Web Speech API: Повний посібник з реалізації розпізнавання голосу та перетворення тексту на мовлення

Web Speech API – це потужний інструмент, який дозволяє веб-розробникам інтегрувати функції розпізнавання голосу та перетворення тексту на мовлення безпосередньо у свої веб-додатки. Це відкриває світ можливостей для створення більш доступних, інтерактивних та зручних для користувача можливостей для глобальної аудиторії. Цей вичерпний посібник досліджує основні концепції, деталі реалізації та практичне застосування Web Speech API, щоб ви могли використати його потенціал для покращення своїх проектів.

Розуміння Web Speech API

Web Speech API складається з двох основних частин:

• Розпізнавання мовлення (мовлення в текст): Дозволяє веб-додаткам захоплювати аудіовхід з мікрофона користувача та перетворювати його на текст.
• Синтез мовлення (текст в мовлення): Дозволяє веб-додаткам перетворювати текст на усний аудіовивід.

Чому варто використовувати Web Speech API?

Інтеграція голосових можливостей у ваші веб-додатки пропонує кілька значних переваг:

• Покращена доступність: Надає альтернативні методи введення/виведення для користувачів з обмеженими можливостями, покращуючи загальну доступність. Наприклад, люди з порушеннями моторики можуть навігувати та взаємодіяти з веб-контентом за допомогою голосових команд.
• Покращений користувацький досвід: Пропонує користувачам більш природний спосіб взаємодії з програмами без допомоги рук, особливо в мобільних контекстах та контекстах IoT (Інтернету речей). Уявіть собі користувача, який готує на кухні, слідуючи рецепту на планшеті, використовуючи голос для керування екраном, щоб не торкатися пристрою потенційно брудними руками.
• Багатомовна підтримка: Підтримує широкий спектр мов, що дозволяє створювати програми, які обслуговують глобальну аудиторію. Конкретна мовна підтримка залежить від використовуваного браузера та операційної системи, але основні мови, такі як англійська, іспанська, французька, китайська (мандарин), арабська, хінді та португальська, зазвичай добре підтримуються.
• Підвищена залученість: Створює більш захоплюючі та інтерактивні враження, що призводить до більшого задоволення та утримання користувачів.
• Ефективність і продуктивність: Оптимізує завдання та процеси, дозволяючи користувачам швидко та легко виконувати дії за допомогою голосових команд. Лікар, який надиктовує нотатки про пацієнта безпосередньо в систему електронної медичної картки (EHR), є яскравим прикладом.

Реалізація розпізнавання мовлення

Давайте заглибимось у практичну реалізацію розпізнавання мовлення за допомогою Web Speech API. Наступні фрагменти коду допоможуть вам у цьому процесі.

Налаштування розпізнавання мовлення

Спочатку перевірте, чи підтримується API SpeechRecognition браузером користувача:

            if ('webkitSpeechRecognition' in window) {
 // Speech Recognition API is supported
} else {
 // Speech Recognition API is not supported
 console.log("Speech Recognition API is not supported in this browser.");
}
            

              
                Copy
              
            
          

Далі створіть новий об’єкт `SpeechRecognition`:

            var recognition = new webkitSpeechRecognition();

            

              
                Copy
              
            
          

Примітка: Префікс `webkitSpeechRecognition` використовується в Chrome і Safari. Для інших браузерів вам може знадобитися використовувати `SpeechRecognition` (без префікса) або перевірити документацію браузера.

Налаштування розпізнавання мовлення

Ви можете налаштувати різні властивості об’єкта `SpeechRecognition`, щоб налаштувати його поведінку:

• `lang`: Встановлює мову для розпізнавання мовлення. Наприклад, `recognition.lang = 'en-US';` встановлює мову на американську англійську. Інші приклади включають `es-ES` для іспанської (Іспанія), `fr-FR` для французької (Франція), `de-DE` для німецької (Німеччина), `ja-JP` для японської (Японія) і `zh-CN` для китайської (Китай).
• `continuous`: Визначає, чи виконувати безперервне розпізнавання, чи зупинятися після першого висловлювання. Встановіть значення `true` для безперервного розпізнавання, `false` для окремого висловлювання. `recognition.continuous = true;`
• `interimResults`: Визначає, чи повертати проміжні результати, чи лише кінцевий результат. Проміжні результати корисні для надання користувачеві зворотного зв’язку в режимі реального часу. `recognition.interimResults = true;`

Приклад конфігурації:

            recognition.lang = 'en-US';
recognition.continuous = true;
recognition.interimResults = true;

            

              
                Copy
              
            
          

Обробка подій розпізнавання мовлення

Об’єкт `SpeechRecognition` генерує кілька подій, які ви можете прослуховувати:

• `start`: Спрацьовує, коли починається розпізнавання мовлення.
• `result`: Спрацьовує, коли розпізнавання мовлення дає результат.
• `end`: Спрацьовує, коли розпізнавання мовлення припиняється.
• `error`: Спрацьовує, коли під час розпізнавання мовлення виникає помилка.

