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基于Python實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能

 更新時(shí)間:2023年12月11日 09:33:16   作者:愛(ài)看書(shū)的小沐  
這篇文章給大家介紹了如何基于Python實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能,文中通過(guò)代碼示例給大家介紹的非常詳細(xì),對(duì)大家的學(xué)習(xí)或工作有一定的幫助,具有一定的參考價(jià)值,需要的朋友可以參考下

1、簡(jiǎn)介

https://github.com/openai/whisper

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1.1 whisper簡(jiǎn)介

Whisper 是一種通用的語(yǔ)音識(shí)別模型。它是在包含各種音頻的大型數(shù)據(jù)集上訓(xùn)練的,也是一個(gè)多任務(wù)模型,可以執(zhí)行多語(yǔ)言語(yǔ)音識(shí)別、語(yǔ)音翻譯和語(yǔ)言識(shí)別。

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Open AI在2022年9月21日開(kāi)源了號(hào)稱其英文語(yǔ)音辨識(shí)能力已達(dá)到人類水準(zhǔn)的Whisper神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),且它亦支持其它98種語(yǔ)言的自動(dòng)語(yǔ)音辨識(shí)。 Whisper系統(tǒng)所提供的自動(dòng)語(yǔ)音辨識(shí)(Automatic Speech Recognition,ASR)模型是被訓(xùn)練來(lái)運(yùn)行語(yǔ)音辨識(shí)與翻譯任務(wù)的,它們能將各種語(yǔ)言的語(yǔ)音變成文本,也能將這些文本翻譯成英文。

1.2 whisper模型

以下是可用模型的名稱及其相對(duì)于大型模型的近似內(nèi)存要求和推理速度;實(shí)際速度可能因許多因素而異,包括可用的硬件。

SizeParametersEnglish-only modelMultilingual modelRequired VRAMRelative speed
tiny39 Mtiny.entiny~1 GB~32x
base74 Mbase.enbase~1 GB~16x
small244 Msmall.ensmall ~2 GB~6x
medium769 Mmedium.enmedium~5 GB~2x
large1550 MN/Alarge~10 GB1x

它自動(dòng)下載的模型緩存,如下:

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2、安裝

2.1 whisper

pip install -U openai-whisper
# pip install git+https://github.com/openai/whisper.git 
pip install --upgrade --no-deps --force-reinstall git+https://github.com/openai/whisper.git
pip install zhconv
pip3 install wheel

pip3 install torch torchvision torchaudio
# 注:沒(méi)科學(xué)上網(wǎng)會(huì)下載有可能很慢,可以替換成國(guó)內(nèi)鏡像加快下載速度
pip3 install torch torchvision torchaudio -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple

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2.2 pytorch

https://pytorch.org/

選擇的是穩(wěn)定版,windows系統(tǒng),pip安裝方式,python語(yǔ)言、cpu版本的軟件。

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pip3 install torch torchvision torchaudio

2.3 ffmpeg

https://github.com/BtbN/FFmpeg-Builds/releases

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解壓后,找到bin文件夾下的“ffmpeg.exe”,將它復(fù)制到一個(gè)文件夾中,假設(shè)這個(gè)文件夾的路徑是"D:\software\ffmpeg",然后將"D:/software/ffmpeg"添加到系統(tǒng)環(huán)境變量PATH。

3、測(cè)試

3.1 命令測(cè)試

whisper audio.mp3

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以上whisper audio.mp3的命令形式是最簡(jiǎn)單的一種,它默認(rèn)使用的是small模式的模型轉(zhuǎn)寫(xiě),我們還可以使用更高等級(jí)的模型來(lái)提高正確率。 比如:

whisper audio.mp3 --model medium
whisper japanese.wav --language Japanese
whisper chinese.mp4 --language Chinese --task translate
whisper audio.flac audio.mp3 audio.wav --model medium
whisper output.wav --model medium  --language Chinese

同時(shí)默認(rèn)會(huì)生成5個(gè)文件,文件名和你的源文件一樣,但擴(kuò)展名分別是:.json、.srt、.tsv、.txt、.vtt。除了普通文本,也可以直接生成電影字幕,還可以調(diào)json格式做開(kāi)發(fā)處理。

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常用參數(shù)如下:

--task: 指定轉(zhuǎn)錄方式,默認(rèn)使用 --task transcribe 轉(zhuǎn)錄模式,--task translate 則為 翻譯模式,目前只支持翻譯成英文。
--model:指定使用模型,默認(rèn)使用 --model small,Whisper 還有 英文專用模型,就是在名稱后加上 .en,這樣速度更快。
--language:指定轉(zhuǎn)錄語(yǔ)言,默認(rèn)會(huì)截取 30 秒來(lái)判斷語(yǔ)種,但最好指定為某種語(yǔ)言,比如指定中文是 --language Chinese。
--device:指定硬件加速,默認(rèn)使用 auto 自動(dòng)選擇,--device cuda 則為顯卡,cpu 就是 CPU, mps 為蘋果 M1 芯片。
--output_format:指定字幕文件的生成格式,txt,vtt,srt,tsv,json,all,指定多個(gè)可以用大括號(hào){}包裹,不設(shè)置默認(rèn)all。
-- output_dir: 指定字幕文件的輸出目錄,不設(shè)置默認(rèn)輸出到當(dāng)前目錄下。
--fp16:默認(rèn)True,使用16位浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)算,可以在一定程度上減少計(jì)算和存儲(chǔ)開(kāi)銷,可能存在精度丟失,筆者CPU不支持,會(huì)出現(xiàn)下述警告,指定它為False就不會(huì)出現(xiàn)了,即采用32位浮點(diǎn)數(shù)進(jìn)行計(jì)算。

