一、SAPI简介
软件中的语音技术包括两方面的内容,一个是语音识别(speech recognition) 和语音合成(speech synthesis)。这两个技术都需要语音引擎的支持。微软推出的应用编程接口API,虽然现在不是业界标准,但是应用比较广泛。
SAPI全称 The Microsoft Speech API.相关的SR和SS引擎位于Speech SDK开发包中。这个语音引擎支持多种语言的识别和朗读,包括英文、中文、日文等。
SAPI包括以下组件对象(接口):
(1)Voice Commands API。对应用程序进行控制,一般用于语音识别系统中。识别某个命令后,会调用相关接口是应用程序完成对应的功能。如果程序想实现语音控制,必须使用此组对象。
(2)Voice Dictation API。听写输入,即语音识别接口。 (3)Voice Text API。完成从文字到语音的转换,即语音合成。 (4)Voice Telephone API。语音识别和语音合成综合运用到电话系统之上,利用此接口可以建立一个电话应答系统,甚至可以通过电话控制计算机。 (5)Audio Objects API。封装了计算机发音系统。SAPI是架构在COM基础上的,微软还提供了ActiveX控件,所以不仅可用于一般的windows程序,还可以用于网页、VBA甚至EXCEL的图表中。如果对COM感到陌生,还可以使用微软的C++ WRAPPERS,它用C++类封装了语音SDK COM对象。
二、安装SAPI SDK。
首先从这个站点下载开发包:
Microsoft Speech SDK 5.1添加了Automation支持。所以可以在VB,ECMAScript等支持Automation的语言中使用。
版本说明:
Version: 5.1 发布日期: 8/8/2001 语音: English 下载尺寸: 2.0 MB - 288.8 MB这个SDK开发包还包括了可以随便发布的英文和中文的语音合成引擎(TTS),和英文、中文、日文的语音识别引擎(SR)。
系统要求98以上版本。编译开发包中的例子程序需要vc6以上环境。
******下载说明******:
(1)如果要下载例子程序,说明文档,SAPI以及用于开发的美国英语语音引擎,需要下载SpeechSDK51.exe,大约68M。 (2)如果想要使用简体中文和日文的语音引擎,需要下载SpeechSDK51LangPack.exe。大约82M。 (3)如果想要和自己的软件一起发布语音引擎,需要下载SpeechSDK51MSM.exe,大约132M。 (在这个地址,我未能成功下载)。 (4)如果要获取XP下的 Mike 和 Mary 语音,下载Sp5TTIntXP.exe。大约3.5M。 (5)如果要获取开发包的文档说明,请下载sapi.chm。大约2.3M。这个在sdk51里面已经包含。下载完毕后,首先安装SpeechSDK51.exe,然后安装中文语言补丁包SpeechSDK51LangPack,然后展开
msttss22l,自动将所需dll安装到系统目录。三、配置vc环境
在vc6.0的环境下编译语音工程,首先要配置编译环境。假设sdk安装在d:\Microsoft Speech SDK 5.1\路径下,打开工程设置对话框,在c/c++栏中选择Preprocessor分类,然后在"附加包含路径"中输入
d:\Microsoft Speech SDK 5.1\include 告诉vc编译程序所需的SAPI头文件的位置。 然后切换到LINK栏,在Input分类下的附加库路径中输入: d:\Microsoft Speech SDK 5.1\lib\i386 使vc在链接的时候能够找到sapi.lib。四、语音合成的应用。即使用SAPI实现TTS(Text to Speech)。
1、首先要初始化语音接口,一般有两种方式:
ISpVoice* pVoice; ::CoInitialize(NULL); HRESULT hr = CoCreateInstance(CLSID_SpVoice, NULL, CLSCTX_ALL, IID_ISpVoice, (void **)&pVoice); 然后就可以使用这个指针调用SAPI函数了,例如 pVoice->SetVolume(50);//设置音量 pVoice->Speak(str.AllocSysString(),SPF_ASYNC,NULL);另外也可以使用如下方式:
CComPtr<ISpVoice> m_cpVoice; HRESULT hr = m_cpVoice.CoCreateInstance( CLSID_SpVoice ); 在下面的例子中都用这个m_cpVoice变量。CLSID_SpVoice的定义位于SPAI.H中。
2、获取/设置输出频率。
SAPI朗读文字的时候,可以采用多种频率方式输出声音,比如:
8kHz 8Bit Mono、8kHz 8Bit Stereo、44kHz 16Bit Mono、44kHz 16Bit Stereo等。在音调上有所差别。具体可以参考sapi.h。可以使用如下代码获取当前的配置:
