基于百度理解与交互技术实现机器问答
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一、前言
我们都知道现在聊天对话机器是一个很有意思的东西，比如说苹果siri，比如说微软的小冰。
聊天对话机器的应用场景也很广泛，比如说：银行的自助办卡机器人、展会讲解解说等等。
我们对机器人说句话，机器人从听取，到语义识别，认知转换，到最后调出我们所想要的东西，这个过程看似简单，其实内藏许多黑科技，让我们来一一解析一下。
1、我们对机器人说句话：我想看一下今天的天气？
技术实现：不论是语音、文字，机器首先要采集到我们的问题，语音还需要语音转换的一个过程，且内容转换结果必须准确，否则就有点像不同语言体系的人在对话，有种鸡同鸭讲的感觉，结果肯定也是一个大坑了。
2、语义识别
技术实现：通常这个阶段，已经将内容转换为一段文字，程序会对文字进行分词，结合关键字截取拼接语义（这里需要AI的训练）
3、认知转换
技术实现：上述的那就话中，今天是个关键词，天气是个关键词， 在训练库中需要提炼词槽，将可能语句尽可能提供给机器人
4、调用结果
当认知转换完成后，需要对关键词进行规则判断，比如说， 想看 + 今天+ 天气，组成时候，自动调用查询天气接口
上述的结果，更多需要我们对机器人进行训练，让它学习，要不然结果肯定不是那么友好的。
二、技术需求
通过文字输入问题，动态理解转化，识别内容，进行机器解答和语音提示。
PS：上述的需求基本可以理解为你叫机器人做一件事，机器人领悟，按照你的要求执行。
进阶：可以采用语音输入，转换为文字，之后的序列一样。（需要阵列麦克风）
三、技术选型
1、采用C# winform 作为程序主题
2、采用win7 TTS 作为语音朗读功能
3、采用百度理解交互技术 UNIT 作为识别基础
四、实现
1、新建winform 窗体
2、添加TTS，引用System.Speech
3、进行 语音朗读测试
SpeechSynthesizer voice = new SpeechSynthesizer(); //创建语音实例
voice.Rate = 2; //设置语速,[-10,10]
voice.Volume = 100; //设置音量,[0,100]
voice.SpeakAsync(“您好！”); //播放指定的字符串,这是异步朗读
PS:有些win7 系统TTS 有问题，需要自己百度查找，下载TTS 进行安装。目前上述支持中文，输入英文，只会念字母，因为需要朗读类别做转换，详细请百度speech 操作。
4、结合百度理解与交互技术
百度提供的sdk 目前只支持android 和IOS，但有提供http API，所以笔者采用C#实现了。
先去官网注册成为百度开发者。
（1） 创建应用
（2） 创建场景，场景编号是后面需要用到的
（3）新建单元，官方提供对话单元和问答单元，我们选择创建对话单元
（4）、对对话单元进行配置，新建词藻
新建词藻
词藻词典有自定义的，也有系统的，本文中选择系统通用的。也可以下载自定义模板，写入自己的自定义词典
这个对话单元中，有文本回复和执行函数，我们这里选文本回复
触发的规则：会话规则中，上述的词藻已填充，那么文本内容才会出现
保存完成，后再次新建对话单元，主要说明介绍我们的公司
跳转到数据中心，进行新建对话样本
添加
依法将公司介绍关键词添加
来的训练与验证板块
输入打开菜单，一开始输入，可能得到错误答案，你要 @UNIT 纠正意图与词槽，手动将关键词和意图、取词、词藻匹配上
完成后的结果：
（1）、
配置基本参数
/// <summary>
/// 理解与交互技术UNIT
/// </summary>
public class ConfigUnit
{
/// <summary>
/// Api key
/// </summary>
public static String clientId = "";
// 百度云中开通对应服务应用的 Secret Key
public static String clientSecret = "";
//场景Id
public static string clientSceneId = "";
}
部分解析实体model
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace BaiduAIAPI.Model.UnitModel
{
public class UnitModel
{
public long log_id { get; set; }
public string error_code { get; set; }
public string error_msg { get; set; }
public UnitResult result { get; set; }
public bool IsSuccess { get; set; }
public string returnSay { get; set; }
}
public class UnitResult
{
public string session_id { get; set; }
public List<UnitAction_list> action_list { get; set; }
public object schema { get; set; }
public object qu_res { get; set; }
}
public class UnitAction_list
{
public string action_id { get; set; }
public object action_type { get; set; }
public object arg_list { get; set; }
public object code_actions { get; set; }
public float confidence { get; set; }
public object exe_status { get; set; }
public string main_exe { get; set; }
public string say { get; set; }
public object hint_list { get; set; }
}
/// <summary>
/// 其余的model 还没补充完整
/// </summary>
public class UnitSchema {
}
}
错误信息定义
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
namespace BaiduAIAPI.Type
{
public class BaiduUnitType
{
public static string GetErrorCodeToDescription(string errorCode)
{
string errorDecrition = "";
switch (errorCode)
{
case "1": errorDecrition = "服务器内部错误，请再次请求， 如果持续出现此类错误，请通过QQ群（224994340）联系技术支持团队。"; break;
case "2": errorDecrition = "服务暂不可用，请再次请求， 如果持续出现此类错误，请通过QQ群（224994340）或工单联系技术支持团队。"; break;
case "3": errorDecrition = "调用的API不存在，请检查后重新尝试。"; break;
case "4": errorDecrition = "集群超限额。"; break;
case "6": errorDecrition = "无权限访问该用户数据。"; break;
case "14": errorDecrition = "IAM鉴权失败，建议用户参照文档自查生成sign的方式是否正确，或换用控制台中ak sk的方式调用。"; break;
case "17": errorDecrition = "每天请求量超限额。"; break;
case "18": errorDecrition = "QPS超限额。"; break;
case "19": errorDecrition = "请求总量超限额。"; break;
case "100": errorDecrition = "无效的access_token参数，请检查后重新尝试。"; break;
case "110": errorDecrition = "access token无效。"; break;
case "111": errorDecrition = "access token过期。"; break;