Ось як обробити подію `result`:

            recognition.onresult = function(event) {
 var interim_transcript = '';
 var final_transcript = '';

 for (var i = event.resultIndex; i < event.results.length; ++i) {
 if (event.results[i].isFinal) {
 final_transcript += event.results[i][0].transcript;
 } else {
 interim_transcript += event.results[i][0].transcript;
 }
 }

 console.log('Interim transcript: ' + interim_transcript);
 console.log('Final transcript: ' + final_transcript);

 // Update UI with the recognized text
 document.getElementById('interim').innerHTML = interim_transcript;
 document.getElementById('final').innerHTML = final_transcript;
};

            

              
                Copy
              
            
          

Ось як обробити подію `error`:

            recognition.onerror = function(event) {
 console.error('Speech recognition error:', event.error);
};

            

              
                Copy
              
            
          

Запуск і зупинка розпізнавання мовлення

Щоб запустити розпізнавання мовлення, викличте метод `start()`:

            recognition.start();

            

              
                Copy
              
            
          

Щоб зупинити розпізнавання мовлення, викличте метод `stop()`:

            recognition.stop();

            

              
                Copy
              
            
          

Повний приклад розпізнавання мовлення

Ось повний приклад того, як реалізувати розпізнавання мовлення:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Speech Recognition Example</title>
</head>
<body>
 <h1>Speech Recognition</h1>

 <button id="startBtn">Start Recognition</button>
 <button id="stopBtn">Stop Recognition</button>

 <div>
 <b>Interim Result:</b> <span id="interim"></span>
 </div>
 <div>
 <b>Final Result:</b> <span id="final"></span>
 </div>

 <script>
 if ('webkitSpeechRecognition' in window) {
 var recognition = new webkitSpeechRecognition();
 recognition.lang = 'en-US';
 recognition.continuous = true;
 recognition.interimResults = true;

 recognition.onstart = function() {
 console.log('Speech recognition started');
 };

 recognition.onresult = function(event) {
 var interim_transcript = '';
 var final_transcript = '';

 for (var i = event.resultIndex; i < event.results.length; ++i) {
 if (event.results[i].isFinal) {
 final_transcript += event.results[i][0].transcript;
 } else {
 interim_transcript += event.results[i][0].transcript;
 }
 }

 document.getElementById('interim').innerHTML = interim_transcript;
 document.getElementById('final').innerHTML = final_transcript;
 };

 recognition.onerror = function(event) {
 console.error('Speech recognition error:', event.error);
 };

 recognition.onend = function() {
 console.log('Speech recognition ended');
 };

 document.getElementById('startBtn').addEventListener('click', function() {
 recognition.start();
 });

 document.getElementById('stopBtn').addEventListener('click', function() {
 recognition.stop();
 });
 } else {
 console.log("Speech Recognition API is not supported in this browser.");
 document.getElementById('startBtn').disabled = true;
 document.getElementById('stopBtn').disabled = true;
 }
 </script>
</body>
</html>

            

              
                Copy
              
            
          

Реалізація перетворення тексту на мовлення

Тепер давайте дослідимо реалізацію перетворення тексту на мовлення за допомогою Web Speech API.

Налаштування перетворення тексту на мовлення

Спочатку перевірте, чи доступний об’єкт `speechSynthesis`:

            if ('speechSynthesis' in window) {
 // Speech Synthesis API is supported
} else {
 // Speech Synthesis API is not supported
 console.log("Speech Synthesis API is not supported in this browser.");
}
            

              
                Copy
              
            
          

Створення висловлювання синтезу мовлення

Щоб синтезувати мовлення, вам потрібно створити об’єкт `SpeechSynthesisUtterance`:

            var utterance = new SpeechSynthesisUtterance();

            

              
                Copy
              
            
          

Налаштування висловлювання синтезу мовлення

Ви можете налаштувати різні властивості об’єкта `SpeechSynthesisUtterance`, щоб налаштувати мовленнєвий вивід:

• `text`: Встановлює текст, який потрібно вимовити. `utterance.text = 'Hello, world!';`
• `lang`: Встановлює мову для синтезу мовлення. `utterance.lang = 'en-US';` Подібно до розпізнавання мовлення, доступні різні коди мов, такі як `es-ES`, `fr-FR`, `de-DE`, `ja-JP` і `zh-CN`.
• `voice`: Встановлює голос, який буде використовуватися для синтезу мовлення. Ви можете отримати список доступних голосів за допомогою `window.speechSynthesis.getVoices()`.
• `volume`: Встановлює гучність мовленнєвого виводу (від 0 до 1). `utterance.volume = 0.5;`
• `rate`: Встановлює швидкість мовлення (від 0,1 до 10). `utterance.rate = 1;`
• `pitch`: Встановлює висоту мовлення (від 0 до 2). `utterance.pitch = 1;`

