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15. Piper と OpenAI を使った TTS

前回のレッスンでは、Raspberry Pi に標準搭載されている 2 つの TTS エンジン（ Espeak と Pico2Wave）を試しました。今回は、より強力な 2 つの音声合成エンジンを使います：

Piper：Raspberry Pi 上で動作するオフラインのニューラルネットワーク型 TTS。
OpenAI TTS：オンラインの高品質音声合成サービスで、非常に自然な音声を生成します。

始める前に

以下を完了していることを確認してください：

すべてのモジュールをインストールする（重要） — robot-hat、 vilib、 pidog モジュールをインストールし、スクリプト i2samp.sh を実行します。

Piper のテスト

手順：

新しいファイルを作成：

cd ~/pidog/examples
sudo nano test_tts_piper.py

以下のコードを貼り付け、 Ctrl+X → Y → Enter で保存します。

from pidog.tts import Piper

tts = Piper()

# サポートされている言語の一覧を表示
print(tts.available_countrys())

# 英語 (en_us) のモデル一覧を表示
print(tts.available_models('en_us'))

# 音声モデルを設定（未ダウンロードの場合は自動で取得）
tts.set_model("en_US-amy-low")

# テスト音声
tts.say("Hello! I'm Piper TTS.")

available_countrys()：利用可能な言語を表示
available_models()：指定した言語のモデルを一覧表示
set_model()：音声モデルを設定（未取得なら自動ダウンロード）
say()：テキストを音声に変換して再生

以下のコマンドで実行：
```
sudo python3 test_tts_piper.py
```
初回実行時、選択した音声モデルが自動的にダウンロードされます。
- Pidog が Hello! I'm Piper TTS. と話すのが聞こえるはずです。
- set_model() に他のモデル名を指定すれば、別の言語や声にも切り替えられます。

OpenAI TTS をテストする

API キーを取得して保存する

OpenAI Platform にアクセスしてログインします。 API keys ページで Create new secret key をクリックします。
詳細（Owner、Name、Project、必要に応じて permissions）を入力し、 Create secret key をクリックします。
キーが作成されたら、すぐにコピーしてください — 再表示はできません。失くした場合は、新しいキーを生成する必要があります。
プロジェクトフォルダ（例: /pidog/examples）に secret.py というファイルを作成します:
```
cd ~/pidog/examples
sudo nano secret.py
```

ファイルに以下のようにキーを貼り付けます:

# secret.py
# シークレット情報をここに保存します。このファイルを Git にコミットしないでください。
OPENAI_API_KEY = "sk-xxx"

テストプログラムを作成して実行する

新しいファイルを作成します:

cd ~/pidog/examples
sudo nano test_tts_openai.py

下記のサンプルコードをファイルにコピーします。 Ctrl+X 、次に Y 、最後に Enter を押して保存して終了します。

from pidog.tts import OpenAI_TTS
from secret import OPENAI_API_KEY   # または上記の try/except バージョンを使用

# OpenAI TTS を初期化
tts = OpenAI_TTS(api_key=OPENAI_API_KEY)
tts.set_model('gpt-4o-mini-tts')  # 低遅延 TTS モデル
tts.set_voice('alloy')            # 音声を選択

# クイックテスト（動作確認）
tts.say("Hello! I'm OpenAI TTS.")

プログラムを実行します:
```
sudo python3 test_tts_openai.py
```
Pidog から次の音声が聞こえるはずです：

Hello! I'm OpenAI TTS.

トラブルシューティング

'secret' というモジュールが見つかりません（No module named 'secret'）

これは secret.py が Python ファイルと同じフォルダにないことを意味します。 secret.py をスクリプトを実行しているディレクトリに移動してください。例:
```
ls ~/pidog/examples
# secret.py と .py ファイルの両方が表示されることを確認します
```
OpenAI: 無効な API キー / 401
- キー全体（ sk- で始まる）を正しく貼り付け、余分なスペースや改行がないことを確認してください。
- コードで正しくインポートしていることを確認します:
```
from secret import OPENAI_API_KEY
```
- Pi 上でネットワークアクセスを確認します（ ping api.openai.com を試してください）。
OpenAI: クォータ超過 / 請求エラー（Quota exceeded / billing error）
- OpenAI ダッシュボードで請求情報を追加するか、クォータを増やす必要がある場合があります。
- アカウントまたは請求の問題を解決した後、再試行してください。
Piper: tts.say() は動作するが音声が出ない
- 音声モデルが実際に存在することを確認します:
```
ls ~/.local/share/piper/voices
```
- コード内のモデル名が正確に一致していることを確認します:
```
tts.set_model("en_US-amy-low")
```
- Pi のオーディオ出力デバイスと音量（ alsamixer）を確認し、スピーカーが接続・電源オンになっていることを確認してください。
ALSA / サウンドデバイスのエラー（例: 「Audio device busy」または「No such file or directory」）
- 他のプログラムでオーディオが使用されていないことを確認してください。
- デバイスがビジー状態のままなら、Pi を再起動してください。
- HDMI とヘッドフォンジャックの出力を切り替える場合は、Raspberry Pi OS のオーディオ設定で正しいデバイスを選択してください。
Python 実行時に「Permission denied」と表示される
- 環境によっては sudo が必要な場合があります:
```
sudo python3 test_tts_piper.py
```

TTS エンジンの比較

機能比較: Espeak vs Pico2Wave vs Piper vs OpenAI TTS
項目	Espeak	Pico2Wave	Piper	OpenAI TTS
実行環境	Raspberry Pi に標準搭載（オフライン）	Raspberry Pi に標準搭載（オフライン）	Raspberry Pi / PC（オフライン、モデルが必要）	クラウド（オンライン、APIキーが必要）
音声品質	ロボット的	Espeak より自然	自然（ニューラルTTS）	非常に自然 / 人間らしい
コントロール	速度、ピッチ、音量	制御は限定的	音声/モデルを選択可能	モデルと音声を選択可能
対応言語	多言語（品質は言語により異なる）	限定的な言語セット	多数の音声/言語が利用可能	英語が最も高品質（その他は提供状況による）
レイテンシ / 速度	非常に高速	高速	Pi 4/5 上で “low” モデルを使えばリアルタイム	ネットワーク依存（通常は低遅延）
セットアップ	最小限	最小限	`.onnx` と `.onnx.json` モデルをダウンロード	APIキー作成、クライアントインストール
最適な用途	簡単なテスト、基本的なプロンプト	ちょっと良いオフライン音声	より高品質なローカルプロジェクト	最高品質、豊富な音声オプション