當下人工智慧可謂是風頭正勁，幾乎所有的大廠都有相關的技術棧。微軟在 AI 領域自然也是投入了重注，並且以 Azure 認知服務的方式投入了市場：

也就是說作為開發者我們不需要學習太多 AI 的理論知識，直接使用 Azure 提供的認知服務 API 就可以在程式中實現 AI 的功能了！

本文作為介紹 Azure AI 服務系列的第一篇，將通過 demo 介紹 Azure 認識服務中 Language 分類中的文字翻譯服務(Translator Text API )。

Microsoft 文字翻譯 API 是一種基於雲的機器翻譯服務, 支援多種語言。使用者可用於構建應用程式、網站、工具或任何需要多語言支援的解決方案。該服務是通過 REST API 提供的，所以我們可以以任何語言來呼叫它們。本文筆者使用 C# 通過構建一個 WPF 程式來演示如何通過簡單的幾步就能建立一個像模像樣的翻譯程式：

本文的完整 demo 請從這裡下載。

建立 Azure 服務

要使用 Azure 的翻譯服務需要先在 Azure 上建立對應的例項，比如我們需要先建立一個 "Translator Text API" 服務例項：

在本文的 demo 程式中我們還會用到拼寫檢查的服務，所以還需要建立一個 "Bing Spell Check v7 API" 服務的例項：

說明：對於學習和練習來說，你可以建立免費的 Azure 賬號並建立免費版的上述例項，詳細資訊請參考 Azure 官網。

建立 WPF 應用程式

先在 VS 中建立 WPF 程式並簡單的佈局。

既然是 REST API，那麼我們肯定是以 url 的方式訪問服務，下面分別是訪問文字翻譯服務和拼寫檢查服務的 url：

const string TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT = "https://api.microsofttranslator.com/v2/Http.svc/";
const string BING_SPELL_CHECK_API_ENDPOINT = "https://api.cognitive.microsoft.com/bing/v7.0/spellcheck/";

在訪問相應的服務時，我們用這兩個常量再拼接上合適的引數就可以了。

需要注意的是，Azure 提供的認知服務 API 都是需要認證資訊的。具體的方式就是把我們建立的服務的 key 隨 API 傳送的伺服器端進行認證，比如把 key 新增到 http 請求的 header 中：

WebRequest.Headers.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", "your key");

你可以在建立的服務例項的詳情介面獲得對應的 key，我們在程式中通過定義的常量來儲存它們：

const string TEXT_TRANSLATION_API_SUBSCRIPTION_KEY = "your translator key";
const string BING_SPELL_CHECK_API_SUBSCRIPTION_KEY = "your spell check key";

由於 demo 的程式碼比較長，為了能集中精力介紹 Azure AI 相關的內容，本文中只貼出相關的程式碼。完整的 demo 程式碼在這裡。

獲取支援的語言列表

在進行任何的文字翻譯之前，我們需要搞清楚 Azure 提供的翻譯服務究竟支援哪些語言！下面的請求能夠返回翻譯服務支援的語言列表：

string uri = TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT + "GetLanguagesForTranslate?scope=text";

我們把程式碼封裝到下面的函式中：

private string[] languageCodes;
private void GetLanguagesForTranslate()
{
    // 獲得翻譯服務支援的語言
    string uri = TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT + "GetLanguagesForTranslate?scope=text";
    WebRequest WebRequest = WebRequest.Create(uri);
    // 在 http 請求中新增認證資訊
    WebRequest.Headers.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", TEXT_TRANSLATION_API_SUBSCRIPTION_KEY);
    WebResponse response = null;

    // 把返回的 xml 資訊抽取到陣列中
    response = WebRequest.GetResponse();
    using (Stream stream = response.GetResponseStream())
    {
        DataContractSerializer dcs = new DataContractSerializer(typeof(List<string>));
        List<string> languagesForTranslate = (List<string>)dcs.ReadObject(stream);
        languageCodes = languagesForTranslate.ToArray();
    }
}

