iOS10語音識別框架SpeechFramework應(yīng)用詳解
摘要: iOS10語音識別框架SpeechFramework應(yīng)用
一、引言
iOS10系統(tǒng)是一個較有突破性的系統(tǒng),其在Message,Notification等方面都開放了很多實用性的開發(fā)接口。本篇博客將主要探討iOS10中新引入的SpeechFramework框架。有個這個框架,開發(fā)者可以十分容易的為自己的App添加語音識別功能,不需要再依賴于其他第三方的語音識別服務(wù),并且,Apple的Siri應(yīng)用的強大也證明了Apple的語音服務(wù)是足夠強大的,不通過第三方,也大大增強了用戶的安全性。
二、SpeechFramework框架中的重要類
SpeechFramework框架比較輕量級,其中的類并不十分冗雜,在學(xué)習(xí)SpeechFramework框架前,我們需要對其中類與類與類之間的關(guān)系有個大致的熟悉了解。
SFSpeechRecognizer:這個類是語音識別的操作類,用于語音識別用戶權(quán)限的申請,語言環(huán)境的設(shè)置,語音模式的設(shè)置以及向Apple服務(wù)發(fā)送語音識別的請求。
SFSpeechRecognitionTask:這個類是語音識別服務(wù)請求任務(wù)類,每一個語音識別請求都可以抽象為一個SFSpeechRecognitionTask實例,其中SFSpeechRecognitionTaskDelegate協(xié)議中約定了許多請求任務(wù)過程中的監(jiān)聽方法。
SFSpeechRecognitionRequest:語音識別請求類,需要通過其子類來進行實例化。
SFSpeechURLRecognitionRequest:通過音頻URL來創(chuàng)建語音識別請求。
SFSpeechAudioBufferRecognitionRequest:通過音頻流來創(chuàng)建語音識別請求。
SFSpeechRecognitionResult:語音識別請求結(jié)果類。
SFTranscription:語音轉(zhuǎn)換后的信息類。
SFTranscriptionSegment:語音轉(zhuǎn)換中的音頻節(jié)點類。
了解了上述類的作用于其之間的聯(lián)系,使用SpeechFramework框架將十分容易。
三、申請用戶語音識別權(quán)限與進行語音識別請求
開發(fā)者若要在自己的App中使用語音識別功能,需要獲取用戶的同意。首先需要在工程的Info.plist文件中添加一個Privacy-Speech Recognition Usage Description鍵,其實需要對應(yīng)一個String類型的值,這個值將會在系統(tǒng)獲取權(quán)限的警告框中顯示,Info.plist文件如下圖所示:

使用SFSpeechRecognize類的requestAuthorization方法來進行用戶權(quán)限的申請,用戶的反饋結(jié)果會在這個方法的回調(diào)block中傳入,如下:
//申請用戶語音識別權(quán)限
[SFSpeechRecognizer requestAuthorization:^(SFSpeechRecognizerAuthorizationStatus status) {
}];
SFSpeechRecognizerAuthorzationStatus枚舉中定義了用戶的反饋結(jié)果,如下:
typedef NS_ENUM(NSInteger, SFSpeechRecognizerAuthorizationStatus) {
//結(jié)果未知 用戶尚未進行選擇
SFSpeechRecognizerAuthorizationStatusNotDetermined,
//用戶拒絕授權(quán)語音識別
SFSpeechRecognizerAuthorizationStatusDenied,
//設(shè)備不支持語音識別功能
SFSpeechRecognizerAuthorizationStatusRestricted,
//用戶授權(quán)語音識別
SFSpeechRecognizerAuthorizationStatusAuthorized,
};
如果申請用戶語音識別權(quán)限成功,開發(fā)者可以通過SFSpeechRecognizer操作類來進行語音識別請求,示例如下:
//創(chuàng)建語音識別操作類對象
SFSpeechRecognizer * rec = [[SFSpeechRecognizer alloc]init];
//通過一個音頻路徑創(chuàng)建音頻識別請求
SFSpeechRecognitionRequest * request = [[SFSpeechURLRecognitionRequest alloc]initWithURL:[[NSBundle mainBundle] URLForResource:@"7011" withExtension:@"m4a"]];
//進行請求
[rec recognitionTaskWithRequest:request resultHandler:^(SFSpeechRecognitionResult * _Nullable result, NSError * _Nullable error) {
//打印語音識別的結(jié)果字符串
NSLog(@"%@",result.bestTranscription.formattedString);
}];
四、深入SFSpeechRecognizer類
SFSpeechRecognizer類的主要作用是申請權(quán)限,配置參數(shù)與進行語音識別請求。其中比較重要的屬性與方法如下:
//獲取當前用戶權(quán)限狀態(tài)
+ (SFSpeechRecognizerAuthorizationStatus)authorizationStatus;
//申請語音識別用戶權(quán)限
