Елена Булыгина предлагает Вам запомнить сайт «Ленусик»
Вы хотите запомнить сайт «Ленусик»?
Да Нет
×
Прогноз погоды

Как написать говорящую программу на Python

развернуть

Как написать говорящую программу на Python

Озвучиваем системное время и любой текст в Windows и Linux. Используем pytts3, espeak, RHVoice, gTTS, Speech dispatcher. 

Синтез речи может пригодиться вам в работе над мобильным помощником, умным домом на Raspberry Pi, искусственным интеллектом, игрой, системой уведомлений и звуковым интерфейсом. Голосовые сообщения донесут информацию до пользователя, которому некогда читать текст. Кроме того, если программа умеет озвучивать свой интерфейс, она доступна незрячим и слабовидящим.  Есть системы управления компьютером без опоры на зрение. Одна из самых популярных — NVDA (NonVisual Desktop Access) — написана на Python с добавлением C++.

Давайте посмотрим, как использовать text-to-speech (TTS) в Python и подключать синтезаторы голоса к вашей программе. Эту статью я хотела назвать «Говорящая консоль», потому что мы будем писать консольное приложение для Windows, Linux, а потенциально — и MacOS. Потом решила выбрать более общее название, ведь от наличия GUI суть не меняется. На всякий случай поясню: консоль в данном случае — терминал Linux или знакомая пользователям Windows командная строка.

Цель выберем очень скромную: создадим приложение, которое будет каждую минуту озвучивать текущее системное время.

Готовим поляну

Прежде чем писать и тестировать код, убедимся, что операционная система готова к синтезу речи, в том числе на русском языке.

Чтобы компьютер заговорил, нужны: 

  • голосовой движок (синтезатор речи) с поддержкой нужных нам языков,
  • голоса дикторов для этого движка.

В Windows есть штатный речевой интерфейс Microsoft Speech API (SAPI). Голоса к нему выпускают, помимо Microsoft, сторонние производители: Nuance Communications, Loquendo, Acapela Group, IVONA Software. 

Есть и свободные кроссплатформенные голосовые движки: 

  • RHVoice от Ольги Яковлевой  — имеет четыре голоса для русского языка (один  мужской и три женских), а также поддерживает татарский, украинский, грузинский, киргизский, эсперанто и английский. Работает в Windows, GNU/Linux и Android.
  • eSpeak (не обновляется с 2014 года) и его ответвление — eSpeak NG — c поддержкой более 100 языков и диалектов, включая даже латынь. NG означает New Generation  — «новое поколение». Эта версия разрабатывается сообществом с тех пор, как автор оригинальной eSpeak перестал выходить на связь. Система озвучит ваш текст в Windows, Android, Linux, Mac, BSD. При этом старый eSpeak стабилен в ОС Windows 7 и XP, а eSpeak NG совместим с Windows 8 и 10.

Как написать говорящую программу на Python

В статье я ориентируюсь только на перечисленные свободные синтезаторы, чтобы мы могли писать кроссплатформенный код и не были привязаны к проприетарному софту.

По качеству голоса RHVoice неплох и к нему быстро привыкаешь, а вот eSpeak очень специфичен и с акцентом. Зато eSpeak запускается на любом утюге и подходит как вариант на крайний случай, когда ничто другое не работает или не установлено у пользователя.

Установка речевых движков, голосов и модулей в Windows 

С установкой синтезаторов в Windows проблем возникнуть не должно. Единственный нюанс — для русского голоса eSpeak и eSpeak NG нужно скачать расширенный словарь произношения. Распакуйте архив в подкаталог espeak-data или espeak-ng-data в директории программы. Теперь замените старый словарь новым: переименуйте ru_dict-48 в ru_dict, предварительно удалив имеющийся файл с тем же именем (ru_dict).

Теперь установите модули pywin32, python-espeak и py-espeak-ng, которые потребуются нам для доступа к возможностям TTS:

pip install pywin32 python-espeak pyttsx3 py-espeak-ng

Если у вас на компьютере соседствуют Python 2 и 3, здесь и далее пишите «pip3», а при запуске скриптов  — «python3».

