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什么是語(yǔ)音應用程序:
起初，語(yǔ)音應用程序主要是用來(lái)通過(guò)響應“請按一或說(shuō)一”之類(lèi)的命令通過(guò)電話(huà)與銀行或信用卡公司進(jìn)行交互。隨著(zhù)時(shí)間的推移，這些交互式語(yǔ)音應答（Interactive Voice Response，IVR）系統已經(jīng)從一個(gè)詞或離散的數字識別系統發(fā)展為允許幾個(gè)基本的命令，比如“請說(shuō)‘操作員’”或“打電話(huà)給媽媽”。您可能還會(huì )想到一個(gè)語(yǔ)音應用程序，比如 IBM ViaVoice，它是一個(gè)通用的計算機聽(tīng)寫(xiě)系統（computer dictation system）。

在描述如何開(kāi)發(fā)語(yǔ)音應用程序時(shí)，本文并不僅限于這些類(lèi)型的語(yǔ)音應用程序。語(yǔ)音應用程序背后的基本思想是對話(huà) — 用戶(hù)在其中與系統進(jìn)行對話(huà)，可能是在一個(gè)結構化的對話(huà)中或菜單中（有指導對話(huà)應用程序）或者用一種更自然、形式更自由的對話(huà)（自然語(yǔ)言理解（natural language understanding，NLU））。在任何情況下，語(yǔ)音應用程序都已不再只是單詞（one-word）系統，它提供一種更自然的系統界面而不是在電話(huà)上按按紐。

一個(gè)新的表示標記標準 VoiceXML，它對于 Web 語(yǔ)音應用程序就象 HTML 之于可視應用程序一樣。用于 Web 的語(yǔ)音應用程序就是生成 VoiceXML 并提供數據的語(yǔ)音接口的 Web 應用程序，這些數據駐留在 Web 基礎結構（超文本傳輸協(xié)議（Hypertext transfer protocol，HTTp）服務(wù)器、Web 應用程序服務(wù)器、公共網(wǎng)關(guān)接口（Common Gateway Interface ，CGI）、實(shí)用摘錄和報告語(yǔ)言（practical Extraction and Reporting Language，pERL）、servlet、JavaServer pages™（JSps™）等）背后。

對于可視應用程序，您可以使用表示標記、圖形、圖像映射等，而軟件包可以幫助您開(kāi)發(fā)這些組件。在語(yǔ)音應用程序中，您使用 VoiceXML 來(lái)作為表示標記，用語(yǔ)法和詞匯來(lái)指定用戶(hù)可以說(shuō)的詞和短語(yǔ)。

語(yǔ)音應用程序基礎
一個(gè) VoiceXML 應用程序由幾部分組成。VoiceXML 定義對話(huà)流，并且就象 HTML 應用程序有圖形和圖像映射一樣，VoiceXML 應用程序也有結構，比如語(yǔ)法和發(fā)音。

語(yǔ)法和發(fā)音對于 Web 語(yǔ)音應用程序的功能來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。當一個(gè)可視 Web 應用程序需要用戶(hù)提供一些數據（比如名字或街道地址）時(shí)，用戶(hù)只需把它輸入到輸入域內。在一個(gè)語(yǔ)音應用程序中，語(yǔ)音瀏覽器卻必須知道要聽(tīng)什么內容。就象日常的面對面對話(huà)一樣，討論主題需要有一個(gè)公共的參考框架以便使對話(huà)進(jìn)行下去。這一點(diǎn)同樣適用于計算機語(yǔ)音識別。不管用戶(hù)是與表單內的菜單還是域進(jìn)行交互，語(yǔ)音識別器都需要有一個(gè)參考框架或一組對于這些值來(lái)說(shuō)有效的詞和短語(yǔ)（話(huà)語(yǔ)）。我們把這些稱(chēng)為語(yǔ)法。

這些語(yǔ)法在識別引擎中是活動(dòng)的，它們定義當對音頻進(jìn)行了解碼和分析后該引擎返回給應用程序的詞集。識別器把用戶(hù)的話(huà)語(yǔ)與活動(dòng)語(yǔ)法內的一個(gè)條目匹配起來(lái)，語(yǔ)音瀏覽器根據您對 VoiceXML 程序的定義進(jìn)行響應。與和另一個(gè)人談話(huà)不同，計算機無(wú)法吸取經(jīng)驗、無(wú)法推斷它不能明確識別的單詞或短語(yǔ)的言外之意。一種常見(jiàn)的誤解是以為只可以說(shuō)任何可以轉換為文本字符串的內容。實(shí)際上，計算機識別系統必須有一組有效的話(huà)語(yǔ)，我們可以從這些話(huà)語(yǔ)中選擇一種與用戶(hù)的話(huà)語(yǔ)相匹配。

