巧借雙樹莓派實現“隔空”同聲傳譯_風聞
壹零社-最新鲜的互联网产业资讯2021-06-16 10:57
巧借雙樹莓派實現“隔空”同聲傳譯
原創2021-06-16 10:53·壹零社小時候，我們都玩兒過手工版的“傳聲筒”：底部挖孔的兩個空鐵製罐頭盒子，通過一根長長的細管兒或棉線連接起來，進行“你説、我聽”和“我説、你聽”的同步“傳話”。不過，如果通話雙方使用的是不同的語種，這種簡易設備就無法實現“同聲傳譯”了。現在，通過樹莓派和古德微機器人“積木”模塊語句等進行開源硬件編程，再藉助於網絡進行語音信號的傳輸及處理，可以非常方便地製作出一個“隔空”同聲傳譯機：一方説中文、另一方講英文，實現中英文雙語的雙向語音及文字的互譯和傳輸，從而可以進行無障礙的實時交流。
1.實驗器材及連接
所需的實驗器材包括：樹莓派及古德微擴展板各兩塊，全向麥克風兩個，音箱兩個，LED燈兩支。
通訊雙方的實驗器材及連接方式均完全一致，分別將擴展板正確安裝於樹莓派上（注意四周要均勻小心用力）；然後，將全向麥克風插入樹莓派的USB接口，音箱插入樹莓派的音頻輸出圓孔；最後，將LED燈按“長腿正、短腿負”的規則插入擴展板的5號插孔，給樹莓派通電，啓動操作系統（如圖1）。
通過瀏覽器訪問古德微機器人網站（http://www.gdwrobot.cn/），登錄賬號（luke007）後點擊“設備控制”進入“積木”編程區開始編寫程序：
（1）編寫控制LED的“燈閃爍”函數
新建一個名為“燈閃爍”的函數，實現的功能是控制插接在5號GPIO接口的LED燈，當程序被語音喚醒後閃爍兩次作為響應信號。先從“循環”中選擇“重複‘10’次執行……”模塊語句，修改為“2”；再從“智能硬件”-“常用”中選擇“控制‘2’號小燈‘亮’”，作為循環體的第一個模塊語句，並改為“5”號；接着加一個“等待0.1秒”，作用是控制LED燈持續亮0.1秒；最後，再添加一個“控制‘5’號小燈‘滅’”和“等待0.1秒”，實現LED燈“亮0.1秒、滅0.1秒，再亮0.1秒、滅0.1秒”的閃爍功能（如圖2）。
新建一個名為“Wakeup”的函數（注意必須是這個名字），其中的第一個模塊語句是“播放本地音頻‘/home/pi/temp/ding.mp3’”，作用是播放樹莓派操作系統/home/pi/temp目錄中的ding.mp3音頻文件，即發出“叮”的一聲；接着，調用剛剛編寫的“燈閃爍”函數；然後，分別建立名為“語音輸入”和“語音轉文字”兩個變量，將“語音輸入”變量賦值為“將‘3’秒的語音輸入保存到‘/home/pi/temp/record.mp3’”，作用是將用户通過全向麥克風輸入的語音生成MP3文件並保存至樹莓派的temp目錄中，命名為“record.mp3”；將“語音轉文字”變量賦值為“把語音‘語音輸入’轉換為文字，識別語言為‘普通話遠場’”，作用是將變量“語音輸入”（對應剛剛生成的“record.mp3”音頻文件）進行語音轉文字的識別操作；接着，通過“輸出調試信息‘語音轉文字’”模塊語句，實現在程序LOG調試區輸出顯示識別轉換出的文字信息。
再建立變量“漢譯英”，賦值為“將‘語音轉文字’翻譯成‘英文’”，作用是將識別出的中文文字信息翻譯成英文，然後也是在LOG調試區輸出顯示；接着，從“物聯網”-“常用”中選擇並設置好“向‘luke008’發送主題‘C2E’的數據‘漢譯英’”模塊語句，其中的“luke008”對應着英文通訊端的賬號（中文通訊端賬號是“luke007”），主題“C2E”的意思是“中文對英文”（Chinese to English），可自定義；該模塊語句的作用是將變量“漢譯英”中保存的英文翻譯文字信息發送至英文通訊端（如圖3）。