執行這個函式後，languageCodes 中的內容如下圖所示：

雖然取到了可以翻譯的語言列表，但是像圖中的內容是無法顯示給使用者的，還需要把它們轉換成對使用者友好的名稱，因此我們定義 GetLanguageNames 函式完成這個功能：

private SortedDictionary<string, string> languageCodesAndTitles =
            new SortedDictionary<string, string>(Comparer<string>.Create((a, b) => string.Compare(a, b, true)));
private void GetLanguageNames()
{
    // 獲得簡體中文的語言名稱
    string uri = TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT + "GetLanguageNames?locale=zh-CHS";
    HttpWebRequest request = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(uri);
    request.Headers.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", TEXT_TRANSLATION_API_SUBSCRIPTION_KEY);
    request.ContentType = "text/xml";
    request.Method = "POST";
    DataContractSerializer dcs = new DataContractSerializer(Type.GetType("System.String[]"));
    using (Stream stream = request.GetRequestStream())
    {
        dcs.WriteObject(stream, languageCodes);
    }
        
    // 把返回的 xml 資訊抽取到陣列中
    var response = request.GetResponse();
    string[] languageNames;
    using (Stream stream = response.GetResponseStream())
    {
        languageNames = (string[])dcs.ReadObject(stream);
    }
        
    // 把支援的語言列表及其友好名稱儲存到字典資料結構中，
    // 隨後會把它們繫結給 combo box 控制元件進行顯示
    for (int i = 0; i < languageNames.Length; i++)
    {
        languageCodesAndTitles.Add(languageNames[i], languageCodes[i]);
    }
}

這次我們拿到了用中文顯示的語言名稱：

初始化源和目標語言列表

當獲得了支援翻譯的語言列表後，就可以通過 UI 控制元件把它們顯示出來：

private void PopulateLanguageMenus()
{
    int count = languageCodesAndTitles.Count;
    foreach (string menuItem in languageCodesAndTitles.Keys)
    {
        FromLanguageComboBox.Items.Add(menuItem);
        ToLanguageComboBox.Items.Add(menuItem);
    }

    // 設定預設的源語言和目標語言
    FromLanguageComboBox.SelectedItem = "英語";
    ToLanguageComboBox.SelectedItem = "簡體中文";
}

在我們的使用場景中，把預設的翻譯文字設定為 "英語"，翻譯的目標語言為 "簡體中文"：

翻譯文字

接下來介紹文字翻譯的 API，其核心是下面的 url 請求：

TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT + "Translate?text=" + 待翻譯文字 + "&from=" + 源語言 + "&to=" + 目標語言

同樣，我們把它封裝成一個具有完整功能的函式：

private void TranslateButton_Click(object sender, EventArgs e)
{
    string textToTranslate = TextToTranslate.Text.Trim();
    string fromLanguage = FromLanguageComboBox.SelectedValue.ToString();
    string fromLanguageCode = languageCodesAndTitles[fromLanguage];
    string toLanguageCode = languageCodesAndTitles[ToLanguageComboBox.SelectedValue.ToString()];

    // 如果要翻譯的文字是英語，還可以進行拼寫檢查
    if (fromLanguageCode == "en")
    {
        textToTranslate = CorrectSpelling(textToTranslate);
        // 把更新後的文字儲存到 UI 控制元件上
        TextToTranslate.Text = textToTranslate;     
    }

    // 處理文字為空和不需要翻譯的情況
    if (textToTranslate == "" || fromLanguageCode == toLanguageCode)
    {
        TranslatedText.Text = textToTranslate;
        return;
    }

    // 通過 http 請求執行翻譯任務
    string uri = string.Format(TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT + "Translate?text=" +
        System.Web.HttpUtility.UrlEncode(textToTranslate) + "&from={0}&to={1}", fromLanguageCode, toLanguageCode);
    var translationWebRequest = HttpWebRequest.Create(uri);
    translationWebRequest.Headers.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", TEXT_TRANSLATION_API_SUBSCRIPTION_KEY);
    WebResponse response = null;
    response = translationWebRequest.GetResponse();

    // 把返回的翻譯結果抽取到 UI 控制元件中
    Stream stream = response.GetResponseStream();
    StreamReader translatedStream = new StreamReader(stream, Encoding.GetEncoding("utf-8"));
    System.Xml.XmlDocument xmlResponse = new System.Xml.XmlDocument();
    xmlResponse.LoadXml(translatedStream.ReadToEnd());
    TranslatedText.Text = xmlResponse.InnerText;
}

在呼叫翻譯文字的 API 前，需要先從 UI 控制元件中取得使用者設定的源語言和目標語言，並且還要對放在 url 中傳輸的文字內容進行編碼：

string uri = string.Format(TEXT_TRANSLATION_API_ENDPOINT + "Translate?text=" +
    System.Web.HttpUtility.UrlEncode(textToTranslate) + "&from={0}&to={1}", fromLanguageCode, toLanguageCode);

