SAPI

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軟體中的語音技術包括兩方面的內容,一個是語音識別(speech recognition) 和語音合成(speech synthesis)。這兩個技術都需要語音引擎的支持。微軟推出的套用編程接口API,雖然現在不是業界標準,但是套用比較廣泛。 SAPI全稱 The Microsoft Speech API.相關的SR和SS引擎位於Speech SDK開發包中。這個語音引擎支持多種語言的識別和朗讀,包括英文、中文、日文等。

軟體介紹

軟體中的語音技術包括兩方面的內容,一個是語音識別(speech recognition) 和語音合成(speech synthesis)。這兩個技術都需要語音引擎的支持。微軟推出的套用編程接口API,雖然不是業界標準,但是套用比較廣泛。

SAPI全稱 The Microsoft Speech API.相關的SR和SS引擎位於Speech SDK開發包中。這個語音引擎支持多種語言的識別和朗讀,包括英文、中文、日文等。

SAPI包括以下組件對象(接口):

(1)Voice Commands API。對應用程式進行控制,一般用於語音識別系統中。識別某個命令後,會調用相關接口是應用程式完成對應的功能。如果程式想實現語音控制,必須使用此組對象。

(2)Voice Dictation API。聽寫輸入,即語音識別接口。

(3)Voice Text API。完成從文字到語音的轉換,即語音合成。

(4)Voice Telephone API。語音識別和語音合成綜合運用到電話系統之上,利用此接口可以建立一個電話應答系統,甚至可以通過電話控制計算機。

(5)Audio Objects API。封裝了計算機發音系統。

SAPI是架構在COM基礎上的,微軟還提供了ActiveX控制項,所以不僅可用於一般的windows程式,還可以用於網頁、VBA甚至EXCEL的圖表中。如果對COM感到陌生,還可以使用微軟的C++ WRAPPERS,它用C++類封裝了語音SDK COM對象。

軟體安裝

首先下載開發包

Microsoft Speech SDK 5.1添加了Automation支持。所以可以在VB,ECMAScript等支持Automation的語言中使用。

版本說明:

Version: 5.1

語音: English

下載尺寸: 2.0 MB - 288.8 MB

這個SDK開發包還包括了可以隨便發布的英文和中文的語音合成引擎(TTS),和英文、中文、日文的語音識別引擎(SR)。

系統要求98以上版本。編譯開發包中的例子程式需要vc6以上環境。

******下載說明******:

(1)如果要下載例子程式,說明文檔,SAPI以及用於開發的美國英語語音引擎,需要下載SpeechSDK51.exe,大約68M。

(2)如果想要使用簡體中文和日文的語音引擎,需要下載SpeechSDK51LangPack.exe。大約82M。

(3)如果想要和自己的軟體一起發布語音引擎,需要下載SpeechSDK51MSM.exe,大約132M。

(在這個地址,我未能成功下載)。

(4)如果要獲取XP下的 Mike 和 Mary 語音,下載Sp5TTIntXP.exe。大約3.5M。

(5)如果要獲取開發包的文檔說明,請下載sapi.chm。大約2.3M。這個在sdk51裡面已經包含。

下載完畢後,首先安裝SpeechSDK51.exe,然後安裝中文語言補丁包SpeechSDK51LangPack,然後展開

msttss22l,自動將所需dll安裝到系統目錄。

配置環境

在vc6.0的環境下編譯語音工程,首先要配置編譯環境。假設sdk安裝在d:\Microsoft Speech SDK 5.1\路徑下,打開工程設定對話框,在c/c++欄中選擇Preprocessor分類,然後在"附加包含路徑"中輸入

d:\Microsoft Speech SDK 5.1\include

告訴vc編譯程式所需的SAPI頭檔案的位置。

然後切換到LINK欄,在Input分類下的附加庫路徑中輸入:

d:\Microsoft Speech SDK 5.1\lib\i386

使vc在連結的時候能夠找到sapi.lib。

程式套用

即使用SAPI實現TTS(Text to Speech)。

首先要初始化語音接口

ISpVoice* pVoice;

::CoInitialize(NULL);

HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SpVoice, NULL, CLSCTX_ALL, IID_ISpVoice,

(void **)&pVoice);

然後就可以使用這個指針調用SAPI函式了,例如

pVoice->SetVolume(50);//設定音量

pVoice->Speak(str.AllocSysString(),SPF_ASYNC,NULL);

另外也可以使用如下方式:

CComPtr m_cpVoice;

HRESULT hr = m_cpVoice.CoCreateInstance( CLSID_SpVoice );

