2. 使用 Piper 和 OpenAI 进行文本转语音（TTS）

在上一节中，我们介绍了 Raspberry Pi 上的两种简单离线 TTS 引擎：Espeak 和 Pico2Wave。现在，我们将进一步体验两种 更高级的 TTS 方案，它们具有 更高的语音质量 和更强的灵活性：

Piper —— 基于神经网络的高速 TTS 引擎，可在 Raspberry Pi 上 完全离线运行。
OpenAI TTS —— 在线语音服务，提供 非常自然、接近真人的语音效果，非常适合表达丰富的语音内容。

这些引擎可以让您的 Pironman 5 Pro MAX 发出的声音更加真实、生动。 🚀

1. 测试 Piper

Piper 是一个 离线神经网络 TTS 引擎，也就是说在模型安装完成后无需互联网连接即可使用。它支持多种语言和 语音模型，因此非常适合嵌入式语音应用。

运行程序

cd ~/sunfounder-voice-assistant/examples
sudo python3 tts_piper.py

第一次运行时，会自动下载所选择的 语音模型。
随后您将听到 Pironman 5 Pro MAX 说： Hello! I'm Piper TTS.
您可以通过调用 set_model() 并指定不同的模型名称来切换语音或语言。

代码

from sunfounder_voice_assistant.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.")

代码说明：

available_countrys() — 列出所有支持的语言。
available_models() — 列出指定语言可用的语音模型。
set_model() — 设置语音模型。如果该模型尚未安装，会自动下载。
say() — 将文本转换为语音并立即播放。

💡 提示： 尝试不同的语音模型来比较速度、清晰度和口音。有些模型体积更小（速度更快），而有些模型则具有更高的语音质量。

2. 测试 OpenAI TTS

获取并保存 API Key

访问 OpenAI Platform 并登录。在 API keys 页面点击 Create new secret key。
填写相关信息（Owner、Name、Project，以及必要时设置权限），然后点击 Create secret key。
创建完成后，请立即复制该 key —— 之后将无法再次查看。如果丢失，则需要重新生成新的 key。
在您的项目目录中（例如： ~/sunfounder-voice-assistant/examples）创建一个名为 secret.py 的文件：
```
cd ~/sunfounder-voice-assistant/examples
sudo nano secret.py
```

将您的 key 写入文件，例如：

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

运行程序

cd ~/sunfounder-voice-assistant/examples
sudo python3 tts_openai.py

程序将连接到 OpenAI 的 TTS 服务，Pironman 5 Pro MAX 会使用 自然、富有表现力的语音 进行播报。
您可以更改 语音风格，并通过添加 instructions 来控制语气和情绪（例如：悲伤、戏剧化或活泼）。
这使得 OpenAI TTS 非常适用于交互式机器人、讲故事应用或教育助手。

代码

from sunfounder_voice_assistant.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)

代码说明：

OpenAI_TTS() — 使用您的 API key 初始化 OpenAI TTS 引擎。
set_model() — 选择 TTS 模型（例如 gpt-4o-mini-tts）。
set_voice() — 选择具体的语音（例如 alloy）。
say(text) — 将文本转换为语音并播放。
say(text, instructions=...) — 添加 语气控制指令，可动态调整语音表达风格。

示例：

“say it sadly” → 语气柔和、带有情绪
“say it dramatically” → 表达更夸张、富有戏剧感
“say it excitedly” → 语气兴奋、充满活力

故障排查

No module named ‘secret’

这表示 secret.py 不在当前 Python 文件所在目录。请将 secret.py 放到运行脚本的同一目录，例如：
```
ls ~/
# 确认能看到：secret.py 和你的 .py 文件
```
OpenAI: Invalid API key / 401
- 检查您粘贴的 key 是否完整（通常以 sk- 开头），并确认没有多余空格或换行。
- 确认代码中正确导入：
```
from secret import OPENAI_API_KEY
```
- 确认 Raspberry Pi 可以访问网络（可尝试 ping api.openai.com）。
OpenAI: Quota exceeded / billing error
- 您可能需要在 OpenAI 控制台中添加计费方式或提高配额。
- 解决账户或计费问题后重新运行。
Piper：执行 ``tts.say()`` 但没有声音
- 确认语音模型确实存在：
```
ls ~/.local/share/piper/voices
```
- 确认代码中的模型名称完全一致：
```
tts.set_model("en_US-amy-low")
```
- 检查 Raspberry Pi 的音频输出设备和音量（alsamixer），并确认扬声器已连接且已供电。
ALSA / 声音设备错误（例如 “Audio device busy” 或 “No such file or directory”）
- 关闭其他正在使用音频设备的程序。
- 如果设备一直处于占用状态，尝试重启 Raspberry Pi。
- 如果使用 HDMI 或耳机接口输出，请在 Raspberry Pi OS 的音频设置中选择正确的设备。
运行 Python 时出现 Permission denied
- 如果环境需要权限，可尝试使用 sudo：
```
sudo python3 tts_piper.py
```

TTS 引擎对比

功能对比：Espeak vs Pico2Wave vs Piper vs OpenAI TTS
项目	Espeak	Pico2Wave	Piper	OpenAI TTS
运行环境	Raspberry Pi 内置（离线）	Raspberry Pi 内置（离线）	Raspberry Pi / PC（离线，需要模型）	云端（在线，需要 API key）
语音质量	机械化	比 Espeak 更自然	自然（神经网络 TTS）	非常自然、接近真人
可控制项	语速、音调、音量	控制项较少	可选择不同语音/模型	可选择模型和语音
语言支持	多种语言（质量不一）	支持语言较少	多种语音和语言	英语效果最佳（其他语言视模型而定）
延迟 / 速度	非常快	快	在 Pi 4/5 上使用 “low” 模型可实时运行	依赖网络（通常延迟较低）
配置难度	非常简单	非常简单	需要下载 `.onnx` + `.onnx.json` 模型	需要创建 API key 并安装客户端
适用场景	快速测试、简单提示	稍好一点的离线语音	本地项目中需要更好语音质量	最高质量、丰富语音效果