• 【VC++技术杂谈004】使用微软TTS语音引擎实现文本朗读


      本文主要介绍如何使用微软TTS语音引擎实现文本朗读,以及生成wav格式的声音文件。

    1.语音引擎及语音库的安装

      TTS(Text-To-Speech)是指文本语音的简称,即通过TTS引擎把文本转化为语音输出。

      微软TTS语音引擎提供了Windows Speech SDK开发包供编程者使用。Windows Speech SDK包含语音合成SS引擎和语音识别SR引擎两种,语音合成引擎用于将文字转换成语音输出,语音识别引擎用于识别语音命令。

      Windows Speech SDK可以在微软的官网上免费下载,下载地址为:http://www.microsoft.com/download/en/details.aspx?id=10121

      在该下载界面中,选择下载SpeechSDK51.exe、SpeechSDK51LangPach.exe和sapi.chm 即可。其中,SpeechSDK51.exe是简体中文语音引擎,SpeechSDK51LangPach.exe是中文男生语音库,sapi.chm是SAPI(The Microsoft Speech API)帮助文档。

      下载完成后,先安装语音引擎SpeechSDK51.exe,再安装中文语音库SpeechSDK51LangPach.exe。安装完成后,可以依次点击【开始】/【控制面板】/【语言】打开图1所示的语言属性对话框。在该对话框的“文字-语音转换”标签页下的“语音选择”中能够看到当前系统安装的全部可用的语音库。

    图1 语言属性对话框

    2.ISpVoice接口的成员函数

      文本朗读的功能主要是通过使用ISpVoice接口的成员函数来实现的。该接口的常用成员函数有如下一些:

    (1)HRESULT Speak(LPCWSTR *pwcs, DWORD dwFlags, ULONG *pulStreamNumber);  //朗读文本

    (2)HRESULT Pause ( void);                                   //暂停朗读

    (3)HRESULT Resume ( void);                                //恢复朗读 

    (4)HRESULT SetRate( long RateAdjust);                 //设置朗读速度(取值范围:-10到10)

    (5)HRESULT GetRate(long *pRateAdjust);              //获取朗读速度

    (6)HRESULT SetVoice(ISpObjectToken   *pToken);      //设置使用的语音库

    (7)HRESULT GetVoice(ISpObjectToken** ppToken);    //获取语音库

    (8)HRESULT SetVolume(USHORT usVolume);          //设置音量(取值范围:0到100)

    (9)HRESULT GetVolume(USHORT *pusVolume);      //获取音量

    (10)HRESULT SetOutput(IUnknown *pUnkOutput,BOOL fAllowFormatChanges);     //设置输出

    (11)HRESULT SpeakStream(IStream *pStream, DWORD dwFlags, ULONG *pulStreamNumber);   //朗读wav数据流

    3.编程实例

      了解了以上一些ISpVoice接口的成员函数之后,我们就可以开始编写程序来实现文本朗读,以及生成wav格式声音文件的功能了。

    3.1环境配置

      首先,我们需要将Windows Speech SDK开发包的头文件和库文件所在路径添加到编译器中,具体方法如下(这里以VC++6.0为例):

      依次点击【工具】/【选项】,打开选项对话框,选择【目录】标签,在【路径】中加入“C:Program FilesMicrosoft Speech SDK 5.1Include”和“C:Program FilesMicrosoft Speech SDK 5.1Libi386”。如图2所示。

    图2 选项对话框

      其次,还需要在工程中包含TTS语音引擎头文件和库文件,具体如下:

    1 #include <sapi.h>                            //包含TTS语音引擎头文件和库文件
    2 #include <sphelper.h>
    3 #pragma comment(lib, "sapi.lib")

    3.2枚举语音库

      枚举语音库需要使用到SpEnumTokens()函数,该函数原型如下:

    1 inline HRESULT SpEnumTokens(
    2    const WCHAR            *pszCategoryId,
    3    const WCHAR            *pszReqAttribs,
    4    const WCHAR            *pszOptAttribs,
    5    IEnumSpObjectTokens   **ppEnum
    6 );

      其中,参数ppEnum是IEnumSpObjectTokens类型的指针,用于存储枚举得到的所有语音TokenIEnumSpObjectTokens的成员函数GetCount()用于得到语音Token的总个数,而成员函数Item()则用于得到具体的某一个语音Token

      如下的代码示例如何枚举得到的所有语音Token,并将得到的语音库的名字添加到下拉组合框控件中,具体实现如下:

