auf Create new secret key.

   

2. Fülle die Details aus (Owner, Name, Projekt und ggf. Berechtigungen) und klicke auf Create secret key.

   

3. Sobald der Schlüssel erstellt ist, kopiere ihn sofort — du kannst ihn später nicht mehr einsehen. Wenn du ihn verlierst, musst du einen neuen Schlüssel generieren.

   

4. Erstelle in deinem Projektordner (z. B. /pidog/examples) eine Datei namens secret.py:

   cd ~/pidog/examples
   sudo nano secret.py
   

5. Füge deinen Schlüssel in die Datei ein:

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

Testprogramm schreiben und ausführen

1. Erstelle eine neue Datei:

   cd ~/pidog/examples
   sudo nano test_tts_openai.py
   

2. Kopiere den folgenden Beispielcode in die Datei. Drücke Ctrl+X, dann Y und schließlich Enter, um zu speichern und zu beenden.

   from pidog.tts import OpenAI_TTS
   from secret import OPENAI_API_KEY   # or use the try/except version shown above
   
   # Initialize OpenAI TTS
   tts = OpenAI_TTS(api_key=OPENAI_API_KEY)
   tts.set_model('gpt-4o-mini-tts')  # low-latency TTS model
   tts.set_voice('alloy')            # pick a voice
   
   # Quick hello (sanity check)
   tts.say("Hello! I'm OpenAI TTS.")
   

3. Führe das Programm aus:

   sudo python3 test_tts_openai.py
   

4. Du solltest hören, wie Pidog sagt:

   Hello! I'm OpenAI TTS.

---

Fehlerbehebung

• No module named ‚secret‘

  Das bedeutet, dass secret.py nicht im selben Ordner wie deine Python-Datei liegt. Verschiebe secret.py in das Verzeichnis, aus dem du das Skript startest, z. B.:

  ls ~/pidog/examples
  # Stelle sicher, dass secret.py und deine .py-Datei dort liegen
  

• OpenAI: Invalid API key / 401

  • Überprüfe, ob du den vollständigen Schlüssel eingefügt hast (beginnt mit sk-) und keine Leerzeichen oder Zeilenumbrüche enthalten sind.

  • Stelle sicher, dass dein Code den Schlüssel korrekt importiert:

    from secret import OPENAI_API_KEY
    

  • Überprüfe die Netzwerkverbindung deines Raspberry Pi (z. B. ping api.openai.com).

• OpenAI: Quota exceeded / Abrechnungsfehler

  • Du musst möglicherweise ein Zahlungsmittel hinterlegen oder dein Nutzungslimit im OpenAI-Dashboard erhöhen.

  • Versuche es erneut, nachdem du das Konto-/Abrechnungsproblem behoben hast.

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

  • Überprüfe, ob tatsächlich ein Sprachmodell vorhanden ist:

    ls ~/.local/share/piper/voices
    

  • Stelle sicher, dass der Modellname im Code exakt übereinstimmt:

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

  • Überprüfe das Audioausgabegerät / die Lautstärke auf deinem Raspberry Pi (alsamixer) und ob Lautsprecher angeschlossen und eingeschaltet sind.

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

  • Schließe andere Programme, die Audio verwenden.

  • Starte den Raspberry Pi neu, wenn das Gerät weiterhin belegt ist.

  • Wähle in den Raspberry-Pi-Audioeinstellungen das richtige Ausgabegerät (HDMI vs. Kopfhöreranschluss).

• Permission denied beim Ausführen von Python

  • Führe das Skript bei Bedarf mit sudo aus:

    sudo python3 test_tts_piper.py
    

Vergleich der TTS-Engines

Funktionsvergleich: Espeak vs Pico2Wave vs Piper vs OpenAI TTS

Merkmal	Espeak	Pico2Wave	Piper	OpenAI TTS
Läuft auf	Integriert auf Raspberry Pi (offline)	Integriert auf Raspberry Pi (offline)	Raspberry Pi / PC (offline, benötigt Modell)	Cloud (online, benötigt API-Schlüssel)
Stimmqualität	Roboterhaft	Natürlicher als Espeak	Natürlich (neuronales TTS)	Sehr natürlich / menschlich
Steuerung	Geschwindigkeit, Tonhöhe, Lautstärke	Eingeschränkte Steuerung	Auswahl verschiedener Stimmen/Modelle	Auswahl von Modellen und Stimmen
Sprachen	Viele (Qualität variiert)	Eingeschränkte Auswahl	Viele Stimmen/Sprachen verfügbar	Am besten in Englisch (andere je nach Verfügbarkeit)
Latenz / Geschwindigkeit	Sehr schnell	Schnell	Echtzeitfähig auf Pi 4/5 mit „low“-Modellen	Netzwerkabhängig (meist geringe Latenz)
Einrichtung	Minimal	Minimal	Download von .onnx + .onnx.json Modellen	API-Schlüssel erstellen, Client installieren
Am besten geeignet für	Schnelle Tests, einfache Sprachansagen	Etwas bessere Offline-Stimme	Lokale Projekte mit besserer Qualität	Höchste Qualität, umfangreiche Stimmoptionen