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3.2 代碼測(cè)試:識(shí)別聲音文件

import whisper

if __name__ == '__main__':
    model = whisper.load_model("tiny")
    result = model.transcribe("audio.mp3", fp16=False, language="Chinese")
    print(result["text"])

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3.3 代碼測(cè)試:實(shí)時(shí)錄音識(shí)別

import whisper
import zhconv
import wave  # 使用wave庫(kù)可讀、寫(xiě)wav類型的音頻文件
import pyaudio  # 使用pyaudio庫(kù)可以進(jìn)行錄音,播放,生成wav文件


def record(time):  # 錄音程序
    # 定義數(shù)據(jù)流塊
    CHUNK = 1024  # 音頻幀率(也就是每次讀取的數(shù)據(jù)是多少,默認(rèn)1024)
    FORMAT = pyaudio.paInt16  # 采樣時(shí)生成wav文件正常格式
    CHANNELS = 1  # 音軌數(shù)(每條音軌定義了該條音軌的屬性,如音軌的音色、音色庫(kù)、通道數(shù)、輸入/輸出端口、音量等??梢远鄠€(gè)音軌,不唯一)
    RATE = 16000  # 采樣率(即每秒采樣多少數(shù)據(jù))
    RECORD_SECONDS = time  # 錄音時(shí)間
    WAVE_OUTPUT_FILENAME = "./output.wav"  # 保存音頻路徑
    p = pyaudio.PyAudio()  # 創(chuàng)建PyAudio對(duì)象
    stream = p.open(format=FORMAT,  # 采樣生成wav文件的正常格式
                    channels=CHANNELS,  # 音軌數(shù)
                    rate=RATE,  # 采樣率
                    input=True,  # Ture代表這是一條輸入流,F(xiàn)alse代表這不是輸入流
                    frames_per_buffer=CHUNK)  # 每個(gè)緩沖多少幀
    print("* recording")  # 開(kāi)始錄音標(biāo)志
    frames = []  # 定義frames為一個(gè)空列表
    for i in range(0, int(RATE / CHUNK * RECORD_SECONDS)):  # 計(jì)算要讀多少次,每秒的采樣率/每次讀多少數(shù)據(jù)*錄音時(shí)間=需要讀多少次
        data = stream.read(CHUNK)  # 每次讀chunk個(gè)數(shù)據(jù)
        frames.append(data)  # 將讀出的數(shù)據(jù)保存到列表中
    print("* done recording")  # 結(jié)束錄音標(biāo)志

    stream.stop_stream()  # 停止輸入流
    stream.close()  # 關(guān)閉輸入流
    p.terminate()  # 終止pyaudio

    wf = wave.open(WAVE_OUTPUT_FILENAME, 'wb')  # 以'wb‘二進(jìn)制流寫(xiě)的方式打開(kāi)一個(gè)文件
    wf.setnchannels(CHANNELS)  # 設(shè)置音軌數(shù)
    wf.setsampwidth(p.get_sample_size(FORMAT))  # 設(shè)置采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)的格式,和FOMART保持一致
    wf.setframerate(RATE)  # 設(shè)置采樣率與RATE要一致
    wf.writeframes(b''.join(frames))  # 將聲音數(shù)據(jù)寫(xiě)入文件
    wf.close()  # 數(shù)據(jù)流保存完,關(guān)閉文件


if __name__ == '__main__':
    model = whisper.load_model("tiny")
    record(3)  # 定義錄音時(shí)間,單位/s
    result = model.transcribe("output.wav",language='Chinese',fp16 = True)
    s = result["text"]
    s1 = zhconv.convert(s, 'zh-cn')
    print(s1)

4、工具

4.1 WhisperDesktop

https://github.com/Const-me/Whisper

OpenAI 的 Whisper 自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別 (ASR) 模型的高性能 GPGPU 推理
This project is a Windows port of the whisper.cpp implementation.
Which in turn is a C++ port of OpenAI’s Whisper automatic speech recognition (ASR) model.

下載 WhisperDesktop 后,點(diǎn)擊運(yùn)行,然后加載模型文件,最后選擇文件即可進(jìn)行轉(zhuǎn)錄。由于支持 GPU 硬解,轉(zhuǎn)錄速度非常的快。

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4.2 Buzz

https://github.com/chidiwilliams/buzz

Buzz 在您的個(gè)人計(jì)算機(jī)上離線轉(zhuǎn)錄和翻譯音頻。由 OpenAI 的 Whisper 提供支持。

另一款基于 Whisper 的圖形化軟件是 Buzz,相比 WhipserDesktop,Buzz 支持 Windows、macOS、Linux。

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安裝如下:

(1)PyPI:

pip install buzz-captions
python -m buzz

(2)Windows:

Download and run the file in the releases page…exe‘

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Buzz 的安裝包體積稍大,同時(shí) Buzz 使用的是 .pt 后綴名的模型文件,運(yùn)行后軟件會(huì)自動(dòng)下載模型文件。

但最好是提前下好模型文件,然后放在指定的位置。

Mac:~/.cache/whisper
Windows:C:\Users\<你的用戶名>\.cache\whisper

但 Buzz 使用的是 CPU 軟解 ,目前還不支持 GPU 硬解 。

4.3 Whisper-WebUI

https://github.com/jhj0517/Whisper-WebUI

基于 Gradio 的 Whisper 瀏覽器界面。你可以把它當(dāng)作一個(gè)簡(jiǎn)單的字幕生成器!

在這里插入圖片描述

以上就是基于Python實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音識(shí)別功能的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于Python語(yǔ)音識(shí)別的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!

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