Na Pythonu temelječe učinkovito pretakanje zvoka prek WebSocket z uporabo Asyncio in Threading

Ta vadnica pojasnjuje, kako uporabljati Python asyncio in vrezovanje navojev za upravljanje zvočnih tokov v realnem času, ki so poslani preko a WebSocket povezava. Glavni cilj je zagotoviti prepise uporabniškega glasu v realnem času z uporabo Googlovega API-ja za pretvorbo glasu v besedilo. Izzivi se pojavijo pri skupnem upravljanju asinhronih in sinhronih nalog, zlasti pri delnih transkripcijah in neblokirni komunikaciji.

Pri tem pristopu se uporablja Python, skupaj z navojem za obdelavo zvoka v ozadju in asyncio za upravljanje WebSocket brez blokiranja. To zagotavlja učinkovito obravnavo delnega prepisa in zvočnih tokov v živo.

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)

Uporaba asinhronih generatorjev za učinkovito obdelavo zvoka v realnem času v Pythonu

Ta metoda asinhrono obravnava pretočni zvok in Google Speech-to-Text prepis z uporabo Pythonovega paketa asyncio z generatorji async.

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)

Pogosta vprašanja v zvezi z Asyncio in Threading Together za pretakanje zvoka

1. Kako navoj pomaga pri obdelavi zvoka v realnem času?
2. Z uporabo ThreadPoolExecutor, navoj omogoča glavni niti upravljanje povezave WebSocket, medtem ko asinhrone dejavnosti, kot je obdelava zvoka, prenese na druge niti.
3. Zakaj naj uporabljam asyncio namesto samega navoja?
4. asyncio zagotavlja, da lahko strežnik obravnava več povezav brez zastoja, tako da ponuja bolj razširljivo metodo upravljanja V/I-vezanih operacij, kot so povezave WebSocket in klici API-ja.
5. Kakšna je korist od uporabe asyncio.run_coroutine_threadsafe?
6. Ta ukaz omogoča integracijo asinhronih dejavnosti WebSocket s sinhrono obdelavo zvoka, tako da omogoča izvajanje asinhrone funkcije znotraj ločene niti.
7. Ali lahko uporabim Googlove SpeechAsyncClient za zvočni prepis v realnem času?
8. ja SpeechAsyncClient je združljiv z a asyncioarhitektura za neblokirno obdelavo prepisov, saj ponuja asinhroni dostop do Googlovega API-ja za pretvorbo govora v besedilo.
9. Kako lahko optimiziram zmogljivost obdelave zvočnega toka?
10. Izvedite medpomnjenje, upravljajte pretok podatkov z uporabo asyncio.Queue, in uporabite mehanizme, kot je protipritisk ali časovne omejitve, da zagotovite, da sistem ostane odziven pod obremenitvijo.

Končne misli o obdelavi zvoka v realnem času

Kombinacija Asyncio in Threading zagotavlja močan način za učinkovito upravljanje zvočnih tokov v realnem času. Z uporabo prednosti asyncio za operacije brez blokiranja in nizanja niti za vzporedno obdelavo lahko sistem ustvari prepise v realnem času, ne da bi pri tem prišlo do kakršnih koli težav z zmogljivostjo ali izgube podatkov.

Toda ta metoda zahteva posebno pozornost pri optimizaciji hitrosti, upravljanju napak in omogočanju brezhibne komunikacije med sinhronimi in asinhronimi komponentami. Ta hibridni pristop lahko ponudi razširljiv, odziven sistem za prepisovanje v živo in storitve pretakanja zvoka s pravilno konfiguracijo.