Creazione di un ciclo di conversazione vocale
Ciclo registra → trascrive → ragiona → parla con gestione delle interruzioni
Creazione di un ciclo di conversazione vocale è una lezione AI Agents gratuita su CoddyKit. Questa è la lezione 3 di 4. Puoi leggere la lezione completa qui gratuitamente — poi esercitati direttamente nel browser con un editor di codice integrato e un tutor IA disponibile 24/7. Fa parte del percorso di apprendimento AI Agents, e i tuoi progressi si sincronizzano tra il web e l'app CoddyKit. Il corso AI Agents include 4 lezioni in totale.
Il ciclo della conversazione vocale
Un ciclo completo di conversazione vocale collega l'input del microfono all'output dell'agente in un ciclo continuo: registra → trascrive → agente → TTS → riproduce → ripete.
Questa lezione tratta ogni componente e le difficoltà che distinguono i cicli vocali dagli agenti basati sul testo: rilevamento del silenzio, gestione delle interruzioni e rilevamento della fine del parlato.
Registrazione dal microfono
Utilizzi sounddevice per acquisire l'audio dal microfono predefinito. Registri per una durata fissa oppure fino al rilevamento del silenzio. Registri sempre in mono a 16 kHz, la frequenza di campionamento prevista da Whisper.
Installi i pacchetti con pip install sounddevice soundfile numpy.
import sounddevice as sd
import numpy as np
import tempfile
import soundfile as sf
SAMPLE_RATE = 16000 # 16kHz mono — optimal for Whisper
DURATION = 5 # seconds
def record_audio(duration=DURATION, sample_rate=SAMPLE_RATE):
print(f'Recording for {duration} seconds...')
audio_data = sd.rec(
int(duration * sample_rate),
samplerate=sample_rate,
channels=1,
dtype='float32'
)
sd.wait() # block until recording finishes
print('Recording complete')
return audio_data, sample_rate
def audio_to_file(audio_data, sample_rate, filepath='/tmp/recording.wav'):
sf.write(filepath, audio_data, sample_rate)
return filepathRilevamento del silenzio per la fine del parlato
Registrare per una durata fissa è poco pratico: gli utenti devono aspettare anche se hanno finito di parlare dopo 2 secondi. Il rilevamento del silenzio interrompe automaticamente la registrazione quando l'utente rimane in silenzio per un periodo prestabilito.
import sounddevice as sd
import numpy as np
from collections import deque
SAMPLE_RATE = 16000
CHUNK_SIZE = 1024 # samples per chunk
SILENCE_THRESHOLD = 0.02 # RMS volume below this = silence
SILENCE_DURATION = 1.5 # seconds of silence to end recording
MAX_DURATION = 30 # max recording length in seconds
def record_until_silence():
chunks = []
silent_chunks = 0
max_silent = int(SILENCE_DURATION * SAMPLE_RATE / CHUNK_SIZE)
max_chunks = int(MAX_DURATION * SAMPLE_RATE / CHUNK_SIZE)
print('Listening... (speak now)')
with sd.InputStream(samplerate=SAMPLE_RATE, channels=1,
blocksize=CHUNK_SIZE, dtype='float32') as stream:
while True:
chunk, _ = stream.read(CHUNK_SIZE)
chunks.append(chunk.copy())
rms = np.sqrt(np.mean(chunk**2))
if rms < SILENCE_THRESHOLD:
silent_chunks += 1
else:
silent_chunks = 0 # speech detected — reset counter
if silent_chunks >= max_silent and len(chunks) > max_silent:
break
if len(chunks) >= max_chunks:
break
audio = np.concatenate(chunks, axis=0)
return audio, SAMPLE_RATEIl ciclo vocale completo
Colleghi tutti i componenti in un ciclo continuo. Dopo la risposta dell'agente, inizi immediatamente ad ascoltare di nuovo, creando una conversazione naturale a botta e risposta.
