起风网最近在调研使用各个云平台提供的AI服务，有个语音合成的需求因此就使用了一下科大讯飞的TTS服务，也用.NET Core写了一个小示例，下面就是这个小示例及其相关背景知识的介绍。
一、什么是语音合成（TTS）
1.1 What is 语音合成？
将文字信息转化为声音信息，给应用配上“嘴巴”，这就是语音合成。
Note：语音合成和语音识别技术是实现人机语音通信，建立一个有听和讲能力的口语系统所必需的两项关键技术。使电脑具有类似于人一样的说话能力，是当今时代信息产业的重要竞争市场。和语音识别相比，语音合成的技术相对说来要成熟一些，并已开始向产业化方向成功迈进，大规模应用指日可待。
1.2 语音合成的应用场景
目前，语音合成技术在我们生活中具有广泛的应用，如机器人发声、有声读物制作、语音播报等等，这些应用场景都离不开语音合成。
Note：在语音导航应用、新闻类 APP 中，语音合成可以快速生成高质量的播报音频，实现在开车、走路等不方便阅读消息的情况下，音频消息的即时传达。
1.3 语音合成的基本原理
这里借用网易智能的一篇文章中的介绍如下：
简单来说语音合成分为文本分析、韵律分析和声学分析三个部分。通过文本分析提取出文本特征，在此基础上预测基频、时长、节奏等多种韵律特征，然后通过声学模型实现从前端参数到语音参数的映射，最后通过声码器合成语音。整个过程类似于“编码、信息匹配，解码的过程”。
对语音合成有兴趣的朋友，可以阅读以下这篇文章《吴恩达盛赞的Deep Voice详解教程，教你快速理解百度的语音合成原理》。
二、使用.NET Core调用讯飞API
2.1 科大讯飞TTS服务
讯飞提供了众多极具特色的发音人（音库）供您选择。其合成音在音色、自然度等方面的表现均接近甚至超过了人声。这种语音合成体验，达到了真正可商用的标准。在我对百度、阿里、腾讯及讯飞的TTS服务对比中，讯飞的TTS体验好一些，且发音人（音库）最为丰富，还有四川话（准确来说是成都话）音库，碉堡了。大家可以去讯飞TTS服务网页体验一下。
2.2 .NET Core调用示例
（1）首先得去讯飞开放平台注册一个账号，并申请一个勾选有“在线语音合成”的应用
这里主要是拿到AppID及ApiKey，并且可以通过发音人管理增加发音库，当然，高级版的音库都是要单独收费的。免费版本的每天有500次的免费API调用机会。
（2）参考官方API文档和C# DEMO
PS：由于讯飞官方提供的C# DEMO是一个基于.NET Framework的比较老的DEMO，在.NET Core下无法正常使用，我将其简单地改写成了.NET Core版本，并封装了一个XunFeiCloudTtsService类如下：（每个属性都有注释，不再赘述，只是对API调用需要的一些属性的简单封装）
public class XunFeiCloudTtsService { // Header Type : audio/mpeg private const string AUDIO_MPEG_TYPE = "audio/mpeg"; // AppID, AppKey 从讯飞开放云平台获取 public string AppID { get; set; } = "your AppID"; public string ApiKey { get; set; } = "your ApiKey"; // 要进行合成的文字 public string TextToSpeech { get; set; } = "这是一段测试文字"; // 讯飞TTS服务API地址 public string ServiceUrl { get; set; } = "http://api.xfyun.cn/v1/service/v1/tts"; // aue = raw, 音频文件保存类型为 wav // aue = lame, 音频文件保存类型为 mp3 public string AUE { get; set; } = "raw"; // 音频采样率，可选值：audio/L16;rate=8000，audio/L16;rate=16000 public string AUF { get; set; } = "audio/L16;rate=16000"; // 发音人，可选值：详见控制台-我的应用-在线语音合成服务管理-发音人授权管理 public string VoiceName { get; set; } = "xiaoyan"; // 引擎类型，可选值：aisound（普通效果），intp65（中文），intp65_en（英文）， // mtts（小语种，需配合小语种发音人使用），x（优化效果）， // 默认为intp65 public string EngineType { get; set; } = "intp65"; // 语速，可选值：[0-100]，默认为50 public string Speed { get; set; } = "50"; // 音量，可选值：[0-100]，默认为50 public string Volume { get; set; } = "50"; // 音高，可选值：[0-100]，默认为50 public string Pitch { get; set; } = "50"; // URL加密后的TextToSpeech public string Bodys { get; set; } // 要保存的文件夹路径 public string SavePath { get; set; } = "./Output/"; // 要保存的文件名 public string FileName { get; set; } = $"TTS-{ Guid.NewGuid().ToString() }"; static XunFeiCloudTtsService() { Encoding.RegisterProvider(CodePagesEncodingProvider.Instance); } public XunFeiCloudTtsService() { } public XunFeiCloudTtsService(string appID, string apiKey, string serviceUrl) { AppID = appID; ApiKey = apiKey; ServiceUrl = serviceUrl; } public string GetTtsResult() { SetTextDataBodys(); string param = "{\"aue\":\"" + AUE + "\",\"auf\":\"" + AUF + "\",\"voice_name\":\"" + VoiceName + "\",\"engine_type\":\"" + EngineType + "\",\"speed\":\"" + Speed + "\",\"volume\":\"" + Volume + "\",\"pitch\":\"" + Pitch + "\"}"; // 获取十位的时间戳 TimeSpan ts = DateTime.UtcNow - new DateTime(1970, 1, 1, 0, 0, 0, 0); string curTime = Convert.ToInt64(ts.TotalSeconds).ToString(); // 对参数先utf-8然后用base64编码 byte[] paramData = Encoding.UTF8.GetBytes(param); string paraBase64 = Convert.ToBase64String(paramData); // 形成签名 string checkSum = Md5(ApiKey + curTime + paraBase64); // 设置HttpHeaders var ttsRequest = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(ServiceUrl); ttsRequest.Method = "POST"; ttsRequest.ContentType = "application/x-www-form-urlencoded"; ttsRequest.Headers.Add("X-Param", paraBase64); ttsRequest.Headers.Add("X-CurTime", curTime); ttsRequest.Headers.Add("X-Appid", AppID); ttsRequest.Headers.Add("X-CheckSum", checkSum); using (Stream requestStream = ttsRequest.GetRequestStream()) { using (StreamWriter streamWriter = new