Установка eSpeak(NG) в Linux

Подружить «пингвина» с eSpeak, в том числе NG, можно за минуту:

sudo apt-get install espeak-ng python-espeak

pip3 install py-espeak-ng pyttsx3

Дальше загружаем и распаковываем словарь ru_dict с официального сайта:

wget http://espeak.sourceforge.net/data/ru_dict-48.zip

unzip ru_dict-48.zip

Теперь ищем адрес каталога espeak-data (или espeak-ng-data) где-то в /usr/lib/ и перемещаем словарь туда. В моем случае команда на перемещение выглядела так:

sudo mv ru_dict-48 /usr/lib/i386-linux-gnu/espeak-data/ru_dict

Обратите внимание: вместо «i386» у вас в системе может быть «x86_64...» или еще что-то. Если не уверены, воспользуйтесь поиском:

find /usr/lib/ -name "espeak-data"

Готово! 

RHVoice в Linux

Инструкцию по установке RHVoice в Linux вы найдете, например, в начале этой статьи. Ничего сложного, но времени занимает больше, потому что придется загрузить несколько сотен мегабайт.

Смысл в том, что мы клонируем git-репозиторий и собираем необходимые компоненты через scons.

Для экспериментов в Windows и Linux я использую одни и те же русские голоса: стандартный ‘ru’ в eSpeak и Aleksandr в RHVoice.

Как написать говорящую программу на Python

Как проверить работоспособность синтезатора

Прежде чем обращаться к движку, убедитесь, что он установлен и работает правильно. 

Проверить работу eSpeak в Windows проще всего через GUI  — достаточно запустить TTSApp.exe в папке с программой. Дальше открываем список голосов, выбираем eSpeak-RU, вводим текст в поле редактирования и жмем на кнопку Speak.

Обратиться к espeak можно и из терминала. Базовые консольные команды для eSpeak и NG совпадают — надо только добавлять или убирать «-ng» после «espeak»:

espeak -v ru -f D:\my.txt

espeak-ng -v en "The Cranes are Flying"

echo "Да, это от души. Замечательно. Достойно восхищения" |RHVoice-test -p Aleksandr

Как нетрудно догадаться, первая команда с ключом -f  читает русский текст из файла. Чтобы в Windows команда espeak подхватывалась вне зависимости от того, в какой вы директории, добавьте путь к консольной версии eSpeak (по умолчанию — C:\Program Files\eSpeak\command_line) в переменную окружения Path. Вот как это сделать.

Библиотека pyttsx3

PyTTSx3 — удобная кроссплатформенная библиотека для реализации TTS в приложениях на Python 3. Использует разные системы синтеза речи в зависимости от текущей ОС:

  • в Windows — SAPI5,
  • в Mac OS X — nsss,
  • в Linux и на других платформах — eSpeak.

Это очень удобно: пишете код один раз и он работает везде. Кстати, eSpeak NG поддерживается наравне с исходной версией.

А теперь примеры!

Просмотр голосов

У каждого голоса есть несколько параметров, с которыми можно работать:

  • id (идентификатор в операционной системе), 
  • name (имя),
  • languages (поддерживаемые языки),
  • gender (пол),
  • age (возраст).

Первый вопрос всегда в том, какие голоса установлены на стороне пользователя. Поэтому создадим скрипт, который покажет все доступные голоса, их имена и ID. Назовем файл, например, list_voices.py:

import pyttsx3

tts = pyttsx3.init() # Инициализировать голосовой движок.

У активного движка есть стандартный параметр ‘voices’, где содержится список всех доступных этому движку голосов. Это нам и нужно

voices = tts.getProperty('voices')

 # Перебрать голоса и вывести параметры каждого

for voice in voices:

    print('=======')

    print('Имя: %s' % voice.name)

    print('ID: %s' % voice.id)

    print('Язык(и): %s' % voice.languages)

    print('Пол: %s' % voice.gender)

    print('Возраст: %s' % voice.age)

Теперь открываем терминал или командную строку, переходим в директорию, куда сохранили скрипт, и запускаем list_voices.py.

 Результат будет примерно таким:

Как написать говорящую программу на Python

В Linux картина будет похожей, но с другими идентификаторами. 

Как написать говорящую программу на Python

Как видите, в Windows для большинства установленных голосов MS SAPI заполнены только «Имя» и ID. Однако этого хватит, чтобы решить следующую нашу задачу: написать код, который выберет русский голос и что-то им произнесет.

Например, у голоса RHVoice Aleksandr есть преимущество — его имя уникально, потому что записано транслитом и в таком виде не встречается у других известных производителей голосов. Но через pyttsx3 этот голос будет работать только в Windows. Для воспроизведения в Linux ему нужен речевой Speech Dispatcher, с которым библиотека взаимодействовать не умеет. Как общаться с «диспетчером» еще обсудим, а пока разберемся с доступными голосами.