CComPtr<ISpStreamFormat> 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 是一个ENUM类型,定义位于SPAI.H中。每一个值对应了不同的频率设置。例如 SPSF_8kHz8BitStereo = 5通过如下代码设置当前朗读频率:
CComPtr<ISpAudio> m_cpOutAudio; //声音输出接口 SpCreateDefaultObjectFromCategoryId( SPCAT_AUDIOOUT, &m_cpOutAudio ); //创建接口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 ); }3、获取/设置播放所用语音。
引擎中所用的语音数据文件一般保存在SpeechEngines下的spd或者vce文件中。安装sdk后,在注册表中保存了可用的语音,比如英文的男/女,简体中文的男音等。位置是:
HKEY_LOCAL_MACHINE\Software\Microsoft\Speech\Voices\Tokens 如果安装在中文操作系统下,则缺省所用的朗读语音是简体中文。SAPI的缺点是不能支持中英文混读,在朗读中文的时候,遇到英文,只能逐个字母读出。所以需要程序自己进行语音切换。(1) 可以采用如下的函数把当前SDK支持的语音填充在一个组合框中:
// SAPI5 helper function in sphelper.h HWND hWndCombo = GetDlgItem( hWnd, IDC_COMBO_VOICES ); //组合框句柄 HRESULT hr = SpInitTokenComboBox( hWndCombo , SPCAT_VOICES ); 这个函数是通过IEnumSpObjectTokens接口枚举当前可用的语音接口,把接口的说明文字添加到组合框中,并且把接口的指针作为LPARAM 保存在组合框中。 一定要记住最后程序退出的时候,释放组合框中保存的接口: SpDestroyTokenComboBox( hWndCombo ); 这个函数的原理就是逐个取得combo里面每一项的LPARAM数据,转换成IUnknown接口指针,然后调用Release函数。 (2) 当组合框选择变化的时候,可以用下面的函数获取用户选择的语音: ISpObjectToken* pToken = SpGetCurSelComboBoxToken( hWndCombo );(3) 用下面的函数获取当前正在使用的语音:
CComPtr<ISpObjectToken> pOldToken; HRESULT hr = m_cpVoice->GetVoice( &pOldToken ); (4) 当用户选择的语音和当前正在使用的不一致的时候,用下面的函数修改: if (pOldToken != pToken) { // 首先结束当前的朗读,这个不是必须的。 HRESULT hr = m_cpVoice->Speak( NULL, SPF_PURGEBEFORESPEAK, 0); if (SUCCEEDED (hr) ) { hr = m_cpVoice->SetVoice( pToken ); } } (5) 也可以直接使用函数SpGetTokenFromId获取指定voice的Token指针,例如: WCHAR pszTokenId[] = L"HKEY_LOCAL_MACHINE\\Software\\Microsoft\\Speech\\Voices\\Tokens\\MSSimplifiedChineseVoice"; SpGetTokenFromId(pszTokenID , &pChineseToken);4、开始/暂停/恢复/结束当前的朗读
要朗读的文字必须位于宽字符串中,假设位于szWTextString中,则: 开始朗读的代码: hr = m_cpVoice->Speak( szWTextString, SPF_ASYNC | SPF_IS_NOT_XML, 0 ); 如果要解读一个XML文本,用: hr = m_cpVoice->Speak( szWTextString, SPF_ASYNC | SPF_IS_XML, 0 );暂停的代码: m_cpVoice->Pause();
恢复的代码: m_cpVoice->Resume(); 结束的代码:(上面的例子中已经给出了) hr = m_cpVoice->Speak( NULL, SPF_PURGEBEFORESPEAK, 0);5、跳过部分朗读的文字
在朗读的过程中,可以跳过部分文字继续后面的朗读,代码如下:
