在当今信息化时代，人机交互已经成为日常生活中不可缺少的一部分。而语音技术作为一种更加自然、便捷的交互方式，也越来越受到人们的关注。本文将介绍一个使用Linux操作系统构建的智能语音识别与语音合成系统，为用户提供更加便利的人机交互体验。
一、系统概述
本系统基于Linux操作系统，采用Python语言编写。主要分为两个模块：语音识别模块和语音合成模块。其中，语音识别模块通过调用百度AI的语音识别API，将用户输入的语音转换为文本。语音合成模块通过调用百度AI的语音合成API，将系统生成的文本转换为语音输出。用户可以通过麦克风输入语音指令，系统将自动识别并执行操作，同时将执行结果以语音形式返回给用户。
二、系统实现
1.语音识别模块
在语音识别模块中，我们使用了百度AI的语音识别API。由于百度AI提供了Python SDK，因此我们可以轻松地通过Python调用API。
首先，为了使用百度AI的语音识别API，我们需要在百度AI开放平台申请API Key和Secret Key，并安装百度AI Python SDK。
接着，我们需要用PyAudio库录制用户的语音，并将录制的语音文件转换成PCM格式。最后，我们通过API将PCM格式的语音文件上传至百度AI主机，并获取识别结果。
以下是语音识别模块的代码：
```python
import urllib.parse
import hmac
import hashlib
import base64
from aip import AipSpeech
import pyaudio
import wave
APP_ID = 'YOUR_APP_ID'
API_KEY = 'YOUR_API_KEY'
SECRET_KEY = 'YOUR_SECRET_KEY'
def generate_request_param():
rate = 16000
format = 'pcm'
channel = 1
cuid = '123456PYTHON'
dev_pid = 1537
param = {'dev_pid': dev_pid, 'cuid':cuid, 'rate':rate, 'channel':channel, 'format':format}
return param
def generate_request_url():
url = ''
grant_type = 'client_credentials'
client_id = API_KEY
client_secret = SECRET_KEY
request_url = url + '?grant_type=' + grant_type + '&client_id=' + client_id + '&client_secret=' + client_secret
return request_url
def get_token():
request_url = generate_request_url()
token_response = urllib.request.urlopen(request_url).read()
token_content = json.loads(token_response.decode('utf-8'))
return token_content['access_token']
def get_file_content(filepath):
with open(filepath, 'rb') as fp:
return fp.read()
def recognize():
CHUNK = 1024
FORMAT = pyaudio.paInt16
CHANNELS = 1
RATE = 16000
RECORD_SECONDS = 5
WAVE_OUTPUT_FILENAME = "output.wav"
p = pyaudio.PyAudio()
stream = p.open(format=FORMAT,
channels=CHANNELS,
rate=RATE,
input=True,
frames_per_buffer=CHUNK)
print("* recording")
frames = []
for i in range(0, int(RATE / CHUNK * RECORD_SECONDS)):
data = stream.read(CHUNK)
frames.append(data)
print("* done recording")
stream.stop_stream()
stream.close()
p.terminate()
wf = wave.open(WAVE_OUTPUT_FILENAME, 'wb')
wf.setnchannels(CHANNELS)
wf.setsampwidth(p.get_sample_size(FORMAT))
wf.setframerate(RATE)
wf.writeframes(b''.join(frames))
wf.close()
token = get_token()
request_url = '' + '?access_token=' + token
audio_data = get_file_content(WAVE_OUTPUT_FILENAME)
params = generate_request_param()
headers = {
'Content-Type': 'audio/' + params['format'] + '; rate=' + str(params['rate']),
'Content-Length': len(audio_data)
}
signature_headers = headers.copy()
signature_headers['Host'] = 'vop.baidu.com'
signature_rs = []
for key, value in signature_headers.items():
signature_rs.append(key + ': ' + value)
signature = 'n'.join(signature_rs)
http_method = 'POST'
canonical_uri = '/server_api'
canonical_querystring = ''
canonical_headers = 'Host:vop.baidu.comn' + signature
canonical_request = http_method + 'n'
+ canonical_uri + 'n'
+ canonical_querystring + 'n'
+ canonical_headers + 'nn'
+ hashlib.md5(audio_data).hexdigest()
secret_key_bytes = bytes(SECRET_KEY, encoding='utf-8')
signature_bytes = bytes(signature, encoding='utf-8')
hmac_obj = hmac.new(secret_key_bytes, signature_bytes, hashlib.sha1)
hmac_str = base64.b64encode(hmac_obj.digest()).decode('utf-8')
authorization_rs = []
authorization_rs.append('bce-auth-v1' + '/' + API_KEY + '/' + '2020-05-20T20:40:00Z' + '/' + '1800' + '/' + signature)
authorization_rs.append('host:' + 'vop.baidu.com')
authorization_rs.append('x-bce-date:2020-05-20T20:40:00Z')
authorization_rs.append('x-bce-content-sha256:' + hashlib.sha256(audio_data).hexdigest())
authorization = 'n'.join(authorization_rs)
headers['Authorization'] = authorization
response = requests.post(request_url, headers=headers, data=audio_data)
return response.json()['result'][0]
```
2.语音合成模块
在语音合成模块中，我们同样使用了百度AI的语音合成API。与语音识别模块相似，我们同样需要在百度AI平台上申请API Key和Secret Key，然后安装百度AI Python SDK。
接着，我们将需要合成的文本通过API传递给百度AI主机，主机将返回一个PCM格式的语音文件，我们将其写入一个WAV文件，最后通过PyAudio库播放语音。
以下是语音合成模块的代码：
per = 0
spd = 5
pit = 5
vol = 5
aue = 6
param = {'per': per, 'spd': spd, 'pit': pit, 'vol': vol, 'aue': aue}
def generate_request_url(text):
url = ''
body = urllib.parse.urlencode({'tex': text, 'tok': token, 'cuid': '123456PYTHON', 'lan': 'zh', 'ctp': 1})
request_url = url + '?' + body
def get_audio_content(url):
response = requests.get(url)
return response.content
def get_audio_file(content, filename):
with open(filename, 'wb') as f:
f.write(content)
def play_audio(filename):
wf
