python实现文本转语音音频

news2024/11/22 16:04:26

文章目录

  • 文本转语音音频
    • 第一步:讯飞平台的注册
    • 第二步:导入程序所需要的依赖库
    • 第二步:websocket对象类的初始化
    • 第三步:websocket建立连接后的函数
    • 第四步:websocket数据返回结果的处理函数
    • 第五步:pcm音频转换为wav音频
    • 整合并运行
  • 完整代码

文本转语音音频

程序为python程序,通过讯飞语音开放平台将输入的文本转换为wav音频文件。

第一步:讯飞平台的注册

1.注册讯飞平台账号讯飞官网网址。
2.打开讯飞控制台。
3.点击“创建新应用”。
在这里插入图片描述
4.输入“应用名称”,“应用分类”,“应用功能描述”(这些都是自定义的)。
5.创建成功后,记住“APPID”,“APISecret”,“APIKey”这三个关键。
在这里插入图片描述

第二步:导入程序所需要的依赖库

import websocket
import datetime
import hashlib
import base64
import hmac
import json
from urllib.parse import urlencode
import time
import ssl
from wsgiref.handlers import format_date_time
from datetime import datetime
from time import mktime
import _thread as thread
import os
import wave

如果有没有的依赖库,通过pip在Anaconda的配置虚拟环境进行依赖库的下载。
例如:

pip install websockets

第二步:websocket对象类的初始化

此类包含讯飞连接对象的初始化(包括APPID,APIKey,APISecret),还有输入转换语音音频的中文文本;初始化讯飞连接的url。
这些都是固定的参数,无需必要的修改。

class Ws_Param(object):
    # 初始化
    def __init__(self, APPID, APIKey, APISecret, Text):
        self.APPID = APPID
        self.APIKey = APIKey
        self.APISecret = APISecret
        self.Text = Text

        # 公共参数(common)
        self.CommonArgs = {"app_id": self.APPID}
        # 业务参数(business),更多个性化参数可在官网查看
        self.BusinessArgs = {"aue": "raw", "auf": "audio/L16;rate=16000", "vcn": "xiaoyan", "tte": "utf8"}
        self.Data = {"status": 2, "text": str(base64.b64encode(self.Text.encode('utf-8')), "UTF8")}
        # 使用小语种须使用以下方式,此处的unicode指的是 utf16小端的编码方式,即"UTF-16LE"”
        # self.Data = {"status": 2, "text": str(base64.b64encode(self.Text.encode('utf-16')), "UTF8")}

    # 生成url
    def create_url(self):
        url = 'wss://tts-api.xfyun.cn/v2/tts'
        # 生成RFC1123格式的时间戳
        now = datetime.now()
        date = format_date_time(mktime(now.timetuple()))

        # 拼接字符串
        signature_origin = "host: " + "ws-api.xfyun.cn" + "\n"
        signature_origin += "date: " + date + "\n"
        signature_origin += "GET " + "/v2/tts " + "HTTP/1.1"
        # 进行hmac-sha256进行加密
        signature_sha = hmac.new(self.APISecret.encode('utf-8'), signature_origin.encode('utf-8'),
                                 digestmod=hashlib.sha256).digest()
        signature_sha = base64.b64encode(signature_sha).decode(encoding='utf-8')

        authorization_origin = "api_key=\"%s\", algorithm=\"%s\", headers=\"%s\", signature=\"%s\"" % (
            self.APIKey, "hmac-sha256", "host date request-line", signature_sha)
        authorization = base64.b64encode(authorization_origin.encode('utf-8')).decode(encoding='utf-8')
        # 将请求的鉴权参数组合为字典
        v = {
            "authorization": authorization,
            "date": date,
            "host": "ws-api.xfyun.cn"
        }
        # 拼接鉴权参数,生成url
        url = url + '?' + urlencode(v)
        # print("date: ",date)
        # print("v: ",v)
        # 此处打印出建立连接时候的url,参考本demo的时候可取消上方打印的注释,比对相同参数时生成的url与自己代码生成的url是否一致
        # print('websocket url :', url)
        return url

第三步:websocket建立连接后的函数

此函数是建立websocket连接后运行的函数,对对象数据加载后,将对象data转换我json格式发送到讯飞平台进行消息处理。
需要更改的参数:pcm音频路径(通过讯飞平台处理后,返回的pcm音频保存路径)。

