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  • 为你的应用装上“耳朵”

    背景:

      公司每年会给出两天时间让大家各自提出、准备、实现和展示自己的idea。源于这次活动,对于语音识别做了一番了解,并对一些工具和API做了一些实战调用。最后选择调用一个神奇的js库实现了语音识别和指令识别,融入了项目当中。

      Demo的视频地址:http://pan.baidu.com/s/1c1OsQYk  提取密码:229p

     

      起初,准备使用百度语音API实现语音识别,但是面临下面的困扰:

        1.REST方式,百度推出的基于跨平台的REST 方式的语音识别,但是API文档中明确说明,该方式只支持音频文件上传的方式

        2.Android平台,搭建好android环境并导入项目后,Demo程序可以运行,而且导出的apk文件也可以在android真机上运行。但是我们的产品是web应用,要将android平台的代码抽出来放进产品,从时间上来说,显然不够

     

      后来,我们找到了一个js库——annyang。

        该库是一个很小的JavaScript库,可以让你的访客用语音命令来控制你的网站。annyang支持多国语言,没有依赖性,重量仅为2KB,可以免费使用。

     

    所以今天的主要内容分为以下三部分

    百度语音Android平台

    1.导入项目代码  

      在上篇《玩转百度语音识别,就是这么简单》我们已经搭建了android的环境,并导入百度给出的Android Demo代码。但是之前我们只看到了一个名为"Speech Recorder"的应用,后来我再次启动模拟器的时候,除了"Speech Recorder"以外还有一个"百度语音示例(2.x)"的应用。

      在模拟器中似乎没有办法访问到麦克风,于是安装到android机上测试。当然首先你需要将代码Export为apk文件,具体操作网上很多。

      

    2.安装过程和测试过程

      安装完成

      应用界面:

      语音输入及识别结果

                                            (太不要脸了,但是说的都是大实话^^)

      至此,亲测android平台可用,而且从识别结果来看,还是蛮准确的。

    百度语音REST API

      在上篇中我们也对REST API的方式做了介绍并亲测上传录制好的音频文件再调用API是能够返回结果的。REST API的调用方式跨平台,轻便好用,但是需要录好音频文件上传后才能得到语音识别的结果,显得不是很方便。

    1.设计思路

    • 绘制一个界面包含开始和结束用于控制语音输入
    • 点击开始时,开始调用麦克风
    • 添加线程监控麦克风,将麦克风输入的内容存储为指定音频格式的文件
    • 当点击停止按钮时,调用语音识别的REST API,读取刚刚生成的音频文件
    • 请求远程识别服务,返回音频文件识别后的结果

    有了以上思路,具体实现的代码如下

    package com.baidu.speech.serviceapi;
    
    import javax.swing.*;
    import javax.xml.bind.DatatypeConverter;
    
    import org.json.JSONObject;
    
    import java.awt.*;
    import java.awt.event.*;
    import java.io.*;
    import java.net.HttpURLConnection;
    import java.net.URL;
    
    import javax.sound.sampled.*;
    
    public class AudioUI extends JFrame {
    
    	AudioFormat audioFormat;
    	TargetDataLine targetDataLine;
    
    	final JButton captureBtn = new JButton("Capture");
    	final JButton stopBtn = new JButton("Stop");
    
    	final JPanel btnPanel = new JPanel();
    	final ButtonGroup btnGroup = new ButtonGroup();
    	final JRadioButton aifcBtn = new JRadioButton("AIFC");
    	final JRadioButton aiffBtn = new JRadioButton("AIFF");
    	final JRadioButton auBtn = // selected at startup
    	new JRadioButton("AU", true);
    	final JRadioButton sndBtn = new JRadioButton("SND");
    	final JRadioButton waveBtn = new JRadioButton("WAVE");
    	
