125 lines
5.5 KiB
Python
125 lines
5.5 KiB
Python
"""Потоковый VAD: где оператор начал говорить и где закончил.
|
||
|
||
Silero VAD, окно 32 мс при 16 кГц, меньше миллисекунды на окно (docs/LATENCY.md).
|
||
Основная задержка не в модели, а в endpointing: фраза считается законченной
|
||
после 600 мс тишины. Ниже 400 мс режет на паузах внутри фразы («улица...
|
||
эээ... Ленина»), выше 800 мс ощущается как тормоз — не подбирать заново
|
||
(docs/arch/STACK.md).
|
||
"""
|
||
|
||
from collections import deque
|
||
from dataclasses import dataclass
|
||
from pathlib import Path
|
||
|
||
import numpy as np
|
||
|
||
RATE = 16_000
|
||
WINDOW = 512 # 32 мс
|
||
CONTEXT = 64 # хвост предыдущего окна: так модель обучалась, без него точность падает
|
||
WINDOW_MS = WINDOW * 1000 // RATE
|
||
|
||
|
||
@dataclass
|
||
class SpeechStarted:
|
||
"""Оператор заговорил. Если звонящий в этот момент говорит — это barge-in."""
|
||
|
||
|
||
@dataclass
|
||
class SpeechEnded:
|
||
audio: np.ndarray # float32, 16 кГц, с предзахватом начала фразы
|
||
|
||
|
||
class StreamingVad:
|
||
def __init__(
|
||
self,
|
||
model_path: Path,
|
||
*,
|
||
start_threshold: float = 0.5,
|
||
end_threshold: float = 0.35,
|
||
endpointing_ms: int = 600,
|
||
min_speech_ms: int = 64,
|
||
preroll_ms: int = 200,
|
||
max_utterance_ms: int = 20_000,
|
||
) -> None:
|
||
import onnxruntime as ort
|
||
|
||
options = ort.SessionOptions()
|
||
options.intra_op_num_threads = 1 # окно — доли миллисекунды, потоки только мешают
|
||
self._session = ort.InferenceSession(
|
||
str(model_path), sess_options=options, providers=["CPUExecutionProvider"]
|
||
)
|
||
# Порог начала выше порога конца: гистерезис, чтобы фраза не рвалась
|
||
# на каждом тихом слоге.
|
||
self.start_threshold = start_threshold
|
||
self.end_threshold = end_threshold
|
||
self.endpointing_ms = endpointing_ms
|
||
self.min_speech_ms = min_speech_ms
|
||
self.max_utterance_ms = max_utterance_ms
|
||
|
||
self._state = np.zeros((2, 1, 128), dtype=np.float32)
|
||
self._context = np.zeros(CONTEXT, dtype=np.float32)
|
||
self._pending = np.zeros(0, dtype=np.float32)
|
||
# Предзахват: первые звуки фразы звучат до того, как VAD уверится,
|
||
# что это речь. Без него «Назовите» распознаётся как «зовите».
|
||
self._preroll: deque[np.ndarray] = deque(maxlen=max(1, preroll_ms // WINDOW_MS))
|
||
self._speech: list[np.ndarray] = []
|
||
self._voiced_ms = 0
|
||
self._silence_ms = 0
|
||
self._in_speech = False
|
||
|
||
@property
|
||
def in_speech(self) -> bool:
|
||
return self._in_speech
|
||
|
||
def reset(self) -> None:
|
||
"""Не склеивать фрагменты речи до и после паузы занятия."""
|
||
self._state.fill(0)
|
||
self._context.fill(0)
|
||
self._pending = np.zeros(0, dtype=np.float32)
|
||
self._preroll.clear()
|
||
self._speech.clear()
|
||
self._voiced_ms = 0
|
||
self._silence_ms = 0
|
||
self._in_speech = False
|
||
|
||
def _probability(self, window: np.ndarray) -> float:
|
||
frame = np.concatenate([self._context, window])[None, :]
|
||
output, self._state = self._session.run(
|
||
None, {"input": frame, "state": self._state, "sr": np.array(RATE, dtype=np.int64)}
|
||
)
|
||
self._context = window[-CONTEXT:]
|
||
return float(output[0][0])
|
||
|
||
def push(self, pcm16: bytes) -> list[SpeechStarted | SpeechEnded]:
|
||
"""Кадр PCM16 16 кГц любой длины → события."""
|
||
samples = np.frombuffer(pcm16, dtype=np.int16).astype(np.float32) / 32768
|
||
self._pending = np.concatenate([self._pending, samples])
|
||
events: list[SpeechStarted | SpeechEnded] = []
|
||
|
||
while len(self._pending) >= WINDOW:
|
||
window, self._pending = self._pending[:WINDOW], self._pending[WINDOW:]
|
||
probability = self._probability(window)
|
||
|
||
if not self._in_speech:
|
||
self._preroll.append(window)
|
||
self._voiced_ms = self._voiced_ms + WINDOW_MS if probability >= self.start_threshold else 0
|
||
if self._voiced_ms >= self.min_speech_ms:
|
||
self._in_speech = True
|
||
self._speech = list(self._preroll)
|
||
self._silence_ms = 0
|
||
events.append(SpeechStarted())
|
||
continue
|
||
|
||
self._speech.append(window)
|
||
self._silence_ms = self._silence_ms + WINDOW_MS if probability < self.end_threshold else 0
|
||
too_long = len(self._speech) * WINDOW_MS >= self.max_utterance_ms
|
||
if self._silence_ms >= self.endpointing_ms or too_long:
|
||
# Хвост тишины распознаванию не нужен, но короткий запас оставляем:
|
||
# конец последнего слова бывает тише порога.
|
||
keep = len(self._speech) - max(0, self._silence_ms - 200) // WINDOW_MS
|
||
events.append(SpeechEnded(audio=np.concatenate(self._speech[:keep])))
|
||
self._in_speech = False
|
||
self._speech = []
|
||
self._voiced_ms = 0
|
||
self._preroll.clear()
|
||
return events
|