文/山東省招遠第一中學 牟曉東

小時候，我們都玩兒過手工版的“傳聲筒”：底部挖孔的兩個空鐵制罐頭盒子，通過一根長長的細管兒或棉線連接起來，進行“你說、我聽”和“我說、你聽”的同步“傳話”。不過，如果通話雙方使用的是不同的語種，這種簡易設備就無法實現(xiàn)“同聲傳譯”了?，F(xiàn)在，通過樹莓派和古德微機器人“積木”模塊語句等進行開源硬件編程，再借助于網(wǎng)絡進行語音信號的傳輸及處理，可以非常方便地制作出一個“隔空”同聲傳譯機：一方說中文、另一方講英文，實現(xiàn)中英文雙語的雙向語音及文字的互譯和傳輸，從而可以進行無障礙的實時交流。

1.實驗器材及連接

所需的實驗器材包括：樹莓派及古德微擴展板各兩塊，全向麥克風兩個，音箱兩個，LED燈兩支。

通訊雙方的實驗器材及連接方式均完全一致，分別將擴展板正確安裝于樹莓派上（注意四周要均勻小心用力）；然后，將全向麥克風插入樹莓派的USB接口，音箱插入樹莓派的音頻輸出圓孔；最后，將LED燈按“長腿正、短腿負”的規(guī)則插入擴展板的5號插孔，給樹莓派通電，啟動操作系統(tǒng)（如圖1）。

?

2.中文通訊端編程

通過瀏覽器訪問古德微機器人網(wǎng)站（http://www.gdwrobot.cn/），登錄賬號（luke007）后點擊“設備控制”進入“積木”編程區(qū)開始編寫程序：

（1）編寫控制LED的“燈閃爍”函數(shù)

新建一個名為“燈閃爍”的函數(shù)，實現(xiàn)的功能是控制插接在5號GPIO接口的LED燈，當程序被語音喚醒后閃爍兩次作為響應信號。先從“循環(huán)”中選擇“重復‘10’次執(zhí)行……”模塊語句，修改為“2”；再從“智能硬件”-“常用”中選擇“控制‘2’號小燈‘亮’”，作為循環(huán)體的第一個模塊語句，并改為“5”號；接著加一個“等待0.1秒”，作用是控制LED燈持續(xù)亮0.1秒；最后，再添加一個“控制‘5’號小燈‘滅’”和“等待0.1秒”，實現(xiàn)LED燈“亮0.1秒、滅0.1秒，再亮0.1秒、滅0.1秒”的閃爍功能（如圖2）。

?

（2）語音喚醒“Wakeup”函數(shù)

新建一個名為“Wakeup”的函數(shù)（注意必須是這個名字），其中的第一個模塊語句是“播放本地音頻‘/home/pi/temp/ding.mp3’”，作用是播放樹莓派操作系統(tǒng)/home/pi/temp目錄中的ding.mp3音頻文件，即發(fā)出“?！钡囊宦暎唤又?，調(diào)用剛剛編寫的“燈閃爍”函數(shù)；然后，分別建立名為“語音輸入”和“語音轉(zhuǎn)文字”兩個變量，將“語音輸入”變量賦值為“將‘3’秒的語音輸入保存到‘/home/pi/temp/record.mp3’”，作用是將用戶通過全向麥克風輸入的語音生成MP3文件并保存至樹莓派的temp目錄中，命名為“record.mp3”；將“語音轉(zhuǎn)文字”變量賦值為“把語音‘語音輸入’轉(zhuǎn)換為文字，識別語言為‘普通話遠場’”，作用是將變量“語音輸入”（對應剛剛生成的“record.mp3”音頻文件）進行語音轉(zhuǎn)文字的識別操作；接著，通過“輸出調(diào)試信息‘語音轉(zhuǎn)文字’”模塊語句，實現(xiàn)在程序LOG調(diào)試區(qū)輸出顯示識別轉(zhuǎn)換出的文字信息。

再建立變量“漢譯英”，賦值為“將‘語音轉(zhuǎn)文字’翻譯成‘英文’”，作用是將識別出的中文文字信息翻譯成英文，然后也是在LOG調(diào)試區(qū)輸出顯示；接著，從“物聯(lián)網(wǎng)”-“常用”中選擇并設置好“向‘luke008’發(fā)送主題‘C2E’的數(shù)據(jù)‘漢譯英’”模塊語句，其中的“l(fā)uke008”對應著英文通訊端的賬號（中文通訊端賬號是“l(fā)uke007”），主題“C2E”的意思是“中文對英文”（Chinese?to English），可自定義；該模塊語句的作用是將變量“漢譯英”中保存的英文翻譯文字信息發(fā)送至英文通訊端（如圖3）。

?