StreamWriter(requestStream, Encoding.GetEncoding("gb2312"))) { streamWriter.Write(Bodys); } } string responseText = string.Empty; HttpWebResponse ttsResponse = ttsRequest.GetResponse() as HttpWebResponse; using (Stream responseStream = ttsResponse.GetResponseStream()) { using (StreamReader streamReader = new StreamReader(responseStream, Encoding.GetEncoding("UTF-8"))) { string headerType = ttsResponse.Headers["Content-Type"]; if (headerType.Equals(AUDIO_MPEG_TYPE)) { responseText = GetSuccessResponseText(ttsResponse); } else { responseText = streamReader.ReadToEnd(); } } } return responseText; } #region 私有辅助方法 /// <summary> /// 获取请求成功的响应文本 /// </summary> /// <param name="ttsResponse">HttpWebResponse</param> /// <returns>响应Headers文本</returns> private string GetSuccessResponseText(HttpWebResponse ttsResponse) { string responseText = string.Empty; using (Stream stream = ttsResponse.GetResponseStream()) { MemoryStream memoryStream = StreamToMemoryStream(stream); if (!Directory.Exists(SavePath)) { Directory.CreateDirectory(SavePath); } string fileType = string.Empty; switch (AUE.ToLower()) { case "raw": fileType = "wav"; break; case "lame": fileType = "lame"; break; } File.WriteAllBytes($"{SavePath}{FileName}.{fileType}", streamTobyte(memoryStream)); responseText = ttsResponse.Headers.ToString(); } return responseText; } /// <summary> /// 对要合成语音的文字先用utf-8然后进行URL加密 /// </summary> private void SetTextDataBodys() { byte[] textData = Encoding.UTF8.GetBytes(TextToSpeech); TextToSpeech = HttpUtility.UrlEncode(textData); Bodys = string.Format("text={0}", TextToSpeech); } /// <summary> /// 生成令牌 ：X-CheckSum /// 计算方法：MD5(apiKey + curTime + param)，三个值拼接的字符串，进行MD5哈希计算（32位小写），其中apiKey由讯飞提供，调用方管理。 /// </summary> /// <param name="token">apiKey + curTime + param</param> /// <returns>X-CheckSum</returns> private string Md5(string token) { MD5 md5 = new MD5CryptoServiceProvider(); byte[] bytes = Encoding.UTF8.GetBytes(token); bytes = md5.ComputeHash(bytes); md5.Clear(); StringBuilder sb = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < bytes.Length; i++) { sb.Append(Convert.ToString(bytes[i], 16).PadLeft(2, '0')); } return sb.ToString().PadLeft(32, '0'); } /// <summary> /// 将流转换为缓存流 /// </summary> /// <param name="instream">输入流</param> /// <returns>输出流</returns> private MemoryStream StreamToMemoryStream(Stream instream) { MemoryStream outstream = new MemoryStream(); const int bufferLen = 4096; byte[] buffer = new byte[bufferLen]; int count = 0; while ((count = instream.Read(buffer, 0, bufferLen)) > 0) { outstream.Write(buffer, 0, count); } return outstream; } /// <summary> /// 把缓存流转换成字节组 /// </summary> /// <param name="memoryStream">缓存刘</param> /// <returns>字节数组</returns> private byte[] streamTobyte(MemoryStream memoryStream) { byte[] buffer = new byte[memoryStream.Length]; memoryStream.Seek(0, SeekOrigin.Begin); memoryStream.Read(buffer, 0, buffer.Length); return buffer; } #endregion }
*.由于.NET Core下Encoding默认不支持GB2312，因此需要事先引入一个包：System.Text.Encoding.CodePages，然后在程序启动时注册一下，这里已经封装静态构造函数里面了。
NuGet>Install-Package System.Text.Encoding.CodePages
客户端调用：
public class Program { public static void Main(string[] args) { XunFeiCloudTtsService ttsService = new XunFeiCloudTtsService(); ttsService.AppID = "5c3806f12121"; ttsService.ApiKey = "a99fff9fc537d883a181231231a37bf56dc8f28"; ttsService.TextToSpeech = "大家好我是第一个语音合成！"; ttsService.SavePath = "./TTS-Result/"; ttsService.FileName = "Hello-TTS"; ttsService.Speed = "60"; var result = ttsService.GetTtsResult(); Console.WriteLine(result); Console.ReadKey(); } }
*.这里AppID和ApiKey请使用你自己的，我博文这里是乱写的。
调用结果：
（1）响应结果
*.如果提示illegal client ip，请到控制台中加入白名单列表：
（2）语音文件
So，播放一下？
三、小结
有了语音合成，我们可以在我们的业务系统或者App中有了更多的玩法，虽然我们不了解语音合成的具体实现原理。此文只是一个简单的使用示例，无更多的内容，希望对你有帮助，本文的示例代码可以点击这里。
参考资料
（1）科大讯飞开放云平台，《在线语音合成服务》
（2）科大讯飞TTS服务，API说明文档
（3）网易智能，《让机器说话更自然，语音合成还能干什么》
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