Приклад конфігурації:

            utterance.text = 'This is a sample text for speech synthesis.';
utterance.lang = 'en-US';
utterance.volume = 0.8;
utterance.rate = 1.0;
utterance.pitch = 1.0;

            

              
                Copy
              
            
          

Налаштування голосу

Щоб вибрати певний голос, потрібно отримати список доступних голосів і вибрати той, який ви хочете використовувати:

            window.speechSynthesis.onvoiceschanged = function() {
 var voices = window.speechSynthesis.getVoices();
 var selectedVoice = null;
 for (var i = 0; i < voices.length; i++) {
 if (voices[i].lang === 'en-US' && voices[i].name.includes('Google')) { // Example: Using Google's English (US) voice
 selectedVoice = voices[i];
 break;
 }
 }

 if (selectedVoice) {
 utterance.voice = selectedVoice;
 } else {
 console.warn('No suitable voice found. Using default voice.');
 }
};

            

              
                Copy
              
            
          

Важливо: Подія `onvoiceschanged` необхідна, оскільки список голосів може бути недоступним одразу після завантаження сторінки. Важливо дочекатися цієї події, перш ніж отримувати голоси.

Промовляння тексту

Щоб вимовити текст, викличте метод `speak()` об’єкта `speechSynthesis`:

            speechSynthesis.speak(utterance);

            

              
                Copy
              
            
          

Обробка подій синтезу мовлення

Об’єкт `SpeechSynthesisUtterance` генерує кілька подій, які ви можете прослуховувати:

• `start`: Спрацьовує, коли починається синтез мовлення.
• `end`: Спрацьовує, коли синтез мовлення завершується.
• `pause`: Спрацьовує, коли синтез мовлення призупинено.
• `resume`: Спрацьовує, коли синтез мовлення відновлено.
• `error`: Спрацьовує, коли під час синтезу мовлення виникає помилка.

Ось як обробити подію `end`:

            utterance.onend = function(event) {
 console.log('Speech synthesis finished.');
};

            

              
                Copy
              
            
          

Повний приклад перетворення тексту на мовлення

Ось повний приклад того, як реалізувати перетворення тексту на мовлення:

            <!DOCTYPE html>
<html>
<head>
 <title>Text-to-Speech Example</title>
</head>
<body>
 <h1>Text-to-Speech</h1>

 <textarea id="textInput" rows="4" cols="50">Enter text here...</textarea><br>
 <button id="speakBtn">Speak</button>

 <script>
 if ('speechSynthesis' in window) {
 var textInput = document.getElementById('textInput');
 var speakBtn = document.getElementById('speakBtn');

 var utterance = new SpeechSynthesisUtterance();
 utterance.lang = 'en-US';

 window.speechSynthesis.onvoiceschanged = function() {
 var voices = window.speechSynthesis.getVoices();
 var selectedVoice = null;
 for (var i = 0; i < voices.length; i++) {
 if (voices[i].lang === 'en-US' && voices[i].name.includes('Google')) {
 selectedVoice = voices[i];
 break;
 }
 }

 if (selectedVoice) {
 utterance.voice = selectedVoice;
 } else {
 console.warn('No suitable voice found. Using default voice.');
 }
 };

 utterance.onend = function() {
 console.log('Speech synthesis finished.');
 };

 speakBtn.addEventListener('click', function() {
 utterance.text = textInput.value;
 speechSynthesis.speak(utterance);
 });
 } else {
 console.log("Speech Synthesis API is not supported in this browser.");
 document.getElementById('textInput').disabled = true;
 document.getElementById('speakBtn').disabled = true;
 }
 </script>
</body>
</html>

            

              
                Copy
              
            
          

Практичне застосування та випадки використання

Web Speech API можна використовувати в різних програмах у різних галузях:

• Інструменти доступності: Створення програм для читання з екрана та допоміжних технологій для користувачів із вадами зору.
• Інтерфейси з голосовим керуванням: Розробка систем голосової навігації та керування для веб-додатків і пристроїв. Уявіть собі розумну домашню панель керування, де користувачі можуть керувати освітленням, приладами та системами безпеки за допомогою голосових команд.
• Програми для вивчення мов: Створення інтерактивних інструментів для вивчення мов, які надають відгуки про вимову та можливості для практики.
• Служби диктування та транскрипції: Надання користувачам можливості диктувати текст безпосередньо у веб-форми та документи, підвищуючи ефективність і продуктивність. Уявіть собі журналіста в полі, який швидко записує свої нотатки за допомогою голосу в текст.
• Чат-боти для обслуговування клієнтів: Інтеграція голосових чат-ботів у платформи обслуговування клієнтів для надання персоналізованої підтримки та допомоги. Це особливо корисно для надання багатомовної підтримки.
• Ігри: Реалізація голосових команд в іграх для керування персонажем, навігації по меню та спілкування в грі.
• Електронне навчання: Створення інтерактивних модулів електронного навчання з вікторинами з голосовою активацією, інструментами для практики вимови та іншими цікавими функціями.