（3）調(diào)用Wakeup函數(shù)進行數(shù)據(jù)處理

首先，從“人工智能”-“語音識別”中選擇“小度小度關(guān)鍵詞喚醒，請創(chuàng)建一個Wakeup新函數(shù)”模塊語句，作用是通過“小度小度”關(guān)鍵詞來喚醒執(zhí)行對應的“Wakeup”函數(shù)；接著，從“物聯(lián)網(wǎng)”-“常用”中選擇“監(jiān)聽主題‘E2C’并設置初始值‘0’”模塊語句，作用是監(jiān)測英文通訊端發(fā)送過來的“E2C”主題數(shù)據(jù)（English?to Chinese）；然后建立一個“重復當‘真’執(zhí)行……”循環(huán)結(jié)構(gòu)，通過“如果……執(zhí)行……”選擇結(jié)構(gòu)對“物聯(lián)網(wǎng)是否收到新數(shù)據(jù)”進行判斷，條件成立的話，建立變量“對方的中文譯文”并賦值為“獲取主題‘E2C’的數(shù)據(jù)”，也就是對應英文通訊端在經(jīng)過“英譯漢”后的文字信息；接著，選擇“人工智能”-“語音識別”中的“播放語音‘對方的中文譯文’發(fā)音人為‘0’語調(diào)為‘5’語速為‘3’”模塊語句，實現(xiàn)對方語音信息譯文的語音播放功能（如圖4）。

程序編寫完畢，點擊“保存”按鈕將程序保存為“漢語輸入端”。

?

3.英文通訊端編程

同樣是訪問古德微機器人網(wǎng)站，并且登錄賬號（luke008）后進行“積木”編程區(qū)開始編寫程序。英文通訊端的程序與中文通訊端幾乎完全一致，可先通過下載luke007代碼后、用上傳或分享的方式在編程區(qū)打開，然后進行少量的修改。

“燈閃爍”函數(shù)保持不變；在“Wakeup”函數(shù)中，先將變量“語音轉(zhuǎn)文字”的賦值模塊語句中的識別語言改為“英語”；再使用變量“英譯漢”來替換之前的“漢譯英”，將“發(fā)送主題”模塊語句改為“向‘luke007’發(fā)送主題‘E2C’的數(shù)據(jù)‘英譯漢’”；主程序中的“監(jiān)聽主題”中將“E2C”改為“C2E”，將“對方的中文譯文”變量替換為“對方的英文譯文”，其值為“獲取主題‘C2E’的數(shù)據(jù)”（如圖5）。

其它的不必作改動，將程序保存為“英語輸入端”。

?

4.測試樹莓派“隔空”同聲傳譯的效果

將兩個樹莓派分隔開至少數(shù)米的距離，防止同時語音喚醒；接著，分別在兩個編程界面中點擊“連接設備”按鈕，出現(xiàn)五個綠色對勾后表示連接成功，再點擊“運行”按鈕進行測試。

在中文通訊端對著麥克風喊話：“小度小度”，音箱會先發(fā)出“?！钡囊宦暬貞?，接著LED燈會閃爍兩次，說明已經(jīng)完成了語音喚醒；然后繼續(xù)喊話：“小朋友，你好！”，這時會先在程序LOG調(diào)試區(qū)顯示語音識別的結(jié)果：“小朋友，你好！”，接著又會顯示對應的英文翻譯：“Hello，children”；在英文通訊端也會很快收到該英文翻譯“Hello，children”并同樣顯示在LOG區(qū)，接著將它轉(zhuǎn)換為語音形式并通過音箱進行語音的播放；再對著麥克風喊話：“小度小度”，音箱同樣也會先發(fā)出“?！钡囊宦暬貞?、LED燈閃爍兩次，然后繼續(xù)喊話：“Hello,I’m learning to program”。由于編程時設置了3秒的語音輸入限制，語音信息后面的單詞“program”被忽視，此時LOG顯示區(qū)只輸出了“Hello,I’m learning to”和中文翻譯“你好，我在學習”。同樣，中文通訊端也是如此。

繼續(xù)測試，比如中文的“好好學習，天天向上”被翻譯為“Study hard and make progress every day”，英文的“Programming is fun”和“Programming is funny”則分別被翻譯為“編程是風扇”和“編程很有趣”，“Good?morning”當然就對應“早上好”啦（如圖6）！

相關(guān)源代碼可關(guān)注“壹零社”公（）眾（） 號下載。

?

?