HarmonyOS

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HarmonyOS之AI能力·语音识别技术

x33g5p2x  于2022-03-07 转载在 其他  
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一、基本概念
  • 语音识别功能提供面向移动终端的语音识别能力。它基于华为智慧引擎(HUAWEI HiAI Engine)中的语音识别引擎,向开发者提供人工智能应用层 API。该技术可以将语音文件、实时语音数据流转换为汉字序列,准确率达到 90% 以上(本地识别 95%)。
  • 语音识别技术,也称为自动语音识别(Automatic Speech Recognition, ASR),可以基于机器识别和理解,将语音信号转变为文本或命令。
  • 语音识别支持的输入文件格式有 wav 或 pcm。
  • 语音识别当前仅支持对普通话的识别。
  • 语音识别输入时长不能超过 20s。
  • 语音识别采样要求:采样率 16000Hz,单声道。
  • 语音识别引擎的使用必须初始化和释放处理,且调用必须在 UI 的主线程中进行。
  • 多线程调用:HUAWEI HiAI Engine 不支持同一应用使用多线程调用同一接口,这样会使某一线程调用 release 方法后,卸载模型,导致正在运行的另一些线程出错。故多线程执行同一功能达不到并行的效果。但是引擎支持使用多线程调用不同接口,如开启两个线程同时使用文档矫正和 ASR 接口。
二、应用场景
  • 支持开发具有语音识别需求的第三方应用,如语音输入法、语音搜索、实时字幕、游戏娱乐、社交聊天、人机交互(如驾驶模式)等场景。
  • 语音输入法:将需要输入的文字,直接用语音的方式输入。即用户说话的时候语音识别引擎返回识别的汉字序列,让输入更加便捷,解放双手。
  • 语音搜索:搜索内容直接以语音的方式输入,可以用于客服系统的关键词搜索,同时转录成文本,让搜索更加高效。
  • 实时字幕:将直播、视频、现场演讲等音频进行实时的字幕转换、降低理解成本,提升用户体验。
  • 驾驶模式:在开车过程中,手握方向盘,无法分神去操作手机来选择音乐、拨打电话。使用语音识别,只要向手机说出命令,例如:听音乐的时候说上一首/下一首进行切歌或调节音量等,即可被手机识别并执行相应操作。
三、API 说明
① 主要接口
接口功能接口原型接口描述
实例化ASR客户端对象Optional createAsrClient(Context context)实例化一个ASR客户端对象,该对象用于调用ASR引擎能力
初始化ASR服务void init(AsrIntent intent, AsrListener asrListener)初始化ASR服务。传入回调,用于等待ASR功能接口的调用过程和结果;以及传入初始化参数,初始化ASR引擎
开始听取和识别语音void startListening(AsrIntent asrIntent)开始听取和识别语音。如果识别的是音频文件,则读取文件识别。<br>如果识别PCM语音数据流,则结合writePcm(byte[], int)来识别。在调用此方法前,需要先调用init(AsrIntent, AsrListener)来初始化ASR引擎服务
停止识别语音void stopListening()调用此方法,已经获取到的语音会完成识别,未获取到的语音将不再识别。<br>一般在默认场景下,无需调用此方法去停止识别,因为语音识别会自动地决策语音是否已经完成,然后自动地停止识别。然而,也可以调用此方法来直接在某刻手动地停止识别。<br>调用此方法前,需要先调用init(AsrIntent, AsrListener)来初始化ASR引擎服务。
写入PCM数据流,进行语音识别void writePcm(byte[] bytes, int length)调用此方法,写入PCM语音数据流,并对PCM进行语音识别。<br>调用此方法前,需要先调用init(AsrIntent, AsrListener)来初始化ASR引擎服务。<br>在调用startListening(AsrIntent)}之后,将获取的PCM数据通过此方法来下发给ASR引擎处理。<br>PCM数据流长度存在限制:PCM数据流大小不能超过800KB,另外PCM数据流对应的音频长度不能超过20s。length代表有效长度,当前只支持1280或者640字节
取消语音识别void cancel()取消语音识别,已经获取到的语音也不再识别。调用此方法前,需要先调用init(AsrIntent, AsrListener)来初始化ASR引擎服务
销毁ASR服务void destroy()取消所有ASR任务,销毁ASR引擎服务。调用此方法后,无法再使用ASR服务。如果需要重新使用ASR服务,需要重新调用createAsrClient(Context)来创建 AsrClient实例
  • AsrListener 接口说明:

