实时语音识别（阿里云 NLS 版）—— 实现与协议

整理时间：2026-09-23 ｜依据：实测（harness/tools/probe-nls-realtime.mjs 打真实网关逐帧看过载荷）+ 阿里云官方文档要点性质：现行实现的契约记录。替换的是旧的厂商 SDK（asr-realtime.md 记录的那套），切换完成后那份文档只作为"旧实现"的历史参考。

1. 为什么换、换成了什么

旧的实时语音识别走厂商 metamaker 的中转（/common/asr_hub?...&engine=aliyun_dashscope， asr-realtime.md 有完整记录）。2026-09-23 用户要求换成阿里云 NLS 直连。

前端这一侧的关键差别：前端不再持有任何云凭据。NLS 的 token 要用 AccessKeySecret 签名换取，而 secret 不能进前端产物 —— 所以由服务端换好 token 再下发：

浏览器  ──GET /nls-token/──▶  服务端（dev：vite 中间件，见 harness/tools/nls-token.mjs）
                                │  用 AK/SK 签 CreateToken
                                ▼
                            阿里云 nls-meta  ← 返回 token（24h）
浏览器  ◀── { token, expireAt, appkey } ──┘
浏览器  ──wss://nls-gateway-cn-shanghai.aliyuncs.com/ws/v1?token=…──▶ NLS 网关

件	在哪
前端取 token（带缓存）	`src/network/api/nls-token.ts`
协议层（纯函数，可被 harness 测）	`src/three-libs/asr/nls-protocol.ts`
采集与连接（对外契约与旧 SDK 一致）	`src/three-libs/asr/nls.ts`
服务端换 token（dev）	`vite.config.ts` 的 `/nls-token/` + `harness/tools/nls-token.mjs`
验证脚本	`harness/tools/verify-nls-realtime.mjs`（30 项，含真实识别）
探针（读原始帧用）	`harness/tools/probe-nls-realtime.mjs`

2. 连接与指令

wss://nls-gateway-cn-shanghai.aliyuncs.com/ws/v1?token=<token>

客户端发文本帧（JSON 指令）与二进制帧（音频）：

指令	关键字段
`StartTranscription`	`header`：`appkey` / `message_id` / `task_id` / `namespace=SpeechTranscriber` / `task=start` / `name`；`payload`：`format=pcm`、`sample_rate=16000`、`enable_intermediate_result=true`、`enable_punctuation_prediction=true`、`enable_voice_detection=true`、`max_sentence_silence`（200~2000，默认用 800）
`StopTranscription`	同 header（`task=stop`、同一个 task_id）

🚨 两条实测踩出来的硬约束（都在 nls-protocol.ts 里注释了）：

每一条指令都要带 appkey —— 只有 start 带时，stop 会回 TaskFailed 40000002 Gateway:MESSAGE_INVALID:Missing message appkey!
task_id 不能是空串 —— 否则回 TaskFailed 40000002 Gateway:MESSAGE_INVALID:Invalid task id ''! （所以 buildStartTranscription 不传就自己生成，调用方把返回帧里的 task_id 复用到 stop）

3. 下行事件与"文本怎么拼"

网关事件	含义	前端产出
`TranscriptionStarted`	开始识别	`openSocket()` 的 await 在这里 resolve
`SentenceBegin`	一句开始（VAD）	不产出（状态不变）
`TranscriptionResultChanged`	中间结果	`transform` 事件 `type=mid`，`transformText` = 已定稿全文 + 本句中间结果
`SentenceEnd`	一句定稿	`transform` 事件 `type=fin`，把整句追加进全文
`TranscriptionCompleted`	收尾完成	`transform()` 的 await 在这里 resolve
`TaskFailed`	出错	emit `error` + 拒绝 `openSocket()`/`transform()`

⚠️ 拼接规则（关键）：中间结果会被后续结果覆盖（实测："青浦区高新" → "青浦区高新技术企" → … 是同一句的逐步增长），所以 SentenceEnd 的整句才是能拼进全文的部分，中间结果只用来实时显示。这条已写成断言（verify-nls-realtime.mjs 的【1】）。

4. 音频

16k / 16bit / 单声道 / 小端 PCM，二进制帧推给网关
采集：getUserMedia → MediaStreamAudioSourceNode → ScriptProcessorNode （与旧实现同一套；audioContext / source 仍然暴露给外面画波形，PC 那边在用）
重采样：按 audioContext.sampleRate 实际值算（encodePcm16kMono(input, fromRate)）—— 旧实现写死 44100，设备是 48000 时会送出"慢约 8.8% 的 16k"（见旧文档 §9.1），新实现不再沿用
节奏：每 100ms 推一帧（3200 字节 = 1600 采样）。缓存的音频先攒着，连上后按这个节奏推；收尾时把余下的按同样节奏发完再发 StopTranscription

5. 对外契约（与旧 SDK 一致，所以两个壳组件不用改）

const asr = new NlsAsr(appKey?, CONSTANTS?);   // appKey 现在是兜底：真正用端点下发的 appkey
await asr.openMicroPhone();                    // 失败抛 Error（NotAllowedError → "权限被拒绝"）
asr.addEventListener('transform', (e) => { inputText.value = e.transformText; });
asr.startRecord();                             // 必须在 openSocket() 之前
await asr.openSocket();                        // 取 token → 连网关 → 等 TranscriptionStarted
const { text } = await asr.transform();        // 停采集 → 发完余量 → StopTranscription → 定稿全文
asr.close();
asr.clear();                                   // 之后实例作废（壳组件置 null）

事件负载与旧实现同形：{ type: 'mid' | 'fin', current, transformText, command } （旧实现还有 breath，NLS 版没有对应概念 —— 壳组件本来就不区分 type，只取 transformText）。

6. 怎么验证

npx esbuild harness/tools/_entry-nls.ts --bundle --format=esm \
  --outfile=harness/tools/_nls.mjs --alias:@=./src --define:import.meta.env='{}'
node harness/tools/verify-nls-realtime.mjs

【1】【2】纯协议与编码（不需要凭据）
【3】真实识别：用 Windows 自带 TTS 造一段中文语音（Microsoft Huihui Desktop），按 100ms 推流给真实网关，断言"识别期间有中间结果 + 定稿文本包含关键内容"。产物音频落在 harness/tools/fixtures/_*（gitignore）。没有凭据 / 不是 Windows 时这一段明确跳过，不会假装通过。

排查协议问题用探针（它把上下行每一帧原样打出来）：

node harness/tools/probe-nls-realtime.mjs                          # 只握手
node harness/tools/probe-nls-realtime.mjs --say="青浦区高新技术企业奖励是多少钱"

7. 现状与未决

✅ 协议层、类、token 通路都已实现并打真实网关验证通过（30/30，含真实识别）
⏳ 壳组件还没切过来：BusinessAssistantPC.vue / BusinessAssistantMobile.vue 目前仍 import ASR from '@/three-libs/asr/index'（旧实现）。切换只需改 import （契约一致），切完请在浏览器里点一次麦克风实测
⏳ 生产要由后端/网关提供 /nls-token/（技术债 #10），否则线上拿不到 token
📌 旧实现（asr/index.ts）保留：切回它只改 import，且它承载着"厂商中转"那条退路

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