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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