Как выбрать голос по имени

В Windows голос удобно выбирать как по ID, так и по имени. В Linux проще работать с именем или языком голоса. Создадим новый файл set_voice_and_say.py:

import pyttsx3

tts = pyttsx3.init()

voices = tts.getProperty('voices')

# Задать голос по умолчанию

tts.setProperty('voice', 'ru') 

# Попробовать установить предпочтительный голос

for voice in voices:

    if voice.name == 'Aleksandr':

        tts.setProperty('voice', voice.id)

tts.say('Командный голос вырабатываю, товарищ генерал-полковник!')

tts.runAndWait()

В Windows вы услышите голос Aleksandr, а в Linux — стандартный русский eSpeak. Если бы мы вовсе не указали голос, после запуска нас ждала бы тишина, так как по умолчанию синтезатор говорит по-английски.

Обратите внимание: tts.say() не выводит реплики мгновенно, а собирает их в очередь, которую затем нужно запустить на воспроизведение командой tts.runAndWait().

Выбор голоса по ID

Часто бывает, что в системе установлены голоса с одинаковыми именами, поэтому надежнее искать необходимый голос по ID.

Заменим часть написанного выше кода:

for voice in voices:

    ru = voice.id.find('RHVoice\Anna')  # Найти Анну от RHVoice

    if ru > -1: # Eсли нашли, выбираем этот голос

        tts.setProperty('voice', voice.id)

Теперь в Windows мы точно не перепутаем голоса Anna от Microsoft и RHVoice. Благодаря поиску в подстроке нам даже не пришлось вводить полный ID голоса.

Но когда мы пишем под конкретную машину, для экономии ресурсов можно прописать голос константой. Выше мы запускали скрипт list_voices.py — он показал параметры каждого голоса в ОС. Тогда-то вы и могли обратить внимание, что в Windows идентификатором служит адрес записи в системном реестре:

import pyttsx3

tts = pyttsx3.init()

EN_VOICE_ID = "HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Speech\Voices\Tokens\MS-Anna-1033-20DSK"

RU_VOICE_ID = "HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\Microsoft\Speech\Voices\TokenEnums\RHVoice\Anna"

# Использовать английский голос

tts.setProperty('voice', EN_VOICE_ID)

tts.say("Can you hear me say it's a lovely day?")

# Теперь — русский

tts.setProperty('voice', RU_VOICE_ID)

tts.say("А напоследок я скажу")

tts.runAndWait()

Как озвучить системное время в Windows и Linux

Как написать говорящую программу на Python

Это крошечное приложение каждую минуту проговаривает текущее время по системным часам. Точнее, оно сообщает время при каждой смене минуты. Например, если вы запустите скрипт в 14:59:59, программа заговорит через секунду. 

Создадим новый файл с именем time_tts.py. Всего, что мы разобрали выше, должно хватить, чтобы вы без проблем прочли и поняли следующий код:

# «Говорящие часы» — программа озвучивает системное время

from datetime import datetime, date, time

import pyttsx3, time

tts = pyttsx3.init()

tts.setProperty('voice', 'ru')  # Наш голос по умолчанию

tts.setProperty('rate', 150)    # Скорость в % (может быть > 100)

tts.setProperty('volume', 0.8)  # Громкость (значение от 0 до 1)

def set_voice(): # Найти и выбрать нужный голос по имени

    voices = tts.getProperty('voices')

    for voice in voices:

        if voice.name == 'Aleksandr':

           tts.setProperty('voice', voice.id)

        else:

            pass

def say_time(msg): # Функция, которая будет называть время в заданном формате

    set_voice() # Настроить голос 

    tts.say(msg)

    tts.runAndWait() # Воспроизвести очередь реплик и дождаться окончания речи

while True:

    time_checker = datetime.now() # Получаем текущее время с помощью datetime

    if time_checker.second == 0:

        say_time('{h} {m}'.format(h=time_checker.hour, m=time_checker.minute))

        time.sleep(55)   

    else:

        pass

Программа будет отслеживать и называть время, пока вы не остановите ее сочетанием клавиш Ctrl+Break или Ctrl+C (в Windows и Linux соответственно).

Посмотрите на алгоритм: чтобы уловить смену минуты, следим за значением секунд и ждем, когда оно будет равно нулю. После этого объявляем время и, чтобы поберечь оперативную память, отправляем программу спать на 55 секунд. После этого она снова начнет проверять текущее время и ждать нулевой секунды.

