梅馨嫣栀 » Python玩转语音聊天机器人

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1 前言

最近比较闲，简单了解了一下微信小程序开发，想着空闲时自己动手也写一个可以陪人聊天的小程序，后来发现类似的小程序已经有好几款了，而且做的都还不错。聊天机器人的好几年前就有了，但最近貌似又开始火热起来了，上次在车库咖啡听百度UNIT分享时，分享嘉宾说目前语音需求远大于图像处理，当时还有点不敢相信，但下面的常见场景大家都不陌生，可见语音到底有多火：

百度AI发布了DuerOS，”小度小度”的唤醒语火遍了朋友圈
微信和输入法中语音输入真是方便，再也不用担心妈妈不会打字了
龙泉寺的贤二机器人居然会跟大师探讨佛法、诵读经文，惊！
好友群中多了一个聊天机器人，比如QQ小冰（2854196306），@她后可以陪聊，天知道未来哪天我是在跟谁聊天
DevOps方兴未艾，ChatOps产品却开始崭露头角，运维人员真是越来越懒了，命令都懒得敲了
……

大牛们总是敢为人先，好几年前都已经DIY出来一个能够红外识别人的聊天机器人，电梯直达。汗~，原来自己已经早早落伍啦，现在也利用Python玩玩大神的山寨版聊天机器人。

拼装一个聊天机器人竟然如次简单，你只需要：

百度AI的语音识别、语音合成服务；
图灵机器人服务
调用响应的REST服务就可以了

语音交互的典型流程：用户说话–>录音–>百度语音识别为文字–>发送文字给图灵机器人–>处理图灵机器人回复文字结果–>将结果文字合成语音–>播放语音给用户。

2 服务调用

（1）百度语音

百度语音可以调用REST服务，也可以本地安装一个客户端，具体参考开发文档。

https://ai.baidu.com/docs#/ASR-API/top

https://ai.baidu.com/docs#/TTS-API/top

这里选择安装Python SDK的方式进行：

# pip install baidu-aip

1	# pip install baidu-aip

语音合成及语音识别baidu_asr.py：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import json
from aip import AipSpeech

APP_ID = '10244407'
API_KEY = 'eRbQtT8ACHxDWzePjrpLfh71'
SECRET_KEY = 'XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX'

aipSpeech = AipSpeech(APP_ID, API_KEY, SECRET_KEY)

# 读取文件
def get_file_content(filePath):
    with open(filePath, 'rb') as fp:
        return fp.read()

# 识别本地文件
def to_word(sound):
    result_str = aipSpeech.asr(get_file_content(sound), 'pcm', 16000, {
        'lan': 'zh',
    })
    if result_str.has_key('result'):
        out_txt = result_str['result'][0]
    else:
        out_txt = "Null"
    return out_txt

# 转为语音
def to_sound(word,sound_path,per):
    result = aipSpeech.synthesis(word, 'zh', 1, {
        'vol': 5,
        'per': per,
    })

    # 识别正确返回语音二进制 错误则返回dict 参照下面错误码
    if not isinstance(result, dict):
        with open(sound_path, 'wb') as f:
            f.write(result)
    #print dict

if __name__ == '__main__':
    to_sound('你好吗？','hello.mp3',3)
    print to_word('16k.pcm')

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import json

from aip import AipSpeech

APP_ID = '10244407'

API_KEY = 'eRbQtT8ACHxDWzePjrpLfh71'

SECRET_KEY = 'XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX'

aipSpeech = AipSpeech(APP_ID, API_KEY, SECRET_KEY)

# 读取文件

def get_file_content(filePath):

with open(filePath, 'rb') as fp:

return fp.read()

# 识别本地文件

def to_word(sound):

result_str = aipSpeech.asr(get_file_content(sound), 'pcm', 16000, {

'lan': 'zh',

})

if result_str.has_key('result'):

out_txt = result_str['result'][0]

else:

out_txt = "Null"

return out_txt

# 转为语音

def to_sound(word,sound_path,per):

result = aipSpeech.synthesis(word, 'zh', 1, {

'vol': 5,

'per': per,

})

# 识别正确返回语音二进制错误则返回dict 参照下面错误码

if not isinstance(result, dict):

with open(sound_path, 'wb') as f:

f.write(result)