在下面的例子中都用這個m_cpVoice變數。

CLSID_SpVoice的定義位於SPAI.H中。

獲取/設定輸出頻率

SAPI朗讀文字的時候,可以採用多種頻率方式輸出聲音,比如:

8kHz 8Bit Mono、8kHz 8Bit Stereo、44kHz 16Bit Mono、44kHz 16Bit Stereo等。在音調上有所差別。具體可以參考sapi.h。

可以使用如下代碼獲取當前的配置:

CComPtr cpStream;

HRESULT hrOutputStream = m_cpVoice->GetOutputStream(&cpStream);

if (hrOutputStream == S_OK)

{

CSpStreamFormat Fmt;

hr = Fmt.AssignFormat(cpStream);

if (SUCCEEDED(hr))

{

SPSTREAMFORMAT eFmt = Fmt.ComputeFormatEnum();

}

}

SPSTREAMFORMAT 是一個ENUM類型,定義位於SPAI.H中。每一個值對應了不同的頻率設定。例如 SPSF_8kHz8BitStereo = 5

3 通過如下代碼設定當前朗讀頻率

CComPtr m_cpOutAudio; //聲音輸出接口

SpCreateDefaultObjectFromCategoryId( SPCAT_AUDIOOUT, &m_cpOutAudio ); //創建接口

SPSTREAMFORMAT eFmt = 21; //SPSF_22kHz 8Bit Stereo

CSpStreamFormat Fmt;

Fmt.AssignFormat(eFmt);

if ( m_cpOutAudio )

{

hr = m_cpOutAudio->SetFormat( Fmt.FormatId(), Fmt.WaveFormatExPtr() );

}

else hr = E_FAIL;

if( SUCCEEDED( hr ) )

{

m_cpVoice->SetOutput( m_cpOutAudio, FALSE );

}

獲取/設定播放所用語音

引擎中所用的語音數據檔案一般保存在SpeechEngines下的spd或者vce檔案中。安裝sdk後,在註冊表中保存了可用的語音,比如英文的男/女,簡體中文的男音等。位置是:

HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Speech\Voices\Tokens

如果安裝在中文作業系統下,則預設所用的朗讀語音是簡體中文。SAPI的缺點是不能支持中英文混讀,在朗讀中文的時候,遇到英文,只能逐個字母讀出。所以需要程式自己進行語音切換。

(1) 可以採用如下的函式把當前SDK支持的語音填充在一個組合框中:

// SAPI5 helper function in sphelper.h

HWND hWndCombo = GetDlgItem( hWnd, IDC_COMBO_VOICES ); //組合框句柄

HRESULT hr = SpInitTokenComboBox( hWndCombo , SPCAT_VOICES );

這個函式是通過IEnumSpObjectTokens接口枚舉當前可用的語音接口,把接口的說明文字添加到組合框中,並且把接口的指針作為LPARAM

保存在組合框中。

一定要記住最後程式退出的時候,釋放組合框中保存的接口:

SpDestroyTokenComboBox( hWndCombo );

這個函式的原理就是逐個取得combo裡面每一項的LPARAM數據,轉換成IUnknown接口指針,然後調用Release函式。

(2) 當組合框選擇變化的時候,可以用下面的函式獲取用戶選擇的語音:

ISpObjectToken* pToken = SpGetCurSelComboBoxToken( hWndCombo );

(3) 用下面的函式獲取當前正在使用的語音:

CComPtr pOldToken;

HRESULT hr = m_cpVoice->GetVoice( &pOldToken );

(4) 當用戶選擇的語音和當前正在使用的不一致的時候,用下面的函式修改:

if (pOldToken != pToken)

{

// 首先結束當前的朗讀,這個不是必須的。

HRESULT hr = m_cpVoice->Speak( NULL, SPF_PURGEBEFORESPEAK, 0);

if (SUCCEEDED (hr) )

{

hr = m_cpVoice->SetVoice( pToken );

}

}

(5) 也可以直接使用函式SpGetTokenFromId獲取指定voice的Token指針,例如:

WCHAR pszTokenId[] = L"HKEY_LOCAL_MACHINE\\Software\\Microsoft\\Speech\\Voices\\Tokens\\MSSimplifiedChineseVoice";

SpGetTokenFromId(pszTokenID , &pChineseToken);

開始/暫停/恢復/結束當前的朗讀

要朗讀的文字必須位於寬字元串中,假設位於szWTextString中,則:

開始朗讀的代碼:

hr = m_cpVoice->Speak( szWTextString, SPF_ASYNC | SPF_IS_NOT_XML, 0 );

如果要解讀一個XML文本,用:

hr = m_cpVoice->Speak( szWTextString, SPF_ASYNC | SPF_IS_XML, 0 );

暫停的代碼: m_cpVoice->Pause();