import openai
import os
client = openai.OpenAI(api_key=os.getenv('OPENAI_API_KEY'))
conversation_history = []
def voice_conversation_loop():
print('Voice agent started. Say something (Ctrl+C to exit).')
while True:
# 1. Record user
audio_data, sample_rate = record_until_silence()
audio_path = audio_to_file(audio_data, sample_rate)
# 2. Transcribe
user_text = transcribe_file(audio_path)
print(f'You: {user_text}')
if not user_text.strip():
continue # empty — listen again
# 3. Run agent
conversation_history.append({'role': 'user', 'content': user_text})
response = client.chat.completions.create(
model='gpt-4o-mini',
messages=[{'role': 'system', 'content': 'You are a helpful voice assistant. Keep responses concise.'}] + conversation_history[-10:]
)
agent_text = response.choices[0].message.content
conversation_history.append({'role': 'assistant', 'content': agent_text})
print(f'Agent: {agent_text}')
# 4. TTS and play
say(agent_text) # speaks sentence by sentenceConcetto di rilevamento della parola di attivazione
L'ascolto sempre attivo è costoso (chiamate continue a Whisper) e invasivo per la privacy. Il rilevamento della parola di attivazione esegue un modello locale leggero che attiva l'elaborazione completa solo quando viene pronunciata una frase specifica, ad esempio «Ehi Agent».
# Wake word detection with pvporcupine (Picovoice)
# pip install pvporcupine sounddevice
import pvporcupine
import sounddevice as sd
import numpy as np
import os
def listen_for_wake_word(wake_word='computer'):
porcupine = pvporcupine.create(
access_key=os.getenv('PICOVOICE_KEY'),
keywords=[wake_word] # built-in: computer, hey barista, hey google, jarvis...
)
print(f'Listening for wake word: "{wake_word}"...')
with sd.InputStream(
samplerate=porcupine.sample_rate,
channels=1,
dtype='int16',
blocksize=porcupine.frame_length
) as stream:
while True:
frame, _ = stream.read(porcupine.frame_length)
pcm = frame.flatten().astype('int16')
result = porcupine.process(pcm)
if result >= 0:
print(f'Wake word detected!')
porcupine.delete()
return TrueGestione delle interruzioni
Gli utenti dovrebbero poter interrompere l'agente mentre parla. Implementi la gestione delle interruzioni eseguendo la riproduzione in un thread separato e monitorando il volume del microfono: se l'utente inizia a parlare, interrompa immediatamente la riproduzione.
import threading
import sounddevice as sd
import numpy as np
interrupt_event = threading.Event()
def monitor_for_interrupt(threshold=0.03):
def audio_callback(indata, frames, time_info, status):
rms = np.sqrt(np.mean(indata**2))
if rms > threshold:
print('Interrupt detected!')
interrupt_event.set()
with sd.InputStream(callback=audio_callback, channels=1,
samplerate=16000, blocksize=1024):
while not interrupt_event.is_set():
sd.sleep(50)
def speak_with_interrupt(text, voice='nova'):
interrupt_event.clear()
# Start interrupt monitor in background
monitor_thread = threading.Thread(target=monitor_for_interrupt, daemon=True)
monitor_thread.start()
# Play audio sentence by sentence
for sentence in split_into_sentences(text):
if interrupt_event.is_set():
print('Playback interrupted')
break
audio_path = cached_tts(sentence, voice)
play_audio_file(audio_path)Filtraggio del rumore
L'audio del microfono contiene spesso rumori di fondo: ventole, clic della tastiera, eco della stanza. Applichi un semplice noise gate per sopprimere l'audio al di sotto di una soglia e, facoltativamente, utilizzi un rilevatore di attività vocale (VAD) per una maggiore accuratezza.