case "282004": errorDecrition = "请求参数格式不正确。"; break;
case "282900": errorDecrition = "必传字段为空。"; break;
case "282901":
errorDecrition = "场景ID校验失败，请确认console中app和场景是否关联了：https://console.bce.baidu.com/ai/#/ai/unit/app/list。"; break;
case "282902":
errorDecrition = "UNIT环境启动中，请稍后再试；如果持续出现此类错误，请通过QQ群（224994340）联系技术支持团队。"; break;
case "282903":
errorDecrition = "UNIT系统异常；如果持续出现此类错误，请通过QQ群（224994340）联系技术支持团队。"; break;
case "282000": errorDecrition = "服务器内部错误，如果您使用的是高精度接口，报这个错误码的原因可能是您上传的图片中文字过多，识别超时导致的，建议您对图片进行切割后再识别，其他情况请再次请求， 如果持续出现此类错误，请通过QQ群（631977213）或工单联系技术支持团队。"; break;
default: errorDecrition = "未知的错误！"; break;
}
return errorDecrition;
}
}
}
封装的接口方法
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Web.UI.WebControls;
using AOP.Common;
using BaiduAIAPI.Model.UnitModel;
using BaiduAIAPI.Type;
namespace BaiduAIAPI.UNIT
{
public class UnderstandingAndInteractiveTechnology
{
// unit对话接口
public static UnitModel Unit_Utterance(string token, string sceneId, string query)
{
UnitModel result = new UnitModel();
#region 基础校验
string error = "";
if (string.IsNullOrWhiteSpace(token))
{
error += "token不能为空！";
}
if (string.IsNullOrWhiteSpace(sceneId))
{
error += "场景编号不能为空！";
}
if (string.IsNullOrWhiteSpace(query))
{
error += "询问问题不能为空！";
}
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(error))
{
result.error_msg = error;
return result;
}
#endregion
string host = "https://aip.baidubce.com/rpc/2.0/solution/v1/unit_utterance?access_token=" + token;
string str = "{"scene_id":" + sceneId + ","query":"" + query + "", "session_id":""}"; // json格式
var tempResult = HttpRequestHelper.Post(host, str);
result=Json.ToObject<UnitModel>(tempResult);
if (!string.IsNullOrWhiteSpace(result.error_code))
{
result.error_msg = BaiduUnitType.GetErrorCodeToDescription(result.error_code);
result.IsSuccess = false;
}
else
{
result.IsSuccess = true;
result.returnSay = result.result.action_list[0].say;
}
return result;
}
}
}
首先用单元测试结果：
using System;
using BaiduAIAPI;
using BaiduAIAPI.UNIT;
using Microsoft.VisualStudio.TestTools.UnitTesting;
namespace AIAPIUnitTestProject.BaiduAIAPI
{
[TestClass]
public class BaiduUnitTest
{
[TestMethod]
public void TestChat()
{
var accessTokenModel = Access_Token.GetAccessToken(ConfigUnit.clientId, ConfigUnit.clientSecret);
if (accessTokenModel.IsSuccess)
{
string queryString = "今天天气怎么样？";
var tempUnitResult = UnderstandingAndInteractiveTechnology.Unit_Utterance(accessTokenModel.SuccessModel.access_token, ConfigUnit.clientSceneId, queryString);
}
}
}
}
确定接口没有问题，结合到我们的Demo程序中，界面代码如下：
using System;
using System.Collections.Generic;
using System.ComponentModel;
using System.Data;
using System.Drawing;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;
using System.Windows.Forms;
using System.Speech.Synthesis;
using BaiduAIAPI;
using BaiduAIAPI.UNIT;
using BaiduAIAPI.Model.UnitModel;
namespace SpeechDemo
{
public partial class Form1 : Form
{
public Form1()
{
InitializeComponent();
}
private void button1_Click(object sender, EventArgs e)
{
if (tb_YourSay.Text.Trim() == "")
{
MessageBox.Show("请你输入你要说的话！");
return;
}
UnitModel result = new UnitModel();
var accessTokenModel = Access_Token.GetAccessToken(ConfigUnit.clientId, ConfigUnit.clientSecret);
if (accessTokenModel.IsSuccess)
{
string queryString = tb_YourSay.Text.Trim();
result = UnderstandingAndInteractiveTechnology.Unit_Utterance(accessTokenModel.SuccessModel.access_token, ConfigUnit.clientSceneId, queryString);
}
else
{
result.returnSay = result.error_msg;
}
tb_RobotSay.Text = result.returnSay;
SpeechSynthesizer voice = new SpeechSynthesizer(); //创建语音实例
voice.Rate = 2; //设置语速,[-10,10]
voice.Volume = 100; //设置音量,[0,100]
voice.SpeakAsync(result.returnSay); //播放指定的字符串,这是异步朗读
}
}
}
结果展示
评价
理解和交互需要做大量的对话样本和语言交互纠错，才可以实现相对比较精准的回答。
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