# 收到websocket连接建立的处理
def on_open(ws):
    def run(*args):
        d = {"common": wsParam.CommonArgs,
             "business": wsParam.BusinessArgs,
             "data": wsParam.Data,
             }
        d = json.dumps(d)
        print("------>开始发送文本数据")
        ws.send(d)
        if os.path.exists('../dataset/audio_pcm/demo3.pcm'):
            os.remove('../dataset/audio_pcm/demo3.pcm')

    thread.start_new_thread(run, ())

第四步:websocket数据返回结果的处理函数

三个函数的作用:websocket消息正确处理;websocket异常处理;websocket关闭处理。
on_message函数需要更改的参数:pcm音频路径(通过讯飞平台处理后,返回的pcm音频保存路径)。

def on_message(ws, message):
    try:
        message = json.loads(message)
        code = message["code"]
        sid = message["sid"]
        audio = message["data"]["audio"]
        audio = base64.b64decode(audio)
        status = message["data"]["status"]
        print(message)
        if status == 2:
            print("ws is closed")
            ws.close()
        if code != 0:
            errMsg = message["message"]
            print("sid:%s call error:%s code is:%s" % (sid, errMsg, code))
        else:

            with open('../dataset/audio_pcm/demo3.pcm', 'ab') as f:
                f.write(audio)

    except Exception as e:
        print("receive msg,but parse exception:", e)


# 收到websocket错误的处理
def on_error(ws, error):
    print("### error:", error)


# 收到websocket关闭的处理
def on_close(ws):
    print("### closed ###")

第五步:pcm音频转换为wav音频

pcm2wav函数参数:需要传入的pcm音频文件路径,需要保存wav音频文件路径,其他参数无需改动。

def pcm2wav(pcm_file, wav_file, channels=1, bits=16, sample_rate=16000):
    # 打开 PCM 文件
    pcmf = open(pcm_file, 'rb')
    pcmdata = pcmf.read()
    pcmf.close()

    # 打开将要写入的 WAVE 文件
    wavfile = wave.open(wav_file, 'wb')
    # 设置声道数
    wavfile.setnchannels(channels)
    # 设置采样位宽
    wavfile.setsampwidth(bits // 8)
    # 设置采样率
    wavfile.setframerate(sample_rate)
    # 写入 data 部分
    wavfile.writeframes(pcmdata)
    wavfile.close()

整合并运行

  1. 需要将讯飞平台的APPID,APISecret,APIKey以及要转换的中文文本Text,这四个参数输入。
  2. 更改pcm2wav函数的参数中你的pcm文件保存路径和wav音频文件路径。
if __name__ == "__main__":
    # 测试时候在此处正确填写相关信息即可运行
    wsParam = Ws_Param(APPID='5d27dbc6', APISecret='ZTQ5NTAwZTk0YzQ5MDdhNWViZjcyYjVh',
                       APIKey='d61163a9bdb5d0a0508f98dee66e0383',
                       Text="机器人把书桌清理一下")
    websocket.enableTrace(False)
    wsUrl = wsParam.create_url()
    ws = websocket.WebSocketApp(wsUrl, on_message=on_message, on_error=on_error, on_close=on_close)
    ws.on_open = on_open
    ws.run_forever(sslopt={"cert_reqs": ssl.CERT_NONE})
    pcm2wav("../dataset/audio_pcm/demo3.pcm", "../dataset/audio/demo3.wav")

此时,可以运行完整代码。

完整代码

import websocket
import datetime
import hashlib
import base64
import hmac
import json
from urllib.parse import urlencode
import time
import ssl
from wsgiref.handlers import format_date_time
from datetime import datetime
from time import mktime
import _thread as thread
import os
import wave

STATUS_FIRST_FRAME = 0  # 第一帧的标识
STATUS_CONTINUE_FRAME = 1  # 中间帧标识
STATUS_LAST_FRAME = 2  # 最后一帧的标识


class Ws_Param(object):
    # 初始化
    def __init__(self, APPID, APIKey, APISecret, Text):
        self.APPID = APPID
        self.APIKey = APIKey
        self.APISecret = APISecret
        self.Text = Text

        # 公共参数(common)
        self.CommonArgs = {"app_id": self.APPID}
        # 业务参数(business),更多个性化参数可在官网查看
        self.BusinessArgs = {"aue": "raw", "auf": "audio/L16;rate=16000", "vcn": "xiaoyan", "tte": "utf8"}
        self.Data = {"status": 2, "text": str(base64.b64encode(self.Text.encode('utf-8')), "UTF8")}
        # 使用小语种须使用以下方式,此处的unicode指的是 utf16小端的编码方式,即"UTF-16LE"”
        # self.Data = {"status": 2, "text": str(base64.b64encode(self.Text.encode('utf-16')), "UTF8")}