在高質(zhì)量的語(yǔ)音應用程序中，發(fā)音起著(zhù)非常關(guān)鍵的作用。IBM ViaVoice 有一個(gè)超過(guò) 100,000 個(gè)單詞的詞匯表。由于 Web 上的數據各種各樣（有許多是合成詞），再加上主題和范圍的隨機性，不可避免地會(huì )出現這樣的情況，那些需要被文本到語(yǔ)音（text-to-speech）引擎識別或讀出來(lái)的詞聽(tīng)起來(lái)和您想象的并不相同。作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)音應用程序工作的一部分，您將需要提供新詞以及它們的發(fā)音。

圖 1. 語(yǔ)音應用程序的整體結構

上面的圖 1 展示了語(yǔ)音應用程序的整體結構。在語(yǔ)音 Web 交互的客戶(hù)機端，用戶(hù)與一個(gè)語(yǔ)音瀏覽器進(jìn)行交互，該瀏覽器代表用戶(hù)與 Web 交談。瀏覽器給語(yǔ)音識別引擎一個(gè)或一組語(yǔ)法以及有效的用戶(hù)話(huà)語(yǔ)。在用戶(hù)說(shuō)話(huà)時(shí)，識別引擎使用這些語(yǔ)法來(lái)識別所說(shuō)的詞并將它們返回給瀏覽器。根據 VoiceXML，該瀏覽器采取一個(gè)操作，比如發(fā)出一個(gè) URL 請求。在服務(wù)器端，可視應用程序和語(yǔ)音應用程序的處理過(guò)程差不多。但語(yǔ)音應用程序的性質(zhì)允許它們接收、解釋和生成更多的 VoiceXML，比如通過(guò)說(shuō)話(huà)（通過(guò)文本到語(yǔ)音（TTS））、播放預先錄好的音頻或通過(guò)激活瀏覽器中的更多語(yǔ)法并等待用戶(hù)說(shuō)些別的內容。這個(gè)過(guò)程在流程和結構上與 HTML 應用程序的類(lèi)似；明顯的區別在于瀏覽器如何呈現信息和接受用戶(hù)輸入。

開(kāi)發(fā)語(yǔ)音應用程序需要做些什么
要創(chuàng )建 VoiceXML 應用程序，您需要開(kāi)發(fā)下列相關(guān)部件：

• VoiceXML 和腳本編制（ECMAScript）
• 語(yǔ)法
• 發(fā)音

在相當長(cháng)的一段時(shí)間里，語(yǔ)音應用程序都顯得很神秘。它們曾像魔法一樣，在這種應用程序中，做任何比“按一或說(shuō)一”更有用的工作都需要博士們的共同努力。實(shí)現使語(yǔ)音 Web 應用程序象 HTML 應用程序一樣容易、一樣普及這個(gè)目標是一個(gè)很大的挑戰，因為計算機系統的語(yǔ)音界面不象可視的屏幕、鍵盤(pán)和鼠標的形態(tài)那樣直觀(guān)。

雖然也是 WebSphere? 產(chǎn)品系列的一部分，IBM WebSphere Voice Toolkit（以下稱(chēng)為 Voice Toolkit）卻是一個(gè)獨立的工具箱，專(zhuān)門(mén)用來(lái)為 IBM 語(yǔ)音中間件開(kāi)發(fā)語(yǔ)音應用程序的所有組件。下面圖 2 中顯示的 Voice Toolkit 界面與其他的 Web 工具箱外觀(guān)相似。這種設計使得開(kāi)發(fā)語(yǔ)音應用程序與創(chuàng )建可視應用程序很相似。除支持新的以 Web 為中心的 VoiceXML 編程模型外，Voice Toolkit 還支持使用其他 IBM 語(yǔ)音中間件產(chǎn)品（比如 IBM DirectTalk）的傳統語(yǔ)音應用程序所需的元素。

