Η παρούσα διατριβή παρουσιάζει την ερευνητική προσπάθεια και τα αποτελέσματα αυτής αναφορικά με την σχεδίαση και υλοποίηση ενός συστήματος συνθετικής ομιλίας με τεχνικές επεξεργασίας ψηφιακού σήματος στο πεδίο του χρόνου. Πιο συγκεκριμένα, η διατριβή, εκτός από την εκτενή αναφορά σε ερευνητικά αποτελέσματα παρόμοιων προσπαθειών στον ίδιο γνωστικό τομέα, εστιάζει στα εξής επιμέρους σημεία:  Στην μελέτη της προσωδίας και στην έμμεση μοντελοποίηση αυτής μέσω του υποσυστήματος βέλτιστης επιλογής ακουστικών μονάδων. Προτείνεται ένας καινοτόμος μηχανισμός για την μοντελοποίηση, παραγωγή και εφαρμογή πρότυπων καμπυλών προσωδίας στο συνθετικό σήμα φωνής, με τρόπο που επιτρέπει την διατήρηση της μικροπροσωδίας και την ποικιλότητα στην προσωδία.  Στον σχεδιασμό, υλοποίηση και επεξεργασία του πρωτογενούς υλικού για την βάση δεδομένων του συνθέτη φωνής, το οποίο βασίζεται σε ηχογραφήσεις ενός φυσικού ομιλητή. Η μέθοδος που προτείνεται αποτελεί μία καινοτόμο τεχνική για τον σχεδιασμό του σώματος κειμένου, λαμβάνοντας υπόψη τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του συνθέτη φωνής και εξασφαλίζοντας μέγιστη κάλυψη διαφορετικών φαινομένων.  Στα διαφορετικά υποσυστήματα του συνθέτη ομιλίας τα οποία είναι υπεύθυνα για την επεξεργασία φυσικής γλώσσας, την κανονικοποίηση κειμένου από Greeklish και την φωνητική μεταγραφή του κειμένου, προτείνοντας νέες μεθόδους για την φωνητική μεταγραφή για την Ελληνική γλώσσα, όπως επίσης και την μετατροπή από Greeklish σε ορθά Ελληνικά.  Σε ειδικές προσαρμογές και τεχνικές που προτείνονται για την δημιουργία ενός συνθέτη ομιλίας ειδικά σχεδιασμένου για την σύμπραξη με υποστηρικτικά εργαλεία προσβασιμότητας για εμποδιζόμενα άτομα, λαμβάνοντας μέριμνα για τις ανάγκες χρήστη και τα σενάρια χρήσης. Τα αποτελέσματα της συγκεκριμένης ερευνητικής προσπάθειας έχουν οδηγήσει στην υλοποίηση του ποιοτικότερου συστήματος συνθετικής ομιλίας για την Ελληνική γλώσσα, ενώ παράλληλα έβαλε τις βάσεις δημιουργίας συνθέτη ομιλίας για την Βουλγαρική γλώσσα με εξαιρετικά υψηλή φυσικότητα και καταληπτότητα.