Uz Python balstīta efektīva audio straumēšana, izmantojot WebSocket, izmantojot Asyncio un Threading

Šajā apmācībā ir paskaidrots, kā izmantot Python's asyncio un vītņošana lai pārvaldītu reāllaika audio straumes, kas tiek sūtītas pa a WebSocket savienojums. Galvenais mērķis ir nodrošināt lietotāja balss reāllaika transkripcijas, izmantojot Google balss pārveides API. Izaicinājumi rodas, pārvaldot asinhronus un sinhronus uzdevumus kopā, īpaši, ja tiek veikta daļēja transkripcija un nebloķējoša saziņa.

Šajā pieejā tiek izmantots Python, kā arī pavedienu izveidošana fona audio apstrādei un asinhronizācija nebloķējošai WebSocket pārvaldībai. Tas garantē, ka daļēja transkripcija un tiešraides audio straumes tiek apstrādātas efektīvi.

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)

Asinhrono ģeneratoru izmantošana efektīvai reāllaika audio apstrādei programmā Python

Šī metode apstrādā audio straumēšanu un Google runas-teksta transkripciju asinhroni, izmantojot Python asinhrono pakotni ar asinhroniem ģeneratoriem.

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)

Bieži uzdotie jautājumi par Asyncio un Threather kopā audio straumēšanai

1. Kā pavedienu veidošana palīdz apstrādāt reāllaika audio apstrādi?
2. Izmantojot ThreadPoolExecutor, pavediens ļauj galvenajam pavedienam pārvaldīt WebSocket savienojumu, vienlaikus deleģējot asinhronas darbības, piemēram, audio apstrādi, citiem pavedieniem.
3. Kāpēc man vajadzētu lietot asyncio nevis vītņot vien?
4. asyncio nodrošina, ka serveris var apstrādāt vairākus savienojumus bez apstāšanās, piedāvājot mērogojamāku I/O operāciju pārvaldības metodi, piemēram, WebSocket savienojumus un API zvanus.
5. Kāds labums no lietošanas asyncio.run_coroutine_threadsafe?
6. Šī komanda ļauj integrēt asinhronās WebSocket darbības ar sinhrono audio apstrādi, ļaujot izpildīt asinhronās funkcijas no atsevišķa pavediena.
7. Vai es varu izmantot Google SpeechAsyncClient reāllaika audio transkripcijai?
8. Jā, SpeechAsyncClient ir savietojams ar a asynciobalstīta arhitektūra nebloķējošai transkripcijas apstrādei, jo tā piedāvā asinhronu piekļuvi Google runas pārveides API.
9. Kā es varu optimizēt audio straumes apstrādes veiktspēju?
10. Ieviesiet buferizāciju, pārvaldiet datu plūsmu, izmantojot asyncio.Queue, un izmantojiet tādus mehānismus kā pretspiediens vai taimauts, lai nodrošinātu, ka sistēma joprojām reaģē uz slodzi.

Pēdējās domas par reāllaika audio apstrādi

Asyncio un pavedienu apvienošana nodrošina efektīvu veidu, kā efektīvi pārvaldīt reāllaika audio straumes. Izmantojot asyncio priekšrocības nebloķējošām darbībām un pavedienu izveidošanu paralēlai apstrādei, sistēma var izveidot reāllaika transkripcijas bez veiktspējas problēmām vai datu zuduma.

Taču šī metode liek pievērst īpašu uzmanību ātruma optimizācijai, kļūdu pārvaldībai un netraucētas saziņas veicināšanai starp sinhronajiem un asinhronajiem komponentiem. Šī hibrīda pieeja var piedāvāt mērogojamu, atsaucīgu sistēmu tiešraides transkripcijas un audio straumēšanas pakalpojumiem ar pareizu konfigurāciju.