圖 2. IBM WebSphere Voice Toolkit 界面

您可能有（也可能沒(méi)有）一個(gè)可視的 Web 站點(diǎn)，或者您已經(jīng)做過(guò)一些語(yǔ)音應用程序方面的工作。

最后，您需要一個(gè)面向項目的工具箱來(lái)幫助您開(kāi)發(fā)這些不熟悉的組件（比如語(yǔ)法和詞典及其他組件、更傳統的 Web 邏輯，比如 servlet、bean 和 JSp。

圖 3. 編寫(xiě)一個(gè)語(yǔ)音 Web 程序的步驟

上面的圖 3 顯示了編寫(xiě)一個(gè)語(yǔ)音 Web 程序的步驟。下面的示例演示了這些步驟。我們假設您想編寫(xiě)一個(gè)啟用語(yǔ)音的飲料選擇器程序。您想做的第一件事將是提供一種方法，讓用戶(hù)說(shuō)出他們想要的飲料。一旦收集好了飲料名，就把它們作為 Web 地址（比如 http://www.myserver.com/servlet/getdrink?drink=‘soda‘）提交給服務(wù)器，該服務(wù)器最后用標記進(jìn)行響應，告訴語(yǔ)音瀏覽器顯示（在這種情況下，是說(shuō)出）事務(wù)結果，并提供其他的導航選項。本文包含這種語(yǔ)音應用程序的部件清單，但您首先想知道的是這個(gè)選擇器的設計流以及不同的組件如何交互。

在任何與用戶(hù)進(jìn)行交互的程序中，您首先應該做的都是繪制流的示意圖或串連圖板，或者與用戶(hù)進(jìn)行對話(huà)。這一步列出用戶(hù)的輸入、結果輸出以及應用程序流的始末。在這種情況下，您想為用戶(hù)提供一種方法，讓他們說(shuō)出自己想要的飲料。輸入不管是可視的（鍵入）還是語(yǔ)音的（說(shuō)）都沒(méi)關(guān)系。用戶(hù)指定一種想要的飲料，系統輸出相應的內容。這就是 VoiceXML 程序。VoiceXML 詳細說(shuō)明了瀏覽器在接受用戶(hù)輸入、調用服務(wù)器端邏輯、說(shuō)出輸出、調用前面所說(shuō)的服務(wù)器端邏輯以及執行向其他“VoiceXML”頁(yè)面或文檔的轉換時(shí)應該如何操作。

所以，相當簡(jiǎn)單，您指示 VoiceXML 說(shuō)“What would you like to drink?”，讓它接受某個(gè)輸入，并根據該輸入形成一個(gè)發(fā)往服務(wù)器的 Web 地址請求（比如 http://www.myserver.com/servlet/get-drink?drink=‘soda‘）。最后，服務(wù)器用標記進(jìn)行響應，告訴語(yǔ)音瀏覽器顯示（在這種情況下，是說(shuō)出）事務(wù)結果，并提供其他的導航選項。下面的清單 1 顯示了開(kāi)發(fā)過(guò)程的第一步。

在處理 VoiceXML 代碼時(shí)，編輯器會(huì )突出顯示并塊選擇（blocking）代碼使您更方便閱讀，還會(huì )在您保存文件或（通過(guò)選擇適當的菜單項）發(fā)出請求時(shí)幫您檢查語(yǔ)法。Content Assist 功能部件還會(huì )幫助向您顯示哪些標記是有效的以及它們的位置。Voice Toolkit 最強大的功能是它的交叉子系統（intersubsystem）鏈接。請回憶一下我們剛才說(shuō)過(guò)，語(yǔ)音識別系統必須知道它們要識別或要說(shuō)的詞（特定是詞的發(fā)音）。

更精確地說(shuō)是，TTS 引擎可以比較準確地猜到你能拼寫(xiě)出的任何詞的發(fā)音，并將這種發(fā)音賦予該詞，但識別器卻必須有要識別的詞的發(fā)音。如果您有一個(gè)詞不在內建的詞匯表中，TTS 就可以合理地猜測這個(gè)詞該如何發(fā)音。但是，對于識別器來(lái)說(shuō)知道一個(gè)詞的正確發(fā)音是非常重要的。這是 Lexicon 子系統的一個(gè)功能，我們將簡(jiǎn)單地描述一下。編輯器（語(yǔ)法和 VoiceXML）對未知的詞做標志，并向您提供一個(gè)到 Lexicon 子系統的鏈接以幫助您構建發(fā)音并將其與應用程序存儲在一起。