在Sherpa-onnx项目中处理音频录制与ASR解码的常见问题

Sherpa-onnx是一个基于ONNX的语音识别工具包，在使用过程中可能会遇到音频录制与解码的各种问题。本文将重点分析一个典型场景：在Raspberry Pi 4B设备上使用arecord录制音频后，进行离线ASR识别时出现的错误。

音频录制问题分析

在Linux系统中，arecord是常用的音频录制工具，但使用方式不当会导致生成的WAV文件格式异常。通过实际测试发现：

1. 使用-d参数指定录制时长（如-d 3表示录制3秒）生成的WAV文件能够正常解码
2. 不使用-d参数，通过Ctrl+C手动终止录制时，生成的WAV文件会出现异常

通过soxi工具分析这两种WAV文件，可以发现异常文件的元数据显示其"时长"达到了18小时38分钟，这显然不符合实际情况。这种异常的元数据会导致ASR解码时内存分配失败，出现std::length_error错误。

问题根源

WAV文件头部包含文件格式信息，当录制被意外中断时：

1. 文件头中的"文件大小"字段可能未被正确更新
2. 持续时间等元数据信息计算错误
3. 导致ASR引擎尝试分配超出系统限制的内存

解决方案

为确保音频录制质量，建议：

1. 始终使用-d参数指定明确的录制时长，避免手动中断

   arecord -D "plughw:2,0" --format S16_LE --rate 16000 output.wav -d 5
   

2. 录制后使用soxi检查文件元数据是否合理

   soxi output.wav
   

3. 对于已损坏的WAV文件，可以使用sox工具重新采样修复

   sox corrupted.wav -r 16000 -c 1 fixed.wav
   

Sherpa-onnx解码建议

使用Sherpa-onnx进行离线ASR解码时：

1. 确保输入音频采样率为16kHz（模型默认要求）
2. 单声道音频通常有更好的兼容性
3. 过长的音频文件可考虑分段处理
4. 解码前先用播放器测试音频文件是否可正常播放

总结

在嵌入式设备如树莓派上进行语音识别开发时，音频采集环节的稳定性至关重要。通过规范化的录制参数和必要的文件检查，可以避免大多数ASR解码问题。Sherpa-onnx作为高效的语音识别工具，对输入音频的格式要求严格，开发者应当重视音频采集环节的质量控制。