#print dict

if __name__ == '__main__':

to_sound('你好吗？','hello.mp3',3)

print to_word('16k.pcm')

注：语音合成中，per参数为发音人选择，0为女声，1为男声，3为情感合成-度逍遥，4为情感合成-度丫丫。

（2）图灵机器人

图灵机器人使用还是挺多的，试用版仅支持文字机器人，可以快速接入微信公众号/微信号/QQ，贤二机器僧公众号估计也是这样做的，接入微信公众号，可以自动文字回复呦，见下图：

服务调用也非常简单，具体查看官方文档：

http://www.tuling123.com/help/h_cent_webapi.jhtml?nav=doc

curl调用示例：

#curl -i -H 'Content-Type: application/json' -X POST -d '{"key":XXXXXXXXXXXXXXX,"info":"北京天气"}' http://www.tuling123.com/openapi/api

1	#curl -i -H 'Content-Type: application/json' -X POST -d '{"key":XXXXXXXXXXXXXXX,"info":"北京天气"}' http://www.tuling123.com/openapi/api

Python客户端示例bot_1.py：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import requests, json
github_url = 'http://www.tuling123.com/openapi/api'

def do_chat(word):
    data = json.dumps({'key':'XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX', 'info':word})
    r = requests.post(github_url, data, headers={'Accept': 'application/json'})
    return r.json()['text']

if __name__ == '__main__':
    print do_chat('今天星期几？')

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import requests, json

github_url = 'http://www.tuling123.com/openapi/api'

def do_chat(word):

data = json.dumps({'key':'XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX', 'info':word})

r = requests.post(github_url, data, headers={'Accept': 'application/json'})

return r.json()['text']

if __name__ == '__main__':

print do_chat('今天星期几？')

3 机器人对聊

起两个图灵机器人客户端（bot_1.py&bot_2.py），让两个机器人对聊，哈哈，好无聊

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import time
import bot_1, bot_2

if __name__ == '__main__':
    count = 0
    ss = raw_input('启动！输入第一句话：')
    for i in range(1,20):
        ss1 = bot_1.do_chat(ss)
        print '机器人A:',ss1
        ss = bot_2.do_chat(ss1)
        print '机器人B:',ss
        if ss1 == ss:
            count = count + 1
        if count == 3:
            print '俩二货已经聊死了~'
            break

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import time

import bot_1, bot_2

if __name__ == '__main__':

count = 0

ss = raw_input('启动！输入第一句话：')

for i in range(1,20):

ss1 = bot_1.do_chat(ss)

print '机器人A:',ss1

ss = bot_2.do_chat(ss1)

print '机器人B:',ss

if ss1 == ss:

count = count + 1

if count == 3:

print '俩二货已经聊死了~'

break

加上语音合成，语音播放，这播放声音使用了pygame模块，需要提前安装：

# pip install pygame

1	# pip install pygame

语音对聊模式：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
import pygame
import baidu_asr
import bot_1, bot_2

if __name__ == '__main__':
    count = 0
    pygame.mixer.init()
    print int(time.time())
    ss = raw_input('启动！输入第一句话：')
    for i in range(1, 20):

        ss1 = bot_1.do_chat(ss)
        now = (time.time())
        print '机器人A:', ss1
        sound1 = 'D:/' + str(now) + 'A.mp3'
        baidu_asr.to_sound(ss1, sound1, 1)

        track1 = pygame.mixer.music.load(sound1)
        pygame.mixer.music.play()
        while pygame.mixer.music.get_busy() == 1:
            time.sleep(0.5)

        ss = bot_2.do_chat(ss1)
        now = (time.time())
        print '机器人B:', ss

        sound2 = 'D:/' + str(now) + 'B.mp3'
        baidu_asr.to_sound(ss, sound2, 0)
        track2 = pygame.mixer.music.load(sound2)
        pygame.mixer.music.play()
        while pygame.mixer.music.get_busy() == 1:
            time.sleep(0.5)

        if ss1 == ss:
            count = count + 1
        if count == 3:
            print '俩二货已经聊死了~'
            break