+ (void)requestAuthorization:(void(^)(SFSpeechRecognizerAuthorizationStatus status))handler;
//獲取所支持的所有語言環(huán)境
+ (NSSet<NSLocale *> *)supportedLocales;
//初始化方法 需要注意 這個初始化方法將默認以設(shè)備當前的語言環(huán)境作為語音識別的語言環(huán)境
- (nullable instancetype)init;
//初始化方法 設(shè)置一個特定的語言環(huán)境
- (nullable instancetype)initWithLocale:(NSLocale *)locale NS_DESIGNATED_INITIALIZER;
//語音識別是否可用
@property (nonatomic, readonly, getter=isAvailable) BOOL available;
//語音識別操作類協(xié)議代理
@property (nonatomic, weak) id<SFSpeechRecognizerDelegate> delegate;
//設(shè)置語音識別的配置參數(shù) 需要注意 在每個語音識別請求中也有這樣一個屬性 這里設(shè)置將作為默認值
//如果SFSpeechRecognitionRequest對象中也進行了設(shè)置 則會覆蓋這里的值
/*
typedef NS_ENUM(NSInteger, SFSpeechRecognitionTaskHint) {
SFSpeechRecognitionTaskHintUnspecified = 0, // 無定義
SFSpeechRecognitionTaskHintDictation = 1, // 正常的聽寫風格
SFSpeechRecognitionTaskHintSearch = 2, // 搜索風格
SFSpeechRecognitionTaskHintConfirmation = 3, // 短語風格
};
*/
@property (nonatomic) SFSpeechRecognitionTaskHint defaultTaskHint;
//使用回調(diào)Block的方式進行語音識別請求 請求結(jié)果會在Block中傳入
- (SFSpeechRecognitionTask *)recognitionTaskWithRequest:(SFSpeechRecognitionRequest *)request
resultHandler:(void (^)(SFSpeechRecognitionResult * __nullable result, NSError * __nullable error))resultHandler;
//使用代理回調(diào)的方式進行語音識別請求
- (SFSpeechRecognitionTask *)recognitionTaskWithRequest:(SFSpeechRecognitionRequest *)request
delegate:(id <SFSpeechRecognitionTaskDelegate>)delegate;
//設(shè)置請求所占用的任務(wù)隊列
@property (nonatomic, strong) NSOperationQueue *queue;
SFSpeechRecognizerDelegate協(xié)議中只約定了一個方法,如下:
//當語音識別操作可用性發(fā)生改變時會被調(diào)用 - (void)speechRecognizer:(SFSpeechRecognizer *)speechRecognizer availabilityDidChange:(BOOL)available;
通過Block回調(diào)的方式進行語音識別請求十分簡單,如果使用代理回調(diào)的方式,開發(fā)者需要實現(xiàn)SFSpeechRecognitionTaskDelegate協(xié)議中的相關(guān)方法,如下:
//當開始檢測音頻源中的語音時首先調(diào)用此方法 - (void)speechRecognitionDidDetectSpeech:(SFSpeechRecognitionTask *)task; //當識別出一條可用的信息后 會調(diào)用 /* 需要注意,apple的語音識別服務(wù)會根據(jù)提供的音頻源識別出多個可能的結(jié)果 每有一條結(jié)果可用 都會調(diào)用此方法 */ - (void)speechRecognitionTask:(SFSpeechRecognitionTask *)task didHypothesizeTranscription:(SFTranscription *)transcription; //當識別完成所有可用的結(jié)果后調(diào)用 - (void)speechRecognitionTask:(SFSpeechRecognitionTask *)task didFinishRecognition:(SFSpeechRecognitionResult *)recognitionResult; //當不再接受音頻輸入時調(diào)用 即開始處理語音識別任務(wù)時調(diào)用 - (void)speechRecognitionTaskFinishedReadingAudio:(SFSpeechRecognitionTask *)task; //當語音識別任務(wù)被取消時調(diào)用 - (void)speechRecognitionTaskWasCancelled:(SFSpeechRecognitionTask *)task; //語音識別任務(wù)完成時被調(diào)用 - (void)speechRecognitionTask:(SFSpeechRecognitionTask *)task didFinishSuccessfully:(BOOL)successfully;
SFSpeechRecognitionTask類中封裝了屬性和方法如下:
//此任務(wù)的當前狀態(tài)