     1 /*
     2  * 函数功能 : 初始化语言包选择组合框控件
     3  * 备    注 : 
     4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
     5  */
     6 void CTTSDemoDlg::InitVoicePackageSelComboxCtrl()
     7 {
     8     //初始化COM组件
     9     if(FAILED(::CoInitialize(NULL)))
    10     {
    11         MessageBox("初始化COM组件失败!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
    12         return;
    13     }
    14 
    15     //枚举所有语音Token
    16     if(SUCCEEDED(SpEnumTokens(SPCAT_VOICES, NULL, NULL, &m_pIEnumSpObjectTokens)))
    17     {
    18         //得到所有语音Token的个数
    19         ULONG ulTokensNumber = 0;
    20         m_pIEnumSpObjectTokens->GetCount(&ulTokensNumber);
    21         
    22         //检测该机器是否安装有语音包
    23         if(ulTokensNumber == 0)
    24         {
    25             MessageBox("该机器没有安装语音包!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
    26             return;    
    27         }
    28         
    29         //将语音包的名字加入组合框控件
    30         CString strVoicePackageName = _T("");
    31         CString strTokenPrefixText = _T("HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Speech\Voices\Tokens\");
    32         for(ULONG i=0; i<ulTokensNumber; i++)
    33         {
    34             m_pIEnumSpObjectTokens->Item(i, &m_pISpObjectToken);
    35             WCHAR* pChar;
    36             m_pISpObjectToken->GetId(&pChar);
    37             strVoicePackageName = pChar;
    38             strVoicePackageName.Delete(0, strTokenPrefixText.GetLength());
    39             m_ComboxVoiceSel.InsertString(i, strVoicePackageName);
    40         }
    41 
    42         //设置默认的语音包选择
    43         m_ComboxVoiceSel.SetCurSel(0);
    44     }
    45 }

      通过以上的代码可以看到,首先,我们通过调用CoInitialize()函数完成了对COM组件的初始化。然后,我们调用SpEnumTokens()函数得到了m_pIEnumSpObjectTokens对象,该对象存储了枚举得到的所有语音Token。紧接着,我们调用GetCount()函数得到个数,并调用Item()函数得到具体的每一个语音Token对象m_pISpObjectToken。最后,我们通过调用m_pISpObjectToken对象的GetId()函数便能得到具体的某一个Token对象的ID,其形式为“HKEY_LOCAL_MACHINESOFTWAREMicrosoftSpeechVoicesTokensXXXXX”,去掉其前缀便能得到具体的语音库的名字了。

      该实例运行效果如图3所示,点击“语音包选择”组合框下拉箭头,能够看到与图1中列出的语音包是一致的。

    图3 TTS示例运行效果

    3.3文本朗读

      点击图3所示界面中的“开始朗读”按钮,能够根据当前所选择的语音包以及设定的语速和音量,对朗读内容编辑框中的内容进行朗读。其具体实现方法如下:

     1 /*
     2  * 函数功能 : 点击"开始朗读"按钮时,该函数被调用
     3  * 备    注 : 
     4  * 作    者 : 博客园 依旧淡然
     5  */
     6 void CTTSDemoDlg::OnButtonStartRead() 
     7 {
     8     UpdateData(true);
     9 
    10     //获取ISpVoice接口
    11     if(FAILED(CoCreateInstance(CLSID_SpVoice, NULL, CLSCTX_INPROC_SERVER, IID_ISpVoice, (void**)&m_pISpVoice)))
    12     {
    13         MessageBox("获取ISpVoice接口失败!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
    14         return;
    15     }
    16 
    17     //设置语言
    18     m_pIEnumSpObjectTokens->Item(m_ComboxVoiceSel.GetCurSel(), &m_pISpObjectToken);
    19     m_pISpVoice->SetVoice(m_pISpObjectToken);
    20 
    21     //设置播放速度
    22     m_pISpVoice->SetRate(m_SliderVoiceSpeed.GetPos() - 10);
    23 
    24     //设置音量大小
    25     m_pISpVoice->SetVolume(100 - m_SliderVoiceSize.GetPos());
    26 
    27     //检测朗读内容是否为空
    28     if(m_EditContent.IsEmpty())
    29     {
    30         MessageBox("朗读内容不能为空!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
    31         return;
    32     }
    33     
    34     //开始进行朗读
    35     m_pISpVoice->Speak(m_EditContent.AllocSysString(), SPF_ASYNC, NULL);
    36 }

      在以上代码中可以看到,使用了ISpVoice接口函数来完成语音库的选择、语速和音量大小的设定,以及通过调用Speak()函数进行文本朗读。

    3.4生成WAV格式的声音文件

      要将文本朗读的声音保存为WAV格式的声音文件,主要是通过调用ISpVoice接口函数GetOutputStream()和SetOutput()来实现的。

    以下的代码段给出了实现该功能的示例:

     1     //生成WAV文件
     2     CComPtr<ISpStream> cpISpStream;
     3     CComPtr<ISpStreamFormat> cpISpStreamFormat;
     4     CSpStreamFormat spStreamFormat;
     5     m_pISpVoice->GetOutputStream(&cpISpStreamFormat);
     6     spStreamFormat.AssignFormat(cpISpStreamFormat);
     7     HRESULT hResult = SPBindToFile("C:\Documents and Settings\Administrator\桌面\TEST\test.wav", 
     8         SPFM_CREATE_ALWAYS, 
     9         &cpISpStream, 
    10         &spStreamFormat.FormatId(), 
    11         spStreamFormat.WaveFormatExPtr());
    12     if(SUCCEEDED(hResult))
    13     {
    14         m_pISpVoice->SetOutput(cpISpStream, TRUE);
    15         m_pISpVoice->Speak(m_EditContent.AllocSysString(), SPF_DEFAULT, NULL);
    16         MessageBox("生成WAV文件成功!", "提示", MB_OK);
    17     }
    18     else
    19     {
    20         MessageBox("生成WAV文件失败!", "提示", MB_OK|MB_ICONWARNING);
    21     }
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