Pythonipõhine tõhus heli voogesitus WebSocketi kaudu, kasutades Asyncio ja Threading

See õpetus selgitab, kuidas Pythoni kasutada asyncio ja keermestamine et hallata reaalajas helivooge, mis saadetakse üle a WebSocket ühendus. Peamine eesmärk on edastada kasutaja hääle reaalajas transkriptsioone, kasutades Google'i häältekstiks API-t. Väljakutsed tekivad asünkroonsete ja sünkroonsete ülesannete koos haldamisel, eriti kui tegemist on osalise transkriptsiooni ja mitteblokeeriva suhtlusega.

Selle lähenemisviisi puhul kasutatakse Pythonit koos lõimega taustaheli töötlemiseks ja asünkrooniga WebSocketi mitteblokeerimiseks. See tagab osalise transkriptsiooni ja reaalajas helivoogude tõhusa käsitlemise.

import asyncio
import websockets
import base64
from concurrent.futures import ThreadPoolExecutor
from google.cloud import speech
import queue
class AudioHandler:
    def __init__(self, client_handler):
        self._client_handler = client_handler
        self._audio_queue = queue.Queue()
        self._is_streaming = False
        self._speech_client = speech.SpeechClient()
        self._executor = ThreadPoolExecutor(max_workers=1)
    async def receive_audio(self, content, audio_id):
        self._is_streaming = True
        audio_data = base64.b64decode(content)
        self._audio_queue.put(audio_data)
        if not self._request_built:
            future = self._executor.submit(self._build_requests)
            future.add_done_callback(lambda f: self._on_audio_complete(f, audio_id))
    def _build_requests(self):
        audio_generator = self._read_audio()
        requests = (speech.StreamingRecognizeRequest(audio_content=chunk) for chunk in audio_generator)
        responses = self._speech_client.streaming_recognize(config, requests)
        self._listen_print_loop(responses)
    def _read_audio(self):
        while self._is_streaming:
            chunk = self._audio_queue.get()
            yield chunk
    def _listen_print_loop(self, responses):
        for response in responses:
            for result in response.results:
                if result.is_final:
                    asyncio.run_coroutine_threadsafe(self._client_handler.send_transcription(result), self._client_handler.loop)

Asünkroongeneraatorite kasutamine tõhusaks reaalajas helitöötluseks Pythonis

See meetod käsitleb heli voogesitust ja Google'i kõnest tekstiks transkriptsiooni asünkroonselt, kasutades Pythoni asünkroonpaketti koos asünkroonsete generaatoritega.

import asyncio
import websockets
import base64
from google.cloud import speech
from asyncio import Queue
class AsyncAudioHandler:
    def __init__(self, client_handler):
        self._client_handler = client_handler
        self._audio_queue = Queue()
        self._speech_client = speech.SpeechAsyncClient()
        self._is_streaming = False
    async def receive_audio(self, content, audio_id):
        self._is_streaming = True
        await self._audio_queue.put(base64.b64decode(content))
        if not self._request_built:
            self._request_built = True
            await self._build_requests()
    async def _read_audio(self):
        while self._is_streaming:
            chunk = await self._audio_queue.get()
            yield speech.StreamingRecognizeRequest(audio_content=chunk)
    async def _build_requests(self):
        async for response in self._speech_client.streaming_recognize(requests=self._read_audio()):
            await self._listen_print_loop(response)
    async def _listen_print_loop(self, responses):
        for response in responses:
            if response.results:
                result = response.results[0]
                if result.is_final:
                    await self._client_handler.send_transcription(result.alternatives[0].transcript)

Levinud küsimused asyncio ja heli voogesituse jaoks koos lõimimise kohta

1. Kuidas aitab lõimestamine reaalajas helitöötlust käsitleda?
2. Kasutades ThreadPoolExecutor, võimaldab lõimega põhilõime hallata WebSocketi ühendust, delegeerides samal ajal asünkroonsed tegevused, nagu helitöötlus, teistele lõimedele.
3. Miks ma peaksin kasutama asyncio üksi niidistamise asemel?
4. asyncio tagab, et server saab hakkama mitme ühendusega ilma seiskumiseta, pakkudes skaleeritavamat meetodit I/O-ga seotud toimingute haldamiseks, nagu WebSocket-ühendused ja API-kõned.
5. Mis kasu on kasutamisest asyncio.run_coroutine_threadsafe?
6. See käsk võimaldab asünkroonsete WebSocketi tegevuste integreerimist sünkroonse helitöötlusega, võimaldades asünkroonimisfunktsiooni käivitamist eraldi lõimest.
7. Kas ma saan Google'i kasutada SpeechAsyncClient reaalajas heli transkriptsiooniks?
8. Jah, SpeechAsyncClient ühildub a asyncio-põhine arhitektuur mitteblokeerivaks transkriptsioonitöötluseks, kuna see pakub asünkroonset juurdepääsu Google'i kõne tekstiks API-le.
9. Kuidas saan optimeerida helivoo töötlemise jõudlust?
10. Rakendage puhverdamist, hallake andmevoogu kasutades asyncio.Queueja kasutage selliseid mehhanisme nagu vasturõhk või ajalõpud, et tagada süsteemi reageerimine koormuse all.

Viimased mõtted reaalajas helitöötluse kohta

Asyncio ja lõime ühendamine pakuvad tõhusat viisi reaalajas helivoogude tõhusaks haldamiseks. Kasutades asyncio eeliseid mitteblokeerivate toimingute jaoks ja lõime paralleelseks töötlemiseks, saab süsteem toota reaalajas transkriptsioone ilma jõudlusprobleemide või andmete kadumiseta.

Kuid selle meetodi puhul tuleb pöörata suurt tähelepanu kiiruse optimeerimisele, vigade haldamisele ning sünkroonsete ja asünkroonsete komponentide vahelise sujuva suhtluse hõlbustamisele. See hübriidne lähenemisviis võib pakkuda õige konfiguratsiooniga skaleeritavat ja tundlikku süsteemi reaalajas transkriptsiooni- ja heli voogedastusteenuste jaoks.