import numpy as np
NOISE_GATE_THRESHOLD = 0.015 # RMS threshold
def apply_noise_gate(audio_data, threshold=NOISE_GATE_THRESHOLD):
rms = np.sqrt(np.mean(audio_data**2))
if rms < threshold:
return np.zeros_like(audio_data) # silence below threshold
return audio_data
def has_speech_content(audio_data, threshold=0.02):
rms_values = [
np.sqrt(np.mean(audio_data[i:i+1600]**2))
for i in range(0, len(audio_data), 1600)
]
speech_frames = sum(1 for r in rms_values if r > threshold)
speech_ratio = speech_frames / max(len(rms_values), 1)
return speech_ratio > 0.1 # at least 10% of frames have speech
# Use in loop before transcribing
audio, sr = record_until_silence()
if has_speech_content(audio):
text = transcribe_file(audio_to_file(audio, sr))
else:
print('No speech detected — listening again')Macchina a stati per il ciclo conversazionale
Un ciclo vocale robusto utilizza una macchina a stati per tenere traccia di ciò che l'agente sta facendo in ogni momento, evitando race condition tra riproduzione e ascolto.
from enum import Enum
class AgentState(Enum):
IDLE = 'idle'
LISTENING = 'listening'
TRANSCRIBING = 'transcribing'
THINKING = 'thinking'
SPEAKING = 'speaking'
current_state = AgentState.IDLE
def set_state(new_state):
global current_state
print(f'State: {current_state.value} -> {new_state.value}')
current_state = new_state
def voice_loop_with_state():
while True:
set_state(AgentState.LISTENING)
audio, sr = record_until_silence()
if not has_speech_content(audio):
continue
set_state(AgentState.TRANSCRIBING)
text = transcribe_file(audio_to_file(audio, sr))
if not text.strip():
continue
print(f'You: {text}')
set_state(AgentState.THINKING)
agent_response = run_agent(text)
print(f'Agent: {agent_response}')
set_state(AgentState.SPEAKING)
speak_with_interrupt(agent_response)Gestione del contesto della conversazione
L'agente vocale conserva la cronologia della conversazione per poter rispondere a domande successive come «Mi dica di più al riguardo» o «Qual era il prezzo che aveva menzionato?». Conservi la cronologia in memoria e la riduca agli ultimi N turni per evitare di superare il contesto.
import openai
import os
client = openai.OpenAI(api_key=os.getenv('OPENAI_API_KEY'))
MAX_HISTORY_TURNS = 10
SYSTEM_PROMPT = 'You are a concise voice assistant. Keep responses under 3 sentences unless asked for detail.'
class VoiceAgent:
def __init__(self):
self.history = []
def respond(self, user_text):
self.history.append({'role': 'user', 'content': user_text})
# Trim history to last N turns
recent = self.history[-(MAX_HISTORY_TURNS * 2):]
response = client.chat.completions.create(
model='gpt-4o-mini',
messages=[{'role': 'system', 'content': SYSTEM_PROMPT}] + recent
)
agent_text = response.choices[0].message.content
self.history.append({'role': 'assistant', 'content': agent_text})
return agent_text
def reset(self):
self.history = []
print('Conversation history cleared')Arresto e pulizia corretti
Gestisca correttamente Ctrl+C e gli altri segnali di uscita: interrompa il flusso audio, elimini i file temporanei e saluti prima di arrestare l'applicazione.
import signal
import sys
import glob
import os
TMP_DIR = '/tmp'
agent = None
def cleanup_temp_files():
for f in glob.glob(os.path.join(TMP_DIR, 'recording_*.wav')):
os.unlink(f)
print('Temp files cleaned up')
def graceful_shutdown(signum, frame):
print('\nShutting down voice agent...')
if agent:
say('Goodbye! Have a great day.')
cleanup_temp_files()
sys.exit(0)
# Register signal handler
signal.signal(signal.SIGINT, graceful_shutdown)
signal.signal(signal.SIGTERM, graceful_shutdown)
# Main entry point
agent = VoiceAgent()
print('Voice agent ready. Press Ctrl+C to exit.')