    # 生成url
    def create_url(self):
        url = 'wss://tts-api.xfyun.cn/v2/tts'
        # 生成RFC1123格式的时间戳
        now = datetime.now()
        date = format_date_time(mktime(now.timetuple()))

        # 拼接字符串
        signature_origin = "host: " + "ws-api.xfyun.cn" + "\n"
        signature_origin += "date: " + date + "\n"
        signature_origin += "GET " + "/v2/tts " + "HTTP/1.1"
        # 进行hmac-sha256进行加密
        signature_sha = hmac.new(self.APISecret.encode('utf-8'), signature_origin.encode('utf-8'),
                                 digestmod=hashlib.sha256).digest()
        signature_sha = base64.b64encode(signature_sha).decode(encoding='utf-8')

        authorization_origin = "api_key=\"%s\", algorithm=\"%s\", headers=\"%s\", signature=\"%s\"" % (
            self.APIKey, "hmac-sha256", "host date request-line", signature_sha)
        authorization = base64.b64encode(authorization_origin.encode('utf-8')).decode(encoding='utf-8')
        # 将请求的鉴权参数组合为字典
        v = {
            "authorization": authorization,
            "date": date,
            "host": "ws-api.xfyun.cn"
        }
        # 拼接鉴权参数,生成url
        url = url + '?' + urlencode(v)
        # print("date: ",date)
        # print("v: ",v)
        # 此处打印出建立连接时候的url,参考本demo的时候可取消上方打印的注释,比对相同参数时生成的url与自己代码生成的url是否一致
        # print('websocket url :', url)
        return url


def on_message(ws, message):
    try:
        message = json.loads(message)
        code = message["code"]
        sid = message["sid"]
        audio = message["data"]["audio"]
        audio = base64.b64decode(audio)
        status = message["data"]["status"]
        print(message)
        if status == 2:
            print("ws is closed")
            ws.close()
        if code != 0:
            errMsg = message["message"]
            print("sid:%s call error:%s code is:%s" % (sid, errMsg, code))
        else:

            with open('../dataset/audio_pcm/demo3.pcm', 'ab') as f:
                f.write(audio)

    except Exception as e:
        print("receive msg,but parse exception:", e)


# 收到websocket错误的处理
def on_error(ws, error):
    print("### error:", error)


# 收到websocket关闭的处理
def on_close(ws):
    print("### closed ###")


# 收到websocket连接建立的处理
def on_open(ws):
    def run(*args):
        d = {"common": wsParam.CommonArgs,
             "business": wsParam.BusinessArgs,
             "data": wsParam.Data,
             }
        d = json.dumps(d)
        print("------>开始发送文本数据")
        ws.send(d)
        if os.path.exists('../dataset/audio_pcm/demo3.pcm'):
            os.remove('../dataset/audio_pcm/demo3.pcm')

    thread.start_new_thread(run, ())


def pcm2wav(pcm_file, wav_file, channels=1, bits=16, sample_rate=16000):
    # 打开 PCM 文件
    pcmf = open(pcm_file, 'rb')
    pcmdata = pcmf.read()
    pcmf.close()

    # 打开将要写入的 WAVE 文件
    wavfile = wave.open(wav_file, 'wb')
    # 设置声道数
    wavfile.setnchannels(channels)
    # 设置采样位宽
    wavfile.setsampwidth(bits // 8)
    # 设置采样率
    wavfile.setframerate(sample_rate)
    # 写入 data 部分
    wavfile.writeframes(pcmdata)
    wavfile.close()


if __name__ == "__main__":
    # 测试时候在此处正确填写相关信息即可运行
    wsParam = Ws_Param(APPID='5d27dbc6', APISecret='ZTQ5NTAwZTk0YzQ5MDdhNWViZjcyYjVh',
                       APIKey='d61163a9bdb5d0a0508f98dee66e0383',
                       Text="机器人把书桌清理一下")
    websocket.enableTrace(False)
    wsUrl = wsParam.create_url()
    ws = websocket.WebSocketApp(wsUrl, on_message=on_message, on_error=on_error, on_close=on_close)
    ws.on_open = on_open
    ws.run_forever(sslopt={"cert_reqs": ssl.CERT_NONE})
    pcm2wav("../dataset/audio_pcm/demo3.pcm", "../dataset/audio/demo3.wav")

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