恢復的代碼: m_cpVoice->Resume();

結束的代碼:(上面的例子中已經給出了)

hr = m_cpVoice->Speak( NULL, SPF_PURGEBEFORESPEAK, 0);

跳過部分朗讀的文字

在朗讀的過程中,可以跳過部分文字繼續後面的朗讀,代碼如下:

ULONG ulGarbage = 0;

WCHAR szGarbage[] = L"Sentence";

hr = m_cpVoice->Skip( szGarbage, SkipNum, &ulGarbage );

SkipNum是設定要跳過的句子數量,值可以是正/負。

根據sdk的說明,SAPI僅僅支持SENTENCE這個類型。SAPI是通過標點符號來區分句子的。

6、播放WAV檔案。SAPI可以播放WAV檔案,這是通過ISpStream接口實現的:

CComPtr cpWavStream;

WCHAR szwWavFileName[NORM_SIZE] = L"";;

USES_CONVERSION;

wcscpy( szwWavFileName, T2W( szAFileName ) );//從ANSI將WAV檔案的名字轉換成寬字元串

//使用sphelper.h 提供的這個函式打開 wav 檔案,並得到一個 IStream指針

hr = SPBindToFile( szwWavFileName, SPFM_OPEN_READONLY, &cpWavStream );

if( SUCCEEDED( hr ) )

{

m_cpVoice->SpeakStream( cpWavStream, SPF_ASYNC, NULL );//播放WAV檔案

}

TCHAR szFileName;//假設這裡面保存著目標檔案的路徑

USES_CONVERSION;

WCHAR m_szWFileName[MAX_FILE_PATH];

wcscpy( m_szWFileName, T2W(szFileName) );//轉換成寬字元串

//創建一個輸出流,綁定到wav檔案

CSpStreamFormat OriginalFmt;

CComPtr cpWavStream;

CComPtr cpOldStream;

HRESULT hr = m_cpVoice->GetOutputStream( &cpOldStream );

if (hr == S_OK) hr = OriginalFmt.AssignFormat(cpOldStream);

else hr = E_FAIL;

// 使用sphelper.h中提供的函式創建 wav 檔案

if (SUCCEEDED(hr))

{

hr = SPBindToFile( m_szWFileName, SPFM_CREATE_ALWAYS, &cpWavStream,

⩔iginalFmt.FormatId(), OriginalFmt.WaveFormatExPtr() );

}

if( SUCCEEDED( hr ) )

{

//設定聲音的輸出到 wav 檔案,而不是 speakers

m_cpVoice->SetOutput(cpWavStream, TRUE);

}

//開始朗讀

m_cpVoice->Speak( szWTextString, SPF_ASYNC | SPF_IS_NOT_XML, 0 );

//等待朗讀結束

m_cpVoice->WaitUntilDone( INFINITE );

cpWavStream.Release();

//把輸出重新定位到原來的流

m_cpVoice->SetOutput( cpOldStream, FALSE );

設定朗讀音量和速度

m_cpVoice->SetVolume((USHORT)hpos); //設定音量,範圍是 0 - 100

m_cpVoice->SetRate(hpos); //設定速度,範圍是 -10 - 10

hpos的值一般位於

設定SAPI通知訊息

。SAPI在朗讀的過程中,會給指定視窗傳送訊息,視窗收到訊息後,可以主動獲取SAPI的事件,

根據事件的不同,用戶可以得到當前SAPI的一些信息,比如正在朗讀的單詞的位置,當前的朗讀口型值(用於顯

示動畫口型,中文語音的情況下並不提供這個事件)等等。

要獲取SAPI的通知,首先要註冊一個訊息:

m_cpVoice->SetNotifyWindowMessage( hWnd, WM_TTSAPPCUSTOMEVENT, 0, 0 );

這個代碼一般是在主視窗初始化的時候調用,hWnd是主視窗(或者接收訊息的視窗)句柄。WM_TTSAPPCUSTOMEVENT

是用戶自定義訊息。

在視窗回響WM_TTSAPPCUSTOMEVENT訊息的函式中,通過如下代碼獲取sapi的通知事件:

CSpEvent event; // 使用這個類,比用 SPEVENT結構更方便

while( event.GetFrom(m_cpVoice) == S_OK )

{

switch( event.eEventId )

{

。。。

}

}

eEventID有很多種,比如SPEI_START_INPUT_STREAM表示開始朗讀,SPEI_END_INPUT_STREAM表示朗讀結束等。

可以根據需要進行判斷使用。

結束語

SAPI的功能很多,比如語音識別、使用語法分析等,由於條件和精力有限,我未能一一嘗試,感興趣的朋友可以自己安裝一個研究一下。

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