    	//definition variable for REST 
    	private static final String serverURL = "http://vop.baidu.com/server_api";
          private static String token = "";
          private static final String testFileName = "C:\Users\Administrator\workspace\speechrecognition\output.wav";
          //put your own params here
          private static final String apiKey = "***";//这里的apiKey就是前面申请在应用卡片中的apiKey
          private static final String secretKey = "***";//这里的secretKey就是前面申请在应用卡片中的secretKey
          private static final String cuid = "***";//cuid是设备的唯一标示,因为我用的是PC,所以这里用的是网卡Mac地址
    
    	public static void main(String args[]) {
    		new AudioUI();
    	}// end main
    
    	public AudioUI() {// constructor
    		captureBtn.setEnabled(true);
    		stopBtn.setEnabled(false);
    
    		// Register anonymous listeners
    		captureBtn.addActionListener(new ActionListener() {
    			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    				captureBtn.setEnabled(false);
    				stopBtn.setEnabled(true);
    				// Capture input data from the
    				// microphone until the Stop button is
    				// clicked.
    				captureAudio();
    			}// end actionPerformed
    		}// end ActionListener
    		);// end addActionListener()
    
    		stopBtn.addActionListener(new ActionListener() {
    			public void actionPerformed(ActionEvent e) {
    				captureBtn.setEnabled(true);
    				stopBtn.setEnabled(false);
    				// Terminate the capturing of input data
    				// from the microphone.
    				targetDataLine.stop();
    				targetDataLine.close();
    				try {
    					getToken();
    					method1();
    			        method2();
    				} catch (Exception e1) {
    					// TODO Auto-generated catch block
    					e1.printStackTrace();
    				}
    		        
    			}// end actionPerformed
    		}// end ActionListener
    		);// end addActionListener()
    
    		// Put the buttons in the JFrame
    		getContentPane().add(captureBtn);
    		getContentPane().add(stopBtn);
    
    		// Include the radio buttons in a group
    		btnGroup.add(aifcBtn);
    		btnGroup.add(aiffBtn);
    		btnGroup.add(auBtn);
    		btnGroup.add(sndBtn);
    		btnGroup.add(waveBtn);
    
    		// Add the radio buttons to the JPanel
    		btnPanel.add(aifcBtn);
    		btnPanel.add(aiffBtn);
    		btnPanel.add(auBtn);
    		btnPanel.add(sndBtn);
    		btnPanel.add(waveBtn);
    
    		// Put the JPanel in the JFrame
    		getContentPane().add(btnPanel);
    
    		// Finish the GUI and make visible
    		getContentPane().setLayout(new FlowLayout());
    		setTitle("Copyright 2003, R.G.Baldwin");
    		setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
    		setSize(300, 120);
    		setVisible(true);
    	}// end constructor
    
    	// This method captures audio input from a
    	// microphone and saves it in an audio file.
    	private void captureAudio() {
    		try {
    			// Get things set up for capture
    			audioFormat = getAudioFormat();
    			DataLine.Info dataLineInfo = new DataLine.Info(TargetDataLine.class, audioFormat);
    			targetDataLine = (TargetDataLine) AudioSystem.getLine(dataLineInfo);
    
    			// Create a thread to capture the microphone
    			// data into an audio file and start the
    			// thread running. It will run until the
    			// Stop button is clicked. This method
    			// will return after starting the thread.
    			new CaptureThread().start();
    		} catch (Exception e) {
    			e.printStackTrace();
    			System.exit(0);
    		} // end catch
    	}// end captureAudio method
    
    	// This method creates and returns an
    	// AudioFormat object for a given set of format
    	// parameters. If these parameters don't work
    	// well for you, try some of the other
    	// allowable parameter values, which are shown
    	// in comments following the declarations.
    	private AudioFormat getAudioFormat() {
    		float sampleRate = 8000.0F;
    		// 8000,11025,16000,22050,44100
    		int sampleSizeInBits = 16;
    		// 8,16
    		int channels = 1;
    		// 1,2
    		boolean signed = true;
    		// true,false
    		boolean bigEndian = false;
    		// true,false
    		return new AudioFormat(sampleRate, sampleSizeInBits, channels, signed, bigEndian);
    	}// end getAudioFormat
    	// =============================================//
    