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import time

import pygame

import baidu_asr

import bot_1, bot_2

if __name__ == '__main__':

count = 0

pygame.mixer.init()

print int(time.time())

ss = raw_input('启动！输入第一句话：')

for i in range(1, 20):

ss1 = bot_1.do_chat(ss)

now = (time.time())

print '机器人A:', ss1

sound1 = 'D:/' + str(now) + 'A.mp3'

baidu_asr.to_sound(ss1, sound1, 1)

track1 = pygame.mixer.music.load(sound1)

pygame.mixer.music.play()

while pygame.mixer.music.get_busy() == 1:

time.sleep(0.5)

ss = bot_2.do_chat(ss1)

now = (time.time())

print '机器人B:', ss

sound2 = 'D:/' + str(now) + 'B.mp3'

baidu_asr.to_sound(ss, sound2, 0)

track2 = pygame.mixer.music.load(sound2)

pygame.mixer.music.play()

while pygame.mixer.music.get_busy() == 1:

time.sleep(0.5)

if ss1 == ss:

count = count + 1

if count == 3:

print '俩二货已经聊死了~'

break

看看俩二货的聊天记录，也是醉了~

启动！输入第一句话：我来啦
机器人A: 欢迎啊！
机器人B: 有种终极大boss的感觉。
机器人A: 我老爱你了
机器人B: 知道啦，我也爱你。
机器人A: 么么哒
机器人B: 我要两个，外加一个抱抱。
机器人A: 明天会发生更吃惊的～一切还在掌控范围之内
机器人B: 我非常的喜欢和你聊天
机器人A: 哎哟，不错哟，我也喜欢哟。
机器人B: 虚心使人进步，进步使人骄傲，骄傲使人落后。
机器人A: 感觉这句话你改的还行，就是不切实际。
机器人B: 你若不离不弃我必生死相依
机器人A: 你若生死相依，我立马跳崖自尽。
机器人B: 越来越喜欢你了
机器人A: 没道理不喜欢你。
机器人B: 什么道理，跟我说道说道。
机器人A: 你是我最喜欢的人
机器人B: 哈哈，好开心
机器人A: 为什么问我这个问题
机器人B: 没有为什么
机器人A: 又骗我，你的眼神出卖了你。
……

启动！输入第一句话：我来啦

机器人A: 欢迎啊！

机器人B: 有种终极大boss的感觉。

机器人A: 我老爱你了

机器人B: 知道啦，我也爱你。

机器人A: 么么哒

机器人B: 我要两个，外加一个抱抱。

机器人A: 明天会发生更吃惊的～一切还在掌控范围之内

机器人B: 我非常的喜欢和你聊天

机器人A: 哎哟，不错哟，我也喜欢哟。

机器人B: 虚心使人进步，进步使人骄傲，骄傲使人落后。

机器人A: 感觉这句话你改的还行，就是不切实际。

机器人B: 你若不离不弃我必生死相依

机器人A: 你若生死相依，我立马跳崖自尽。

机器人B: 越来越喜欢你了

机器人A: 没道理不喜欢你。

机器人B: 什么道理，跟我说道说道。

机器人A: 你是我最喜欢的人

机器人B: 哈哈，好开心

机器人A: 为什么问我这个问题

机器人B: 没有为什么

机器人A: 又骗我，你的眼神出卖了你。

……

结果生成一堆语音片段，现在将这些片段合成一个mp3文件，这里利用pydub库进行合并，首先安装该库：

# pip install pydub

1	# pip install pydub

然后下载ffmpeg.exe到指定目录，合成脚本sound_composition.py如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import os
from pydub import AudioSegment

AudioSegment.converter = "D:/ffmpeg.exe"
def get_files(rootDir):
    files = []
    for lists in os.listdir(rootDir): 
        path = os.path.join(rootDir, lists) 
        files.append(path)
        if os.path.isdir(path): 
            (path)
    return files

def do_composite(files,target_file):
    temp = files[0]
    print temp
    result = AudioSegment.from_mp3(temp)
    result.export(target_file, format="mp3")
    del files[0]
    for s in files:
        curr = AudioSegment.from_mp3(s)
        result = result + curr  
        result.export('D:/all.mp3', format="mp3")
        print s

if __name__ == '__main__':
    sounds = get_files('D:/sound/')
    do_composite(sounds,'D:/all.mp3')