Для дальнейшего изучения библиотеки pyttsx3 вы можете заглянуть в англоязычную документацию, в том числе справку по классу и примеры. А пока посмотрим на другие инструменты.

Обертка для eSpeak NG

Модуль называется py-espeak-ng. Это альтернатива pyttsx3 для случаев, когда вам нужен или доступен только один синтезатор — eSpeak NG. Не дай бог, конечно. Впрочем, для быстрых экспериментов с голосом очень даже подходит. Принцип использования покажется вам знакомым:

from espeakng import ESpeakNG

engine = ESpeakNG()

engine.speed = 150 

engine.say("I'd like to be under the sea. In an octopus's garden, in the shade!", sync=True)

engine.speed = 95 

engine.pitch = 32

engine.voice = 'russian' 

engine.say('А теперь Горбатый!', sync=True)

Обратите внимание на параметр синхронизации реплик sync=True. Без него синтезатор начнет читать все фразы одновременно — вперемешку. В отличие от pyttsx3, обертка espeakng не использует команду runAndWait(), и пропуск параметра sync сбивает очередь чтения.

Озвучиваем текст из файла

Не будем довольствоваться текстами в коде программы — пора научиться брать их извне. Тем более, это очень просто. В папке, где хранится только что рассмотренный нами скрипт, создайте файл test.txt с текстом на русском языке и в кодировке UTF-8. Теперь добавьте в конец кода такой блок:

text_file = open("test.txt", "r")

data = text_file.read()

tts.say(data, sync=True)

text_file.close()

Открываем файл на чтение, передаем содержимое в переменную data, затем воспроизводим голосом все, что в ней оказалось, и закрываем файл.

Управляем речью через Speech Dispatcher в Linux

До сих пор по результатам работы нашего кода в Linux выводился один суровый eSpeak. Пришло время позаботиться о друзьях Tux’а и порадовать их сравнительно реалистичными голосами RHVoice. Для этого нам понадобится Speech Dispatcher — аналог MS SAPI. Он позволяет управлять всеми установленными в системе голосовыми движками и вызывать любой из них по необходимости.

Скорее всего Speech Dispatcher есть у вас в системе по умолчанию. Чтобы обращаться к нему из кода Python, надо установить модуль speechd:

sudo apt install python3-speechd

Пробуем выбрать синтезатор RHVoice с помощью «диспетчера» и прочесть текст:

import speechd

tts_d = speechd.SSIPClient('test')

tts_d.set_output_module('rhvoice')

tts_d.set_language('ru')

tts_d.set_rate(50)

tts_d.set_punctuation(speechd.PunctuationMode.SOME)

tts_d.speak('И нежный вкус родимой речи так чисто губы холодит')

tts_d.close()

Ура! Наконец-то наше Linux-приложение говорит голосом, похожим на человеческий. Обратите внимание на метод .set_output_module() — он позволяет выбрать любой установленный движок, будь то espeak, rhvoice или festival. После этого синтезатор прочтет текст голосом, предписанным для данного движка по умолчанию. Если задан только язык — голосом по умолчанию для данного языка.

Получается, чтобы сделать кроссплатформенное приложение с поддержкой синтезатора RHVoice, нужно совместить pyttsx3 и speechd: проверить, в какой системе работает наш код, и выбрать SAPI или Speech Dispatcher. А в любой непонятной ситуации — откатиться на неказистый, но вездеходный eSpeak.

Однако для этого программа должна знать, где работает. Определить текущую ОС и ее разрядность очень легко! Лично я предпочитаю использовать для этого стандартный модуль platform, который не нужно устанавливать:

import platform

system = platform.system() # Вернет тип системы.

bit = platform.architecture() # Вернет кортеж, где разрядность — нулевой элемент

print(system)

print(bit[0])

Пример результата:

Windows

64bit

Кстати, не обязательно решать все за пользователя. На базе pyttsx3 вы при желании создадите меню выбора голоса с возможностью управлять такими параметрами, как высота голоса, громкость и скорость речи.

Модуль Google TTS — голоса из интернета

Как написать говорящую программу на Python

Google предлагает онлайн-озвучку текста с записью результата в mp3-файл. Это не для каждой задачи:

  • постоянно нужен быстрый интернет;
  • нельзя воспроизвести аудио средствами самого gtts;
  • скорость обработки текста ниже, чем у офлайн-синтезаторов.