    	// Inner class to capture data from microphone
    	// and write it to an output audio file.
    	class CaptureThread extends Thread {
    		public void run() {
    			AudioFileFormat.Type fileType = null;
    			File audioFile = null;
    
    			// Set the file type and the file extension
    			// based on the selected radio button.
    			if (aifcBtn.isSelected()) {
    				fileType = AudioFileFormat.Type.AIFC;
    				audioFile = new File("output.aifc");
    			} else if (aiffBtn.isSelected()) {
    				fileType = AudioFileFormat.Type.AIFF;
    				audioFile = new File("output.aif");
    			} else if (auBtn.isSelected()) {
    				fileType = AudioFileFormat.Type.AU;
    				audioFile = new File("output.au");
    			} else if (sndBtn.isSelected()) {
    				fileType = AudioFileFormat.Type.SND;
    				audioFile = new File("output.snd");
    			} else if (waveBtn.isSelected()) {
    				fileType = AudioFileFormat.Type.WAVE;
    				audioFile = new File("output.wav");
    			} // end if
    
    			try {
    				targetDataLine.open(audioFormat);
    				targetDataLine.start();
    				AudioSystem.write(new AudioInputStream(targetDataLine), fileType, audioFile);
    			} catch (Exception e) {
    				e.printStackTrace();
    			} // end catch
    
    		}// end run
    	}// end inner class CaptureThread
    	// =============================================//
    	
    	private static void getToken() throws Exception {
            String getTokenURL = "https://openapi.baidu.com/oauth/2.0/token?grant_type=client_credentials" + 
                "&client_id=" + apiKey + "&client_secret=" + secretKey;
            HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) new URL(getTokenURL).openConnection();
            token = new JSONObject(printResponse(conn)).getString("access_token");
        }
    
        private static void method1() throws Exception {
            File pcmFile = new File(testFileName);
            HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) new URL(serverURL).openConnection();
    
            // construct params
            JSONObject params = new JSONObject();
            params.put("format", "pcm");
            params.put("rate", 8000);
            params.put("lan", "en");
            params.put("channel", "1");
            params.put("token", token);
            params.put("cuid", cuid);
            params.put("len", pcmFile.length());
            params.put("speech", DatatypeConverter.printBase64Binary(loadFile(pcmFile)));
    
            // add request header
            conn.setRequestMethod("POST");
            conn.setRequestProperty("Content-Type", "application/json; charset=utf-8");
    
            conn.setDoInput(true);
            conn.setDoOutput(true);
    
            // send request
            DataOutputStream wr = new DataOutputStream(conn.getOutputStream());
            wr.writeBytes(params.toString());
            wr.flush();
            wr.close();
    
            printResponse(conn);
        }
    
        private static void method2() throws Exception {
            File pcmFile = new File(testFileName);
            HttpURLConnection conn = (HttpURLConnection) new URL(serverURL
                    + "?cuid=" + cuid + "&token=" + token).openConnection();
    
            // add request header
            conn.setRequestMethod("POST");
            conn.setRequestProperty("Content-Type", "audio/pcm; rate=8000");
    
            conn.setDoInput(true);
            conn.setDoOutput(true);
    
            // send request
            DataOutputStream wr = new DataOutputStream(conn.getOutputStream());
            wr.write(loadFile(pcmFile));
            wr.flush();
            wr.close();
    
            printResponse(conn);
        }
    
        private static String printResponse(HttpURLConnection conn) throws Exception {
            if (conn.getResponseCode() != 200) {
                // request error
                return "";
            }
            InputStream is = conn.getInputStream();
            BufferedReader rd = new BufferedReader(new InputStreamReader(is));
            String line;
            StringBuffer response = new StringBuffer();
            while ((line = rd.readLine()) != null) {
                response.append(line);
                response.append('
    ');
            }
            rd.close();
            System.out.println(new JSONObject(response.toString()).toString(4));
            return response.toString();
        }
    