拼寫檢查

對於英語，我們可以通過 Bing Spell Check 服務進行翻譯前的拼寫檢查。比如 TranslateButton_Click 函式中的：

// 如果要翻譯的文字是英語，還可以進行拼寫檢查
if (fromLanguageCode == "en")
{
    textToTranslate = CorrectSpelling(textToTranslate);
    // 把更新後的文字儲存到 UI 控制元件上
    TextToTranslate.Text = textToTranslate;     
}

主要的拼寫檢查邏輯被封裝在了 CorrectSpelling 函式中：

private string CorrectSpelling(string text)
{
    string uri = BING_SPELL_CHECK_API_ENDPOINT + "?mode=spell&mkt=en-US";
    // 建立拼寫檢查的請求
    HttpWebRequest spellCheckWebRequest = (HttpWebRequest)WebRequest.Create(uri);
    spellCheckWebRequest.Headers.Add("Ocp-Apim-Subscription-Key", BING_SPELL_CHECK_API_SUBSCRIPTION_KEY);
    spellCheckWebRequest.Method = "POST";
    spellCheckWebRequest.ContentType = "application/x-www-form-urlencoded"; // 這個設定是必須的！

    // 把文字內容放在請求的 body 中
    string body = "text=" + System.Web.HttpUtility.UrlEncode(text);
    byte[] data = Encoding.UTF8.GetBytes(body);
    spellCheckWebRequest.ContentLength = data.Length;
    using (var requestStream = spellCheckWebRequest.GetRequestStream())
        requestStream.Write(data, 0, data.Length);
    HttpWebResponse response = (HttpWebResponse)spellCheckWebRequest.GetResponse();

    // 從返回中取出 json 格式的拼寫檢查結果
    var serializer = new System.Web.Script.Serialization.JavaScriptSerializer();
    var responseStream = response.GetResponseStream();
    var jsonString = new StreamReader(responseStream, Encoding.GetEncoding("utf-8")).ReadToEnd();
    dynamic jsonResponse = serializer.DeserializeObject(jsonString);
    var flaggedTokens = jsonResponse["flaggedTokens"];

    // 我們定義一個規則來應用拼寫檢查的結果，
    // 比如：當拼寫檢查的權值大於 0.7 時就用建議的值替換掉文字中的值。
    var corrections = new SortedDictionary<int, string[]>(Comparer<int>.Create((a, b) => b.CompareTo(a)));
    for (int i = 0; i < flaggedTokens.Length; i++)
    {
        var correction = flaggedTokens[i];
        var suggestion = correction["suggestions"][0];
        if (suggestion["score"] > (decimal)0.7)         
            corrections[(int)correction["offset"]] = new string[]   
                { correction["token"], suggestion["suggestion"] };
    }

    foreach (int i in corrections.Keys)
    {
        var oldtext = corrections[i][0];
        var newtext = corrections[i][1];
        if (text.Substring(i, oldtext.Length).All(char.IsUpper)) newtext = newtext.ToUpper();
        else if (char.IsUpper(text[i])) newtext = newtext[0].ToString().ToUpper() + newtext.Substring(1);
        text = text.Substring(0, i) + newtext + text.Substring(i + oldtext.Length);
    }
    return text;
}

從上面的程式碼可以看出，拼寫檢查只是給出一些建議，具體怎麼做還是由使用者決定的。比如上面的程式碼中當拼寫檢查的權值大於 0.7 時就用建議的值替換掉文字中的值。下面我們來測試一下拼寫檢查的邏輯，執行程式，並輸入 "helo world!" 進行翻譯：

執行翻譯操作，程式碼邏輯在檢測到待翻譯的語言為英語時，會先進行程式碼的拼寫檢查：

上圖顯示拼寫檢查函式 CorrectSpelling 糾正了我們的拼寫錯誤，下面是翻譯的結果：

有了程式碼的拼寫檢查，是不是感覺這個程式有點 "智慧" 的味道啦！

總結

就像 azure 提供的其它服務一樣，入門和上手非常的容易。我們簡單的搞了幾下就能夠執行一個簡單的文字翻譯程式了。
當然這只是一個開始，希望大家和筆者一道通過本文開啟 Azure AI 的一段旅程。

參考：