Asyncio 및 스레딩을 사용하여 WebSocket을 통한 Python 기반 효과적인 오디오 스트리밍

이 튜토리얼에서는 Python의 사용법을 설명합니다. 비동기 그리고 스레딩 통해 전송되는 실시간 오디오 스트림을 관리합니다. 웹소켓 연결. 주요 목표는 Google voice-to-Text API를 사용하여 사용자 음성의 실시간 텍스트 변환을 제공하는 것입니다. 특히 부분 기록 및 비차단 통신을 처리할 때 비동기 및 동기 작업을 함께 관리하는 데 어려움이 발생합니다.

Python은 백그라운드 오디오 처리를 위한 스레딩 및 비차단 WebSocket 관리를 위한 asyncio와 함께 이 접근 방식에 사용됩니다. 이를 통해 부분 전사 및 라이브 오디오 스트림이 효과적으로 처리됩니다.

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)

Python에서 효율적인 실시간 오디오 처리를 위해 비동기 생성기 사용

이 방법은 비동기 생성기와 함께 Python의 asyncio 패키지를 활용하여 스트리밍 오디오와 Google Speech-to-Text 전사를 비동기적으로 처리합니다.

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)

오디오 스트리밍을 위한 Asyncio와 스레딩에 관한 일반적인 질문

1. 실시간 오디오 처리를 처리하는 데 스레딩이 어떻게 도움이 됩니까?
2. 활용하여 ThreadPoolExecutor, 스레딩을 사용하면 기본 스레드가 오디오 처리와 같은 비동기 활동을 다른 스레드에 위임하면서 WebSocket 연결을 관리할 수 있습니다.
3. 왜 사용해야합니까? asyncio 혼자 스레딩하는 대신?
4. asyncio WebSocket 연결 및 API 호출과 같은 I/O 바인딩 작업을 관리하는 보다 확장 가능한 방법을 제공하여 서버가 지연 없이 여러 연결을 처리할 수 있도록 보장합니다.
5. 사용하면 어떤 이점이 있나요? asyncio.run_coroutine_threadsafe?
6. 이 명령을 사용하면 별도의 스레드 내에서 비동기 함수 실행을 허용하여 비동기 WebSocket 활동을 동기 오디오 처리와 통합할 수 있습니다.
7. Google을 사용할 수 있나요? SpeechAsyncClient 실시간 오디오 전사를 원하시나요?
8. 예, SpeechAsyncClient 다음과 호환됩니다. asyncioGoogle Speech-to-Text API에 대한 비동기 액세스를 제공하므로 비차단 전사 처리를 위한 기반 아키텍처입니다.
9. 오디오 스트림 처리 성능을 최적화하려면 어떻게 해야 합니까?
10. 버퍼링 구현, 데이터 흐름 관리 asyncio.Queue, 배압이나 시간 초과와 같은 메커니즘을 사용하여 부하 시 시스템의 응답성을 유지합니다.

실시간 오디오 처리에 대한 최종 생각

Asyncio와 스레딩을 결합하면 실시간 오디오 스트림을 효과적으로 관리할 수 있는 강력한 방법을 제공합니다. 비차단 작업을 위한 asyncio와 병렬 처리를 위한 스레딩의 장점을 활용하여 시스템은 성능 문제나 데이터 손실 없이 실시간 기록을 생성할 수 있습니다.

그러나 이 방법을 사용하려면 속도 최적화, 오류 관리, 동기 구성 요소와 비동기 구성 요소 간의 원활한 통신 촉진에 세심한 주의가 필요합니다. 이 하이브리드 접근 방식은 올바른 구성으로 라이브 전사 및 오디오 스트리밍 서비스를 위한 확장 가능하고 반응성이 뛰어난 시스템을 제공할 수 있습니다.