/*
typedef NS_ENUM(NSInteger, SFSpeechRecognitionTaskState) {
SFSpeechRecognitionTaskStateStarting = 0, // 任務(wù)開始
SFSpeechRecognitionTaskStateRunning = 1, // 任務(wù)正在運行
SFSpeechRecognitionTaskStateFinishing = 2, // 不在進行音頻讀入 即將返回識別結(jié)果
SFSpeechRecognitionTaskStateCanceling = 3, // 任務(wù)取消
SFSpeechRecognitionTaskStateCompleted = 4, // 所有結(jié)果返回完成
};
*/
@property (nonatomic, readonly) SFSpeechRecognitionTaskState state;
//音頻輸入是否完成
@property (nonatomic, readonly, getter=isFinishing) BOOL finishing;
//手動完成音頻輸入 不再接收音頻
- (void)finish;
//任務(wù)是否被取消
@property (nonatomic, readonly, getter=isCancelled) BOOL cancelled;
//手動取消任務(wù)
- (void)cancel;
關(guān)于音頻識別請求類,除了可以使用SFSpeechURLRecognitionRequest類來進行創(chuàng)建外,還可以使用SFSpeechAudioBufferRecognitionRequest類來進行創(chuàng)建:
@interface SFSpeechAudioBufferRecognitionRequest : SFSpeechRecognitionRequest @property (nonatomic, readonly) AVAudioFormat *nativeAudioFormat; //拼接音頻流 - (void)appendAudioPCMBuffer:(AVAudioPCMBuffer *)audioPCMBuffer; - (void)appendAudioSampleBuffer:(CMSampleBufferRef)sampleBuffer; //完成輸入 - (void)endAudio; @end
五、語音識別結(jié)果類SFSpeechRecognitionResult
SFSpeechRecognitionResult類是語音識別結(jié)果的封裝,其中包含了許多套平行的識別信息,其每一份識別信息都有可信度屬性來描述其準確程度。SFSpeechRecognitionResult類中屬性如下:
//識別到的多套語音轉(zhuǎn)換信息數(shù)組 其會按照準確度進行排序 @property (nonatomic, readonly, copy) NSArray<SFTranscription *> *transcriptions; //準確性最高的識別實例 @property (nonatomic, readonly, copy) SFTranscription *bestTranscription; //是否已經(jīng)完成 如果YES 則所有所有識別信息都已經(jīng)獲取完成 @property (nonatomic, readonly, getter=isFinal) BOOL final;
SFSpeechRecognitionResult類只是語音識別結(jié)果的一個封裝,真正的識別信息定義在SFTranscription類中,SFTranscription類中屬性如下:
//完整的語音識別準換后的文本信息字符串 @property (nonatomic, readonly, copy) NSString *formattedString; //語音識別節(jié)點數(shù)組 @property (nonatomic, readonly, copy) NSArray<SFTranscriptionSegment *> *segments;
當對一句完整的話進行識別時,Apple的語音識別服務(wù)實際上會把這句語音拆分成若干個音頻節(jié)點,每個節(jié)點可能為一個單詞,SFTranscription類中的segments屬性就存放這些節(jié)點。SFTranscriptionSegment類中定義的屬性如下:
//當前節(jié)點識別后的文本信息 @property (nonatomic, readonly, copy) NSString *substring; //當前節(jié)點識別后的文本信息在整體識別語句中的位置 @property (nonatomic, readonly) NSRange substringRange; //當前節(jié)點的音頻時間戳 @property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval timestamp; //當前節(jié)點音頻的持續(xù)時間 @property (nonatomic, readonly) NSTimeInterval duration; //可信度/準確度 0-1之間 @property (nonatomic, readonly) float confidence; //關(guān)于此節(jié)點的其他可能的識別結(jié)果 @property (nonatomic, readonly) NSArray<NSString *> *alternativeSubstrings;
溫馨提示:SpeechFramework框架在模擬器上運行會出現(xiàn)異常情況,無法進行語音識別請求。會報出kAFAssistantErrorDomain的錯誤,還望有知道解決方案的朋友,給些建議,Thanks。
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