首先，從“人工智能”-“語音識別”中選擇“小度小度關鍵詞喚醒，請創建一個Wakeup新函數”模塊語句，作用是通過“小度小度”關鍵詞來喚醒執行對應的“Wakeup”函數；接着，從“物聯網”-“常用”中選擇“監聽主題‘E2C’並設置初始值‘0’”模塊語句，作用是監測英文通訊端發送過來的“E2C”主題數據（English to Chinese）；然後建立一個“重複當‘真’執行……”循環結構，通過“如果……執行……”選擇結構對“物聯網是否收到新數據”進行判斷，條件成立的話，建立變量“對方的中文譯文”並賦值為“獲取主題‘E2C’的數據”，也就是對應英文通訊端在經過“英譯漢”後的文字信息；接着，選擇“人工智能”-“語音識別”中的“播放語音‘對方的中文譯文’發音人為‘0’語調為‘5’語速為‘3’”模塊語句，實現對方語音信息譯文的語音播放功能（如圖4）。
程序編寫完畢，點擊“保存”按鈕將程序保存為“漢語輸入端”。
同樣是訪問古德微機器人網站，並且登錄賬號（luke008）後進行“積木”編程區開始編寫程序。英文通訊端的程序與中文通訊端幾乎完全一致，可先通過下載luke007代碼後、用上傳或分享的方式在編程區打開，然後進行少量的修改。
“燈閃爍”函數保持不變；在“Wakeup”函數中，先將變量“語音轉文字”的賦值模塊語句中的識別語言改為“英語”；再使用變量“英譯漢”來替換之前的“漢譯英”，將“發送主題”模塊語句改為“向‘luke007’發送主題‘E2C’的數據‘英譯漢’”；主程序中的“監聽主題”中將“E2C”改為“C2E”，將“對方的中文譯文”變量替換為“對方的英文譯文”，其值為“獲取主題‘C2E’的數據”（如圖5）。
其它的不必作改動，將程序保存為“英語輸入端”。
將兩個樹莓派分隔開至少數米的距離，防止同時語音喚醒；接着，分別在兩個編程界面中點擊“連接設備”按鈕，出現五個綠色對勾後表示連接成功，再點擊“運行”按鈕進行測試。
在中文通訊端對着麥克風喊話：“小度小度”，音箱會先發出“叮”的一聲回應，接着LED燈會閃爍兩次，説明已經完成了語音喚醒；然後繼續喊話：“小朋友，你好！”，這時會先在程序LOG調試區顯示語音識別的結果：“小朋友，你好！”，接着又會顯示對應的英文翻譯：“Hello，children”；在英文通訊端也會很快收到該英文翻譯“Hello，children”並同樣顯示在LOG區，接着將它轉換為語音形式並通過音箱進行語音的播放；再對着麥克風喊話：“小度小度”，音箱同樣也會先發出“叮”的一聲回應、LED燈閃爍兩次，然後繼續喊話：“Hello,I’m learning to program”。由於編程時設置了3秒的語音輸入限制，語音信息後面的單詞“program”被忽視，此時LOG顯示區只輸出了“Hello,I’m learning to”和中文翻譯“你好，我在學習”。同樣，中文通訊端也是如此。
繼續測試，比如中文的“好好學習，天天向上”被翻譯為“Study hard and make progress every day”，英文的“Programming is fun”和“Programming is funny”則分別被翻譯為“編程是風扇”和“編程很有趣”，“Good morning”當然就對應“早上好”啦（如圖6）！