ULONG ulGarbage = 0; WCHAR szGarbage[] = L"Sentence"; hr = m_cpVoice->Skip( szGarbage, SkipNum, &ulGarbage ); SkipNum是设置要跳过的句子数量,值可以是正/负。 根据sdk的说明,目前SAPI仅仅支持SENTENCE这个类型。SAPI是通过标点符号来区分句子的。6、播放WAV文件。SAPI可以播放WAV文件,这是通过ISpStream接口实现的:
CComPtr<ISpStream> cpWavStream;
WCHAR szwWavFileName[NORM_SIZE] = L"";;USES_CONVERSION;
wcscpy( szwWavFileName, T2W( szAFileName ) );//从ANSI将WAV文件的名字转换成宽字符串//使用sphelper.h 提供的这个函数打开 wav 文件,并得到一个 IStream 指针
hr = SPBindToFile( szwWavFileName, SPFM_OPEN_READONLY, &cpWavStream ); if( SUCCEEDED( hr ) ) { m_cpVoice->SpeakStream( cpWavStream, SPF_ASYNC, NULL );//播放WAV文件 } 7、将朗读的结果保存到wav文件 TCHAR szFileName[256];//假设这里面保存着目标文件的路径 USES_CONVERSION; WCHAR m_szWFileName[MAX_FILE_PATH]; wcscpy( m_szWFileName, T2W(szFileName) );//转换成宽字符串//创建一个输出流,绑定到wav文件
CSpStreamFormat OriginalFmt; CComPtr<ISpStream> cpWavStream; CComPtr<ISpStreamFormat> cpOldStream; HRESULT hr = m_cpVoice->GetOutputStream( &cpOldStream ); if (hr == S_OK) hr = OriginalFmt.AssignFormat(cpOldStream); else hr = E_FAIL; // 使用sphelper.h中提供的函数创建 wav 文件 if (SUCCEEDED(hr)) { hr = SPBindToFile( m_szWFileName, SPFM_CREATE_ALWAYS, &cpWavStream, &OriginalFmt.FormatId(), OriginalFmt.WaveFormatExPtr() ); } if( SUCCEEDED( hr ) ) { //设置声音的输出到 wav 文件,而不是 speakers m_cpVoice->SetOutput(cpWavStream, TRUE); } //开始朗读 m_cpVoice->Speak( szWTextString, SPF_ASYNC | SPF_IS_NOT_XML, 0 );//等待朗读结束
m_cpVoice->WaitUntilDone( INFINITE ); cpWavStream.Release();//把输出重新定位到原来的流
m_cpVoice->SetOutput( cpOldStream, FALSE ); 8、设置朗读音量和速度 m_cpVoice->SetVolume((USHORT)hpos); //设置音量,范围是 0 - 100 m_cpVoice->SetRate(hpos); //设置速度,范围是 -10 - 10hpos的值一般位于
9、设置SAPI通知消息。SAPI在朗读的过程中,会给指定窗口发送消息,窗口收到消息后,可以主动获取SAPI的事件,
根据事件的不同,用户可以得到当前SAPI的一些信息,比如正在朗读的单词的位置,当前的朗读口型值(用于显 示动画口型,中文语音的情况下并不提供这个事件)等等。要获取SAPI的通知,首先要注册一个消息:
m_cpVoice->SetNotifyWindowMessage( hWnd, WM_TTSAPPCUSTOMEVENT, 0, 0 ); 这个代码一般是在主窗口初始化的时候调用,hWnd是主窗口(或者接收消息的窗口)句柄。WM_TTSAPPCUSTOMEVENT 是用户自定义消息。在窗口响应WM_TTSAPPCUSTOMEVENT消息的函数中,通过如下代码获取sapi的通知事件:
CSpEvent event; // 使用这个类,比用 SPEVENT结构更方便
while( event.GetFrom(m_cpVoice) == S_OK )
{ switch( event.eEventId ) { 。。。 } }eEventID有很多种,比如SPEI_START_INPUT_STREAM表示开始朗读,SPEI_END_INPUT_STREAM表示朗读结束等。
可以根据需要进行判断使用。四、结束语
SAPI的功能很多,比如语音识别、使用语法分析等,由于条件和精力有限,我未能一一尝试,感兴趣的朋友可以自己安装一个研究一下。 另外提供一个简单例子程序的下载,位置是: