Local-Voice/README_multiprocess.md

多进程音频录音系统

基于进程隔离的音频处理架构，实现零延迟的录音和播放切换。

🚀 系统特点

核心优势

• 多进程架构: 输入输出进程完全隔离，无需设备重置
• 零切换延迟: 彻底解决传统单进程的音频切换问题
• 实时响应: 并行处理录音和播放，真正的实时体验
• 智能检测: 基于ZCR(零交叉率)的精确语音识别
• 流式TTS: 实时音频生成和播放，减少等待时间
• 角色扮演: 支持多种AI角色和音色

技术架构

主控制进程 ──┐
            ├─ 输入进程 (录音 + 语音检测)
            ├─ 输出进程 (音频播放)
            └─ 在线AI服务 (STT + LLM + TTS)

📦 文件结构

Local-Voice/
├── recorder.py              # 原始实现 (保留作为参考)
├── multiprocess_recorder.py # 主程序
├── audio_processes.py       # 音频进程模块
├── control_system.py        # 控制系统模块
├── config.json             # 配置文件
└── characters/             # 角色配置目录
    ├── libai.json         # 李白角色
    └── zhubajie.json      # 猪八戒角色

🛠️ 安装和运行

1. 环境要求

• Python 3.7+
• 音频输入设备 (麦克风)
• 网络连接 (用于在线AI服务)

2. 安装依赖

pip install pyaudio numpy requests websockets

3. 设置API密钥

export ARK_API_KEY='your_api_key_here'

4. 基本运行

# 使用默认角色 (李白)
python multiprocess_recorder.py

# 指定角色
python multiprocess_recorder.py -c zhubajie

# 列出可用角色
python multiprocess_recorder.py -l

# 使用配置文件
python multiprocess_recorder.py --config config.json

# 创建示例配置文件
python multiprocess_recorder.py --create-config

⚙️ 配置说明

主要配置项

配置项	说明	默认值
recording.min_duration	最小录音时长(秒)	2.0
recording.max_duration	最大录音时长(秒)	30.0
recording.silence_threshold	静音检测阈值(秒)	3.0
detection.zcr_min	ZCR最小值	2400
detection.zcr_max	ZCR最大值	12000
processing.max_tokens	LLM最大token数	50

音频参数

• 采样率: 16kHz
• 声道数: 1 (单声道)
• 位深度: 16位
• 格式: PCM

🎭 角色系统

支持的角色

• libai: 李白 - 文雅诗人风格
• zhubajie: <20>豬八戒 - 幽默风趣风格

自定义角色

在 characters/ 目录创建JSON文件:

{
  "name": "角色名称",
  "description": "角色描述",
  "system_prompt": "系统提示词",
  "voice": "zh_female_wanqudashu_moon_bigtts",
  "max_tokens": 50
}

🔧 故障排除

常见问题

1. 音频设备问题

   # 检查音频设备
   python multiprocess_recorder.py --check-env
   

2. 依赖缺失

   # 重新安装依赖
   pip install --upgrade pyaudio numpy requests websockets
   

3. 网络连接问题

   • 检查网络连接
   • 确认API密钥正确
   • 检查防火墙设置

4. 权限问题

   # Linux系统可能需要音频权限
   sudo usermod -a -G audio $USER
   

调试模式

# 启用详细输出
python multiprocess_recorder.py -v

📊 性能对比

指标	原始单进程	多进程架构	改善
切换延迟	1-2秒	0秒	100%
CPU利用率	单核	多核	提升
响应速度	较慢	实时	显著改善
稳定性	一般	优秀	大幅提升

🔄 与原版本对比

原版本 (recorder.py)

• 单进程处理
• 需要频繁重置音频设备
• 录音和播放不能同时进行
• 切换延迟明显

新版本 (multiprocess_recorder.py)

• 多进程架构
• 输入输出完全隔离
• 零切换延迟
• 真正的并行处理
• 更好的稳定性和扩展性

📝 开发说明

架构设计

• 输入进程: 专注录音和语音检测
• 输出进程: 专注音频播放
• 主控制进程: 协调整个系统和AI处理

进程间通信

• 使用 multiprocessing.Queue 进行安全通信
• 支持命令控制和事件通知
• 线程安全的音频数据传输

状态管理

• 清晰的状态机设计
• 完善的错误处理机制
• 优雅的进程退出流程

📄 许可证

本项目仅供学习和研究使用。

🤝 贡献

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