Что касается голосов, английский и французский звучат очень реалистично. Русский голос Гугла — девушка, которая немного картавит и вдобавок произносит «ц» как «ч». По этой причине ей лучше не доверять чтение аудиокниг, имен и топонимов.

Еще один нюанс. Когда будете экспериментировать с кодом, не называйте файл «gtts.py» — он не будет работать! Выберите любое другое имя, например use_gtts.py.

Простейший код, который сохраняет текст на русском в аудиофайл:

from gtts import gTTS

tts = gTTS('Иван Федорович Крузенштерн. Человек и пароход!', lang='ru')

tts.save('tts_output.mp3')

После запуска этого кода в директории, где лежит скрипт, появится запись. Чтобы воспроизвести файл «не отходя от кассы», придется использовать еще какой-то модуль или фреймворк. Годится pygame или pyglet. 

Вот листинг приложения, которое построчно читает txt-файлы с помощью связки gtts и PyGame. Я заметила, что для нормальной работы этого скрипта текст из text.txt должен быть в кодировке Windows-1251 (ANSI).

Выводим текст через NVDA

Как написать говорящую программу на Python

Мы научились озвучивать приложение с помощью установленных в системе синтезаторов. Но что если большинству пользователей эта фишка не нужна, и мы хотим добавить речь исключительно как опцию для слабовидящих? В таком случае не обязательно писать код озвучивания: достаточно передать текст интерфейса другому приложению — экранному диктору.

Одна из самых популярных программ экранного доступа в Windows — бесплатная и открытая NVDA. Для связи с ней к нашему приложению нужно привязать библиотеку nvdaControllerClient (есть варианты для 32- и 64-разрядных систем). Узнавать разрядность системы вы уже умеете.

Еще для работы с экранным диктором нам понадобятся модули ctypes и time. Создадим файл nvda.py, где напишем модуль связи с NVDA:

import time, ctypes, platform

# Загружаем библиотеку клиента NVDA

bit = platform.architecture()

if bit[0] == '32bit':

    clientLib = ctypes.windll.LoadLibrary('nvdaControllerClient32.dll')

elif bit[0] == '64bit':

    clientLib = ctypes.windll.LoadLibrary('nvdaControllerClient32.dll')

else:

    errorMessage=str(ctypes.WinError(res))

    ctypes.windll.user32.MessageBoxW(0,u"Ошибка! Не удалось определить разрядность системы!",0)

# Проверяем, запущен ли NVDA

res = clientLib.nvdaController_testIfRunning()

if res != 0:

errorMessage=str(ctypes.WinError(res))

ctypes.windll.user32.MessageBoxW(0,u"Ошибка: %s"%errorMessage,u"нет доступа к NVDA",0)

def say(msg):

    clientLib.nvdaController_speakText(msg)

    time.sleep(1.0)

def close_speech():

    clientLib.nvdaController_cancelSpeech()

Теперь эту заготовку можно применить в коде основной программы:

import nvda

nvda.say('Начать игру')

# … другие реплики или сон

nvda.close_speech()

Если NVDA неактивна, после запуска кода мы увидим окошко с сообщением об ошибке, а если работает — услышим от нее заданный текст. 

Плюс подхода в том, что незрячий пользователь будет слышать тот голос, который сам выбрал и настроил в NVDA.

Заключение

Ваша программа уже глаголет устами хотя бы одного из установленных синтезаторов? Поздравляю! Как видите, это не слишком сложно и «в выигрыше даже начинающий». Еще больше радуют перспективы использования TTS в ваших проектах. Все, что можно вывести как текст, можно и озвучить.

Представьте утилиту, которая при внезапной проблеме с экраном телефона или монитора сориентирует пользователя по речевым подсказкам, поможет спокойно сохранить данные и штатно завершить работу. Или как насчет прослушивания входящей почты, когда вы не за монитором? Напишите, когда, на ваш взгляд, TTS полезна, а когда только раздражает. Говорящая программа с какими функциями пригодилась бы вам?

Пройти обучение

Опубликовано 29.08.2019 в 15:15
Статистика 1
Показы: 1 Охват: 0 Прочтений: 0

Комментарии

Показать предыдущие комментарии (показано %s из %s)
Показать новые комментарии
Читать

Поиск по блогу

Люди

7 пользователям нравится сайт lena2018.mirtesen.ru

Последние комментарии

нет комментариев