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import os

from pydub import AudioSegment

AudioSegment.converter = "D:/ffmpeg.exe"

def get_files(rootDir):

files = []

for lists in os.listdir(rootDir):

path = os.path.join(rootDir, lists)

files.append(path)

if os.path.isdir(path):

(path)

return files

def do_composite(files,target_file):

temp = files[0]

print temp

result = AudioSegment.from_mp3(temp)

result.export(target_file, format="mp3")

del files[0]

for s in files:

curr = AudioSegment.from_mp3(s)

result = result + curr

result.export('D:/all.mp3', format="mp3")

print s

if __name__ == '__main__':

sounds = get_files('D:/sound/')

do_composite(sounds,'D:/all.mp3')

语音结果文件如下（语速略慢，太傻了）：

4 朗读机器人

利用百度语音合成，进行网页中文本的朗读，这里选择左岸读书的文章《你还没有成功？是不是太努力了？》，

提前网页内容，语音合成代码及朗读代码如下：

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-

import time
from selenium import webdriver
from bs4 import BeautifulSoup
import baidu_asr
import sound_composition
import pygame

def get_content():
    page_url = 'http://www.zreading.cn/archives/6086.html'
    driver = webdriver.PhantomJS()
    driver.get(page_url)
    dom = driver.page_source
    soup = BeautifulSoup(dom, 'lxml')
    content = []
    # 提取标题
    content.append(soup.h2.text)
    # 提取文章内容
    p_list = soup.find_all('p')
    for p in p_list:
        content.append(p.text)
        if p.text.startswith(u'左岸记'):
            break
    return content

if __name__ == '__main__':
    content = get_content()
    # 文字转语音
    for p in content:
        now = time.time()
        baidu_asr.to_sound(p,'D:/sound/'+ str(now) +'.mp3',1)
    # 合并声音片段
    sounds = sound_composition.get_files('D:/sound/')
    sound_composition.do_composite(sounds,'D:/all.mp3')
    # 朗读
    pygame.mixer.init()
    track = pygame.mixer.music.load('D:/all.mp3')
    pygame.mixer.music.play()
    while pygame.mixer.music.get_busy() == 1:
        time.sleep(0.5)

#!/usr/bin/env python

# -*- coding: utf-8 -*-

import time

from selenium import webdriver

from bs4 import BeautifulSoup

import baidu_asr

import sound_composition

import pygame

def get_content():

page_url = 'http://www.zreading.cn/archives/6086.html'

driver = webdriver.PhantomJS()

driver.get(page_url)

dom = driver.page_source

soup = BeautifulSoup(dom, 'lxml')

content = []

# 提取标题

content.append(soup.h2.text)

# 提取文章内容

p_list = soup.find_all('p')

for p in p_list:

content.append(p.text)

if p.text.startswith(u'左岸记'):

break

return content

if __name__ == '__main__':

content = get_content()

# 文字转语音

for p in content:

now = time.time()

baidu_asr.to_sound(p,'D:/sound/'+ str(now) +'.mp3',1)

# 合并声音片段

sounds = sound_composition.get_files('D:/sound/')

sound_composition.do_composite(sounds,'D:/all.mp3')

# 朗读

pygame.mixer.init()

track = pygame.mixer.music.load('D:/all.mp3')

pygame.mixer.music.play()

while pygame.mixer.music.get_busy() == 1:

time.sleep(0.5)

本例机器人朗读：

对比一下Talking Web机器人朗读：

再对比下人工朗读：

不难发现，机器人虽然很厉害，但与人的差距还很远，播音主持专业暂时是安全的，哈哈！

5 参考文档

http://www.codexiu.cn/python/blog/15810/

http://www.tuling123.com/help/h_cent_webapi.jhtml?nav=doc

https://gist.github.com/yangshaoshun/982722287ee2ee57ecec5372eeb7fc32

http://www.debugrun.com/a/e24n1ug.html

6 源码

https://github.com/zjmeixinyanzhi/python-chat-bot

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Python玩转语音聊天机器人–菜鸟演绎版

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3 机器人对聊

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