voice_loop_with_state()Registrazione della conversazione
Conservi un log persistente della conversazione: timestamp, testo trascritto, risposte dell'agente ed eventuali errori. È essenziale per eseguire il debug dei problemi degli agenti vocali e creare funzionalità di revisione delle conversazioni.
import json
import os
from datetime import datetime
LOG_DIR = '/tmp/voice_agent_logs'
os.makedirs(LOG_DIR, exist_ok=True)
conversation_log = []
def log_turn(speaker, text, latency_ms=None, error=None):
entry = {
'timestamp': datetime.now().isoformat(),
'speaker': speaker, # 'user' or 'agent'
'text': text,
'latency_ms': latency_ms
}
if error:
entry['error'] = error
conversation_log.append(entry)
def save_conversation_log(session_id=None):
if not session_id:
session_id = datetime.now().strftime('%Y%m%d_%H%M%S')
log_path = os.path.join(LOG_DIR, f'session_{session_id}.json')
with open(log_path, 'w') as f:
json.dump({
'session_id': session_id,
'turns': len(conversation_log),
'log': conversation_log
}, f, indent=2)
print(f'Log saved: {log_path}')
return log_path
# Usage in voice loop
log_turn('user', transcribed_text, latency_ms=420)
log_turn('agent', agent_response, latency_ms=850)Verifica delle conoscenze
Qual è lo scopo del rilevamento del silenzio in un ciclo di conversazione vocale?
Riepilogo: creazione di un ciclo di conversazione vocale
Un ciclo di conversazione vocale: registra dal microfono con rilevamento del silenzio → trascrive con Whisper → esegue l'agente con la cronologia della conversazione → risposta TTS frase per frase → riproduce con monitoraggio delle interruzioni → ripete.
Componenti fondamentali: una macchina a stati per evitare race condition, il rilevamento della parola di attivazione per l'ascolto sempre attivo, un noise gate per la qualità audio e la riduzione della cronologia della conversazione per la gestione del contesto. Gestisca Ctrl+C correttamente eseguendo la pulizia e riproducendo un messaggio di saluto.
Domande Frequenti
La lezione «Creazione di un ciclo di conversazione vocale» è gratuita?
Sì — il testo completo di «Creazione di un ciclo di conversazione vocale» è gratuito qui sul web. Per esercitarvi in modo interattivo (un editor di codice integrato e un tutor IA 24/7) e sbloccare il resto del corso AI Agents, passa a CoddyKit PRO. Il corso AI Agents include 4 lezioni in totale.
Cosa imparerò in «Creazione di un ciclo di conversazione vocale»?
Ciclo registra → trascrive → ragiona → parla con gestione delle interruzioni Eserciti AI Agents con codice pratico che esegui direttamente nel browser, e un tutor IA 24/7 risponde alle tue domande mentre lavori sulla lezione.
Ho bisogno di esperienza per iniziare AI Agents?
Non è richiesta alcuna esperienza precedente. AI Agents su CoddyKit è strutturato per principianti e studenti avanzati, quindi puoi iniziare da qui o dall'inizio e procedere al tuo ritmo. Questa è la lezione 3 di 4.
Quanto tempo richiede la lezione «Creazione di un ciclo di conversazione vocale»?
La maggior parte delle lezioni CoddyKit richiede circa 5–10 minuti. Ogni lezione è breve e interattiva, quindi fai progressi costanti e riprendi esattamente da dove hai lasciato su web e app.
Posso scrivere ed eseguire codice in questa lezione AI Agents?
Sì. Ogni lezione AI Agents include un editor di codice integrato, quindi scrivi ed esegui codice reale direttamente nel tuo browser e ricevi feedback istantaneo dall'IA — nessuna configurazione locale necessaria.
Tutte le lezioni di questo corso
- Speech-to-Text con Whisper e Deepgram
- Text-to-Speech nelle risposte degli agenti
- Creazione di un ciclo di conversazione vocale
- Ottimizzazione della latenza per gli agenti vocali