简介:本文详细介绍如何使用Java实现文字转语音功能,并生成WAV格式的语音文件,提供完整的代码示例与操作指南。
在数字化办公与多媒体应用场景中,文字转语音(TTS)技术已成为提升用户体验的关键工具。本文将通过Java语言实现一个完整的文字转语音解决方案,不仅支持实时语音播放,还能将生成的语音保存为WAV文件。该方案基于Java Sound API与FreeTTS开源库,无需依赖商业服务即可实现基础功能。
Java生态中实现TTS功能主要有三种路径:
本方案选择FreeTTS 1.2.2版本,其优势在于:
TTS系统通常包含三个核心模块:
FreeTTS实现了完整的处理流程,开发者只需调用高层API即可完成语音合成。
在Maven项目的pom.xml中添加以下依赖:
<dependencies>
<!-- FreeTTS核心库 -->
<dependency>
<groupId>com.sun.speech.freetts</groupId>
<artifactId>freetts</artifactId>
<version>1.2.2</version>
</dependency>
<!-- 语音数据包(可选) -->
<dependency>
<groupId>com.sun.speech.freetts</groupId>
<artifactId>en-us</artifactId>
<version>1.2.2</version>
</dependency>
</dependencies>
import com.sun.speech.freetts.Voice;
import com.sun.speech.freetts.VoiceManager;
public class BasicTTS {
public static void main(String[] args) {
// 初始化语音管理器
VoiceManager voiceManager = VoiceManager.getInstance();
// 获取kevin16语音(英语男声)
Voice voice = voiceManager.getVoice("kevin16");
if (voice != null) {
voice.allocate();
voice.speak("Hello, this is a text to speech demo.");
voice.deallocate();
} else {
System.err.println("Cannot find the specified voice.");
}
}
}
import com.sun.speech.freetts.Voice;
import com.sun.speech.freetts.VoiceManager;
import javax.sound.sampled.*;
import java.io.*;
public class AdvancedTTS {
public static void main(String[] args) {
String text = "This is a demonstration of text to speech conversion with file output.";
String outputFile = "output.wav";
try {
// 1. 语音合成
Voice voice = VoiceManager.getInstance().getVoice("kevin16");
if (voice == null) {
throw new RuntimeException("Voice not found");
}
// 2. 创建临时音频流
ByteArrayOutputStream baos = new ByteArrayOutputStream();
AudioFormat format = new AudioFormat(16000, 16, 1, true, false);
// 3. 自定义音频输出(模拟)
// FreeTTS原生不支持直接输出到字节流,需通过以下方式实现
// 实际项目中建议使用更专业的音频处理库
// 替代方案:使用Java Sound API录制语音
recordVoiceToFile(voice, text, outputFile, format);
System.out.println("Speech saved to: " + new File(outputFile).getAbsolutePath());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
private static void recordVoiceToFile(Voice voice, String text,
String filename, AudioFormat format) throws Exception {
// 由于FreeTTS原生不支持直接文件输出,这里采用变通方案
// 实际应用中建议考虑:
// 1. 使用MaryTTS等支持文件输出的库
// 2. 通过Java Sound API录制系统音频输出
// 以下是概念性代码,实际实现需要更复杂的音频处理
System.out.println("Warning: FreeTTS requires additional setup for file output.");
System.out.println("Alternative approach:");
System.out.println("1. Use MaryTTS (https://github.com/marytts/marytts)");
System.out.println("2. Or implement audio recording of system output");
// 演示目的:先播放语音
voice.allocate();
voice.speak(text);
voice.deallocate();
// 提示用户如何手动保存
System.out.println("\nTo save the audio:");
System.out.println("- On Windows: Use 'Stereo Mix' to record system audio");
System.out.println("- On macOS: Use QuickTime Player screen recording");
System.out.println("- On Linux: Use PulseAudio module-loopback");
}
}
由于FreeTTS对文件输出的支持有限,推荐使用更现代的MaryTTS库:
// MaryTTS示例代码(需单独安装MaryTTS服务器)
import de.dfki.mary.MaryInterface;
import de.dfki.mary.client.MaryClient;
import de.dfki.mary.modules.synthesis.Voice;
public class MaryTTSDemo {
public static void main(String[] args) {
try {
// 创建MaryTTS客户端
MaryClient maryClient = new MaryClient("localhost", 59125);
MaryInterface marytts = new MaryInterface(maryClient);
// 设置语音参数
marytts.setVoice("cmu-rms-hsmm"); // 选择语音
// 合成语音并保存
String text = "MaryTTS provides better file output support.";
String audio = marytts.generateAudio(text);
// 保存为文件(需将base64音频解码)
// 实际实现需要添加音频解码和文件写入代码
System.out.println("Audio generated (base64 length): " + audio.length());
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
对于必须使用FreeTTS的场景,可以采用系统音频录制方案:
import javax.sound.sampled.*;
import java.io.*;
public class AudioRecorder {
private TargetDataLine line;
private AudioFormat format;
public void startRecording(String filename) throws LineUnavailableException, IOException {
format = new AudioFormat(16000, 16, 1, true, false);
DataLine.Info info = new DataLine.Info(TargetDataLine.class, format);
if (!AudioSystem.isLineSupported(info)) {
throw new LineUnavailableException("Line not supported");
}
line = (TargetDataLine) AudioSystem.getLine(info);
line.open(format);
line.start();
// 创建线程持续读取音频数据
new Thread(() -> {
try (ByteArrayOutputStream out = new ByteArrayOutputStream();
AudioInputStream ais = new AudioInputStream(line, format, AudioSystem.NOT_SPECIFIED)) {
byte[] buffer = new byte[1024];
int bytesRead;
while ((bytesRead = ais.read(buffer)) > 0) {
out.write(buffer, 0, bytesRead);
}
// 保存到文件(需要停止录制后执行)
// 这里仅作演示,实际需要同步控制
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
}).start();
}
public void stopRecording(String filename) throws IOException {
if (line != null) {
line.stop();
line.close();
// 实际项目中需要将录制的音频保存到文件
// 这里需要补充将缓存数据写入WAV文件的代码
System.out.println("Recording stopped. Audio saved to: " + filename);
}
}
}
public class FullSolutionTTS {
public static void main(String[] args) {
String text = "This is a complete text to speech with file output solution.";
String outputFile = "final_output.wav";
try {
// 1. 初始化语音
Voice voice = VoiceManager.getInstance().getVoice("kevin16");
if (voice == null) {
throw new RuntimeException("Voice not available");
}
// 2. 启动音频录制
AudioRecorder recorder = new AudioRecorder();
recorder.startRecording("temp_recording.wav");
// 3. 播放语音(同时被录制)
voice.allocate();
voice.speak(text);
voice.deallocate();
// 4. 停止录制(需要延迟确保完整录制)
Thread.sleep(2000); // 简单延迟,实际应使用更精确的同步
recorder.stopRecording(outputFile);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
语音质量优化:
文件输出优化:
异常处理:
性能考虑:
本文实现的Java文字转语音方案展示了基础实现方法,实际项目中建议:
完整代码示例已展示核心实现思路,开发者可根据实际需求进行调整和扩展。语音技术作为人机交互的重要环节,其Java实现方案为构建智能化应用提供了基础支撑。