python语音合成需要的库_语音合成的几种方案实现与分析
1. 语音合成平台介绍语音合成是将人类语音用人工的方式所产生。若是将电脑系统用在语音合成上，则称为语音合成器，而语音合成器可以用软/硬件所实现。文字转语音(text-to-speech，TTS)系统则是将一般语言的文字转换为语音，其他的系统可以描绘语言符号的表示方式，就像音标转换至语音一样。 - Wikipedia
最近工作中需要基于 Python 开发实现一个实时语音播报系统，故借此机会了解了一下目前语音合成开放 API 的情况。Photo by Jaromír Kavan on Unsplash
百度语音合成 REST API
首先采用的是百度的语音合成服务，Google 搜索“语音合成”，第一个结果是维基百科，第二个就是百度的语音合成服务(很奇怪为什么像科大讯飞、云知声这样的公司排名很靠后)。它基于 HTTP 请求的 REST API 接口，拿到 token，只需要将需要合成的文本上传，合成服务便会返回一段可以播放的 MP3 文件，详细的请求方式及参数说明可以见百度语音合成开发文档。百度语音合成提供了四种发音人选择，不过，个人觉得，合成效果一般，听起来声音比较生硬，被人吐槽，故放弃。百度语音合成上传参数要求注意：需要合成的文本，使用 utf-8 编码
def get_voice(query_msg):
'''从百度语音合成 API 生成语音文件注意 tex 参数需要按照 url 参数标准使用 urlencode utf-8 编码'''
token = config['authority']['baidu_token']
cuid = config['authority']['cuid']
audio_file_path = config['file_path']['audio_path']
url = 'http://tsn.baidu.com/text2audio?' # 请求地址
data = {
'lan': 'zh',
'cuid': cuid,
'tok': token,
'tex': query_msg,
'vol': 10, # 音量
'ctp': 1,
'per': 3, # 发音人选择:0为普通女声，1为普通男生，3为情感合成-度逍遥，4为情感合成-度丫丫，默认为普通女声
'spd': 2
}
params = urllib.parse.urlencode(data, encoding='utf-8')
voice_data = urllib.request.urlopen(url + params).read()
voice_file = open(audio_file_path, 'wb+')
voice_file.write(voice_data)
voice_file.close()
阿里云语音合成 REST API
放弃了百度的服务后，转向阿里云提供的语音合成Restful API，它的合成方式与百度的一样，用户通过 API 上传需要合成的中文文本，云端合成成功之后，返回合成结果语音。官方文档提供了一个 Java 的例子，还好，有热心人已经将合成服务封装好了一个 Python 库：aliyun-voice 1.0.2 ，遗憾的是，目前这个库只能在 Python2 下安装运行，不过这也影响不大，新建一个 python2 的虚拟环境就好了。
通过 aliyun-voice 库认证阿里云很简单，先开通智能语音服务https://data.aliyun.com/product/nls，然后从 https://ak-console.aliyun.com/ 页面获取的 Access id 和 key。同样需要注意一点的是，用户必须上传 utf-8 编码的合成文本，否则会出现麻烦的编码错误，所以传入的字符串还需要经过 encode 一层操作。
阿里云认证
from aliyun_voice.voice import Voice
auth = Voice(ALIYUNACCESSID, ALIYUNACCESSKEY)
获取语音数据，并存储到指定目录 dist
auth.save_voice(text, dist)
奏是这么简单！下面看一个具体实现的代码例子
def play_query_msg():
'''播放查询的问题文本Args:receive_data: 用户查询后返回的数据，数据类型为列表，用户查询问题在 content 中的 msg 字段query_msg: 用户查询的问题ALIYUNACCESSID: 阿里云 API 密钥 id(请使用https://ak-console.aliyun.com/ 页面获取的Access 信息)ALIYUNACCESSKEY: 阿里云 API 密钥 key'''
ws = create_connection("")
while True:
time.sleep(0.5)
try:
receive_items = json.loads(ws.recv())
for item in receive_items:
if item['action_type'] == 'query':
query_msg = json.loads(item['content'])['msg']
ALIYUNACCESSID = config.get('authority', 'ALIYUNACCESSID')
ALIYUNACCESSKEY = config.get('authority', 'ALIYUNACCESSKEY')
voice_file_path = config.get('file_path', 'audio_path')
auth = Voice(ALIYUNACCESSID, ALIYUNACCESSKEY)
auth.save_voice(query_msg.encode('utf-8'), voice_file_path) # 必须是 UTF-8 编码的合成文本
except WebSocketConnectionClosedException:
ws = create_websocket_connection()
continue
腾讯语音合成
腾讯语音合成服务需要审核，而且审核速度有点慢，5 天过去还没有申请成功，不知道合成效果咋样。申请开通腾讯语音合成服务
其他
其他的语音合成提供商还有讯飞在线语音合成开放平台、云知声在线语音合成开放平台，科大讯飞提供了许多种发音人选择，而且效果很不错，不过这两个服务目前都没有提供可以供直接调用的 REST API 接口，云知声提供了一个 C 语言的接口，没有找到用 Python 实现的案例。Photo by Nathan Anderson on Unsplash
2. Python 播放 MP3 文件
获得了语音文件后，如何在 Python 下播放又是一个问题，在实现播放语音文件的过程中踩了不少坑。在 Python 下实现的方法有很多种，有繁有简，可用的库有 pygame、pyglet 等等 ，不过这几个库我都一一尝试了，得到了两种真正能用或者比较稳定的实现方案。
pygame
pygame 是 Python 下一个开发游戏的库，用它来播放 MP3 文件很简单，三行代码就可以实现，算是最简单的的一个了(其他的库，要么调用很麻烦，远远不止三行，要么各种平台不兼容)，如果没有太多语音播放需求如重复播放、延迟播放，可以采用此法。
def play_voice(voice_file_path):
'''用 pygame 库播放语音文件'''
pygame.mixer.init()
track = pygame.mixer.music.load(voice_file_path)
pygame.mixer.music.play()
不过在使用的过程中我发现了一个 bug，如果音频文件的采样率不高(我的是 16000)的话，播放语音时会出现失真的情况，原本的正常的男声会变得语速很快、音调很高。为了解决这个问题，我花了几个小时反复查阅了 pygame 的文档，尝试使用其他方法，然而发现并没有控制播放速率或者其他控制声音质量的选项。
系统自带播放器
pygame 出现了声音失真怎么办？又不想调用其他库的时候需要十几行代码才能实现？其实还有解救的办法。经过少校指点，在 Mac 和 Linux 下是可以通过 subprocess(Python 下自带 subprocess)直接调用系统播放器的，经过测试，声音没有出现失真现象。
def play_voice_by(voice_file_path, query_msg):
'''- 调用 mac 系统播放器 afplay 播放 MP3 文件- linux 下安装 sudo apt install mplayer，调用方法为：subprocess(['mplayer', voice_file_path])'''
subprocess.call(['afplay', voice_file_path])
推荐阅读继续阅读本站其他精彩文章