| 包名 | 类名 | 接口原型 | 功能描述 |
| ohos.ai.asr | AsrListener | void onInit(PacMap params) | ASR引擎初始化结束后,ASR的服务端会调用此回调接口处理初始化结果数据 |
| void onBeginningOfSpeech() | ASR引擎检测到用户开始说话时,ASR服务端调用此回调接口 |
| void onRmsChanged (float rms) | ASR引擎检测到音频输入的语音能量变化时,ASR服务端调用此回调接口处理语音能量 |
| void onEndOfSpeech() | ASR引擎检测到用户说话停止时,调用此回调接口 |
| void onIntermediateResults(PacMap intermediateResults) | ASR引擎语音识别过程中,当部分识别结果可以获取到时,调用此回调处理中间过程的识别结果 |
| void onError(int error) | ASR语音识别过程中出现错误时,调用此回调接口 |
| void onResults(PacMap results) | ASR引擎完成语音识别,调用此回调返回和处理完整的识别结果 |
| void onBufferReceived(byte[] buffer) | ASR引擎每次接收到新输入的音频流时,会调用此回调接口处理接收到的语音流数据 |
| void onEvent(int eventType, PacMap params) | ASR引擎检测到某些事件时,调用此接口上报事件给调用者 |
| void onEnd() | ASR引擎识别结束时,调用此回调接口。但如果识别音频过程中被AsrClient类中的stopListening()或者cancel()方法打断,则不会调用此回调接口 |
| void onAudioStart() | 在音频开始时,ASR引擎服务端调用此回调接口 |
| void onAudioEnd() | 在音频结束时,ASR引擎服务端调用此回调接口 |