        private static byte[] loadFile(File file) throws IOException {
            InputStream is = new FileInputStream(file);
    
            long length = file.length();
            byte[] bytes = new byte[(int) length];
    
            int offset = 0;
            int numRead = 0;
            while (offset < bytes.length
                    && (numRead = is.read(bytes, offset, bytes.length - offset)) >= 0) {
                offset += numRead;
            }
    
            if (offset < bytes.length) {
                is.close();
                throw new IOException("Could not completely read file " + file.getName());
            }
    
            is.close();
            return bytes;
        }
    
    }
    

      注意上面的apiKey,secretKey,cuid都要填写自己申请后的值。

    2.效果展示

      弹出的ui界面

      选择"wave",点击Capture,开始语音输入,然后点击stop,得到结果

    {
        "access_token": "24.***a82646fffd31.259**2335-7980222",
        "refresh_token": "25.18***6f.315360000.1***-7980222",
        "scope": "public audio_voice_assistant_get wise_adapt lebo_resource_base lightservice_public hetu_basic lightcms_map_poi kaidian_kaidian",
        "session_key": "***URC38LpHQ+crR5n6hQ***zVZRBK/rpVGeNviJXnmJpFIwpsT97C4xvsD",
        "session_secret": "***db82f505cba***",
        "expires_in": 2592000
    }
    {
        "result": [
            "hello how are you, ",
            "hello oh how are you, ",
            "hello how are u, ",
            "halo how are you, ",
            "hollow how are you, "
        ],
        "err_msg": "success.",
        "sn": "776663153181460775167",
        "corpus_no": "6273981573367938505",
        "err_no": 0
    }
    {
        "result": ["哈喽好玩哟,"],
        "err_msg": "success.",
        "sn": "496395116711460775168",
        "corpus_no": "6273981574058301747",
        "err_no": 0
    }
    

      这里LZ输入的语音为“hello,how are you”。从识别结果来看很理想。而且百度语音识别支持三种语言(中文,英语,粤语),这里第一个返回的结果是英文版本,第二个返回的结果是中文版本。

      有了麦克风的支持,REST API的调用方式显得可操作性更强了,你可以将这种方式集成到你的应用,实现在线输入,在线搜索等等功能。

    annyang

    1.annyang介绍

      annyang就是一个js库,可以集成到你的应用中,只有2kb的大小,它到底有多好用我们可以去它的demo网站体验下就知道了

    http://www.jq22.com/yanshi216    annyang1.0.0版本

    https://www.talater.com/annyang/   annyang2.3.0版本

      从console控制台可以看到该网站共加载了四条指令:hello(there), show me * search, show :type report以及let's get started

      这里LZ说出了指令"hello there",产生的效果就是console显示了识别的结果为hello there并与网站加载的指令hello there匹配上了,所以网站会自动跳转到显示hell的部分

      

      这里LZ说的是show me voice search,所以匹配的show me *search指令,并且页面跳转到“show me”的部分

    2.集成annyang到自己的应用

      在自己的github angelloExtend中加入annyang的支持,只需要两步:

    (1)引入annyang.js

      在boot.js中添加

    { file: '//cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/annyang/2.3.0/annyang.min.js'},
    

    (2)在DataCtroller.js中添加一条command并启动annyang服务

    if (annyang) {
    	// Let's define our first command. First the text we expect, and then the function it should call
    	var commands = {
    		 'show bar chart': function() {
    		  alert("hahahha~~~~");
    		  myUser.show('bar');
    	 }
     };
    						
       // Add our commands to annyang
           annyang.addCommands(commands);
    						
      // Start listening. You can call this here, or attach this call to an event, button, etc.
           annyang.start();
     }
    

      具体参见项目:https://github.com/DMinerJackie/angelloExtend

    至此,我们主要介绍了

      1.基于android平台的百度语音识别的测试和验证

      2.基于REST API方式的语音识别,并实现调用麦克风实现在线语音输入和识别的功能

      3.介绍annyang并演示如何使用与集成该库

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