Глобальні міркування щодо реалізації

Реалізуючи Web Speech API для глобальної аудиторії, важливо враховувати наступні фактори:

• Мовна підтримка: Переконайтеся, що API підтримує мови, які вам потрібні для вашої цільової аудиторії. Ретельно протестуйте в різних браузерах і операційних системах, оскільки підтримка може відрізнятися.
• Варіанти акценту та діалекту: Пам’ятайте про варіанти акценту та діалекту в межах мов. На точність розпізнавання мовлення можуть впливати ці варіації. Навчання системи даними, що включають різноманітні акценти, може покращити продуктивність.
• Фоновий шум: Мінімізуйте фоновий шум під час розпізнавання мовлення, щоб підвищити точність. Надайте користувачам вказівки щодо використання API в тихих місцях.
• Конфіденційність і безпека: Захищайте конфіденційність користувачів, безпечно обробляючи аудіодані та надаючи чітку інформацію про те, як використовуються дані. Дотримуйтеся відповідних правил конфіденційності даних, таких як GDPR (Загальний регламент захисту даних) у Європі та CCPA (Закон штату Каліфорнія про захист прав споживачів) у Сполучених Штатах.
• Мережеве з’єднання: Забезпечте надійне мережеве з’єднання як для розпізнавання мовлення, так і для перетворення тексту на мовлення. Подумайте про надання офлайн-підтримки або кешування даних, які часто використовуються, щоб зменшити проблеми з підключенням.
• Культурна чутливість: Пам’ятайте про культурні відмінності під час розробки голосових інтерфейсів. Уникайте використання сленгу чи ідіом, які можуть бути незрозумілими всім користувачам. Подумайте про надання користувачам можливості налаштувати голос і мову, які використовуються для перетворення тексту на мовлення.

Передові методи та найкращі практики

Щоб максимально підвищити ефективність Web Speech API, розгляньте ці передові методи та найкращі практики:

• Користувацький словник: Для розпізнавання мовлення ви можете визначити користувацький словник, щоб підвищити точність для певних слів або фраз, що стосуються вашої програми.
• Визначення граматики: Використовуйте специфікацію граматики розпізнавання мовлення (SRGS), щоб визначити граматику для розпізнавання мовлення, що ще більше підвищить точність.
• Контекстна обізнаність: Включіть контекстну інформацію у свою реалізацію розпізнавання мовлення, щоб покращити точність і релевантність. Наприклад, якщо користувач заповнює форму, система може очікувати певні типи вхідних даних у кожному полі.
• Відгук користувача: Надайте користувачам чіткий відгук про стан розпізнавання мовлення та перетворення тексту на мовлення. Використовуйте візуальні підказки, щоб вказати, коли система слухає, обробляє або говорить.
• Обробка помилок: Реалізуйте надійну обробку помилок, щоб коректно обробляти несподівані помилки та надавати користувачеві інформативні повідомлення.
• Оптимізація продуктивності: Оптимізуйте свій код для продуктивності, щоб забезпечити плавну та чутливу взаємодію з користувачем. Мінімізуйте обсяг оброблюваних даних і уникайте непотрібних обчислень.
• Тестування та оцінка: Ретельно протестуйте та оцініть свою реалізацію в різних браузерах, пристроях і мовах, щоб забезпечити сумісність і точність. Зберіть відгуки користувачів, щоб визначити сфери для вдосконалення.

Висновок

Web Speech API пропонує потужний і універсальний спосіб інтегрувати можливості розпізнавання голосу та перетворення тексту на мовлення у веб-додатки. Розуміючи основні концепції, деталі реалізації та найкращі практики, викладені в цьому посібнику, ви можете розкрити повний потенціал цієї технології та створити більш доступні, інтерактивні та цікаві можливості для своїх користувачів у всьому світі. Не забувайте враховувати глобальні фактори, такі як мовна підтримка, варіанти акценту, конфіденційність і культурна чутливість, щоб ваші програми були інклюзивними та ефективними для різноманітної аудиторії. Оскільки Web Speech API продовжує розвиватися, важливо бути в курсі останніх досягнень і найкращих практик для надання інноваційних і ефективних веб-інтерфейсів із підтримкою голосу.