② 接口返回值说明
  • AsrListener 中的 onResults(PacMap results) 方法返回结果,结果封装在 json 格式中,需要解析得到。结果说明:
返回结果结果类型结果说明
{“result”:[{“confidence”:0,“ori_word”:"你 好 ",“pinyin”:"NI3 HAO3 ",“word”:“你好。”}]}Json识别结果
{“confidence”:xxx}Double识别结果的置信度
{ “word”:“xxx”}String识别结果的文本内容
  • 示例结果(Json):
{
	    "engine_type":"local_engine",
	    "result":[{"confidence":0,"ori_word":"你 好 ","pinyin":"NI3 HAO3 ","word":"你好。"}],
	    "result_type":"lvcsr",
	    "scenario_type":5
	}
③ 语音识别结果码说明
  • AsrError 说明:
常量名取值错误码含义
SUCCESS0表示在某个接口被调用成功时,在回调中会返回这个结果码
ERROR_AUDIO3表示接口调用时,发生因音频读取导致的错误时,在回调中会返回的结果码
ERROR_SERVER4表示接口调用时,ASR引擎服务端发生错误时,在回调中会返回的结果码
ERROR_CLIENT5表示接口调用时,调用ASR的客户端发生错误时,在回调中会返回的结果码
ERROR_SPEECH_TIMEOUT6表示ASR接口调用时,在设定的时间内没有语音输入时,在回调中会返回的结果码
ERROR_NO_MATCH7表示ASR接口调用时,发生ASR的识别结果不匹配定义的json格式时,在回调中会返回的结果码
ERROR_RECOGNIZER_BUSY8表示ASR接口调用时,ASR引擎正忙时,在回调中会返回的结果码
ERROR_INVALID_PARAMS10表示ASR接口调用时,发生参数输入错误时,在回调中会返回的结果码
ERROR_UNKNOWN11表示ASR接口调用时,发生未知错误时,在回调中会返回的结果码
ERROR_GET_MODEL_PATH13表示ASR接口调用时,ASR模型路径获取失败时,在回调中会返回的结果码
ERROR_RESULT_UNSUPPORTED15表示ASR接口调用时,设备上当前版本的ASR引擎不支持正在被调用的接口时,在回调中会返回的结果码
ERROR_MODEL_NOT_MATCH16表示ASR接口调用时,当前设备中预置的ASR引擎应用和ASR模型不匹配时,在回调中会返回的结果码
ERROR_INIT_FAIL23表示ASR接口调用时,发生ASR引擎初始化失败的错误时,在回调中会返回的结果码
ERROR_NO_ASR30表示当前设备上没有ASR引擎,不支持ASR能力的调用时,在回调中会返回的结果码
四、开发流程
① 在使用语音识别API时,将实现ASR的相关的类添加至工程
// 提供ASR引擎执行时所需要传入的参数类
	import ohos.ai.asr.AsrIntent;
	// 错误码的定义类
	import ohos.ai.asr.util.AsrError;
	// 加载语音识别Listener
	import ohos.ai.asr.AsrListener;
	// 提供调用ASR引擎服务接口的类
	import ohos.ai.asr.AsrClient;
	// ASR回调结果中的关键字封装类
	import ohos.ai.asr.util.AsrResultKey;
② 调用 API 接口
  • 创建一个 AsrClient 对象:context 为应用上下文信息,应为 ohos.aafwk.ability.Ability 或 ohos.aafwk.ability.AbilitySlice 的实例或子类实例:
AsrClient asrClient = AsrClient.createAsrClient(context).orElse(null);
  • 设置引擎参数:如果希望识别文件,音频文件需满足约束与限制,并设置音频类型为“ASR_SRC_TYPE_FILE”;如果希望识别音频流,则设置音频类型为“ASR_SRC_TYPE_PCM”:
AsrIntent initIntent = new AsrIntent();
	initIntent.setAudioSourceType(AsrIntent.AsrAudioSrcType.ASR_SRC_TYPE_PCM);
  • 初始化ASR服务:其中,mMyAsrListener 为实现了 AsrListener 接口的实例对象:
asrClient.init(initIntent, mMyAsrListener);
  • 开始识别:用户可以不设置参数,使用默认参数:
AsrIntent asrIntent = new AsrIntent();
	// 设置后置的端点检测(VAD)时间
	asrIntent.setVadEndWaitMs(2000);
	// 设置前置的端点检测(VAD)时间
	asrIntent.setVadFrontWaitMs(4800);
	// 设置语音识别的超时时间
	asrIntent.setTimeoutThresholdMs(20000);
	asrClient.startListening(asrIntent);
	// buffer需要替换为真实的音频数据
	byte[] buffer = new byte[]{0, 1, 0, 10, 1};
	// 对于长度大于1280的音频,需要多次调用writePcm分段传输
	asrClient.writePcm(buffer, 1280);
  • 需要注意的是,startListening 或 writePcm 方法建议放在 mMyAsrListener 中 onInit() 方法内调用,保证初始化引擎成功之后再调用识别接口。如果希望识别音频文件,则不需要调用 writePcm 接口:
AsrIntent asrIntent = new AsrIntent();
	// 将FilePath修改为正确的地址,且文件路径需要给com.huawei.hiai进程授予可访问权限。
	asrIntent.setFilePath("FilePath");
	asrClient.startListening(asrIntent);
  • 取消或停止识别:
asrClient.stopListening(); // 停止识别
	asrClient.cancel(); // 取消识别
  • 释放引擎:
asrClient.destroy();

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