iOS应用的语音识别和语音合成

技术探索者 2023-01-20 ⋅ 18 阅读

语音识别和语音合成是现代移动应用中的重要功能之一。对于iOS开发者来说,Apple提供了强大的语音识别和语音合成功能,使开发者能够轻松地为iOS应用添加这些功能。本文将介绍iOS应用中的语音识别和语音合成,并提供一些示例代码和相关资源供开发者参考。

语音识别

语音识别是将人类语音转换为文本的过程。在iOS中,可以使用Speech框架来实现语音识别功能。Speech框架提供了一种简单而强大的方式来处理语音输入,并将其转换成应用可以使用的文本。

首先,你需要在Xcode中导入Speech框架。然后,创建一个语音识别器对象,并设置代理来处理识别结果。

import Speech

class SpeechRecognizer: NSObject, SFSpeechRecognizerDelegate, SFSpeechRecognitionTaskDelegate {
  let audioEngine = AVAudioEngine()
  let speechRecognizer: SFSpeechRecognizer? = SFSpeechRecognizer(locale: Locale(identifier: "en-US"))
  var recognitionRequest: SFSpeechAudioBufferRecognitionRequest?
  var recognitionTask: SFSpeechRecognitionTask?
  
  func startRecording() {
    // 检查语音识别器是否可用
    guard let recognizer = speechRecognizer else {
      return
    }
    
    // 检查设备是否支持语音识别
    guard SFSpeechRecognizer.authorizationStatus() == .authorized else {
      return
    }

    let node = audioEngine.inputNode
    let recordingFormat = node.outputFormat(forBus: 0)
    node.installTap(onBus: 0, bufferSize: 1024, format: recordingFormat) { (buffer, _) in
      self.recognitionRequest?.append(buffer)
    }
    
    audioEngine.prepare()
    try? audioEngine.start()
    
    recognitionRequest = SFSpeechAudioBufferRecognitionRequest()
    recognitionTask = recognizer.recognitionTask(with: recognitionRequest!, delegate: self)
  }
  
  func stopRecording() {
    audioEngine.stop()
    recognitionRequest?.endAudio()
  }
  
  // 处理识别结果
  func speechRecognitionTask(_ task: SFSpeechRecognitionTask, didFinishRecognition recognitionResult: SFSpeechRecognitionResult) {
    let bestString = recognitionResult.bestTranscription.formattedString
    print(bestString)
  }
  
  // 处理识别失败
  func speechRecognitionTask(_ task: SFSpeechRecognitionTask, didFinishSuccessfully successfully: Bool) {
    if !successfully {
      print("识别失败")
    }
  }
  
  // 请求语音识别权限
  func requestSpeechRecognitionAuthorization() {
    SFSpeechRecognizer.requestAuthorization { authStatus in
      OperationQueue.main.addOperation {
        switch authStatus {
        case .authorized:
          print("已授权")
        case .denied:
          print("拒绝授权")
        case .restricted:
          print("受限制")
        case .notDetermined:
          print("未决定")
        @unknown default:
          fatalError()
        }
      }
    }
  }
}

上述代码创建了一个SpeechRecognizer的类,该类使用AVAudioEngine捕获设备的音频输入,并使用SFSpeechRecognizer进行语音识别。startRecording方法开始录音,stopRecording方法停止录音,并通过代理方法speechRecognitionTask(_:didFinishRecognition:)处理语音识别结果。

要使用此类,请首先调用requestSpeechRecognitionAuthorization方法请求语音识别权限。然后,你可以使用startRecording开始录音,stopRecording停止录音,并使用speechRecognitionTask(_:didFinishRecognition:)处理识别结果。

语音合成

语音合成是将文本转换为口头语音的过程。在iOS中,可以使用AVFoundation框架来实现语音合成功能。AVFoundation提供了AVSpeechSynthesizer类,可以用来合成并播放文本到语音。

首先,导入AVFoundation框架,然后创建一个AVSpeechSynthesizer对象:

import AVFoundation

let synthesizer = AVSpeechSynthesizer()

然后,可以使用AVSpeechUtterance对象来表示要合成的文本和相关的语音配置。例如,可以设置发音语言和语速:

let utterance = AVSpeechUtterance(string: "Hello, welcome to my blog!")
utterance.voice = AVSpeechSynthesisVoice(language: "en-US")
utterance.rate = 0.5

最后,通过调用AVSpeechSynthesizerspeak(_:)方法来进行语音合成:

synthesizer.speak(utterance)

那么如何控制语音合成的播放呢?AVSpeechSynthesizer提供了一些方法来管理语音合成的过程。例如,可以通过调用pauseSpeaking(at:)方法暂停语音合成,continueSpeaking()方法继续播放,以及stopSpeaking(at:)停止合成进程。

// 暂停合成
synthesizer.pauseSpeaking(at: .immediate)

// 继续播放
synthesizer.continueSpeaking()

// 停止合成
synthesizer.stopSpeaking(at: .immediate)

每当语音合成完成或被停止时,你可以通过实现AVSpeechSynthesizerDelegate协议中的相应方法来处理合成结果:

extension ViewController: AVSpeechSynthesizerDelegate {
  func speechSynthesizer(_ synthesizer: AVSpeechSynthesizer, didFinish utterance: AVSpeechUtterance) {
    print("合成完成")
  }
  
  func speechSynthesizer(_ synthesizer: AVSpeechSynthesizer, didPause utterance: AVSpeechUtterance) {
    print("合成暂停")
  }
  
  func speechSynthesizer(_ synthesizer: AVSpeechSynthesizer, didContinue utterance: AVSpeechUtterance) {
    print("继续播放")
  }
  
  func speechSynthesizer(_ synthesizer: AVSpeechSynthesizer, didCancel utterance: AVSpeechUtterance) {
    print("合成取消")
  }
}

要使用上述方法,你需要将实现AVSpeechSynthesizerDelegate协议的对象指定为AVSpeechSynthesizer的代理。

总结

语音识别和语音合成是iOS应用中非常有用的功能。通过Speech框架,iOS开发者可以轻松地实现语音识别功能,允许用户通过语音输入来与应用交互。而通过AVFoundation框架,iOS开发者可以简单地实现语音合成功能,将文本转换为口头语音。结合这两种功能,可以为用户提供更丰富、便捷的应用体验。

本文介绍了在iOS应用中实现语音识别和语音合成的基本方法和示例代码。希望对于开发者们能够有所帮助,更好地为自己的应用增加语音识别和语音合成的功能。


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