樹莓派學習手記——使用Python錄音

有的時候咱們想讓樹莓派可以錄音，以實現語音控制等功能。因此今天咱們總結一下用在樹莓派上使用Python錄音的過程。

準備硬件

樹莓派上自帶的3.5mm接口只能做爲語音輸出口，不能接麥克風。因此咱們須要另外購買USB聲卡，某寶上5元左右就能買到，固然你還須要一個麥克風。總費用應該在20元之內。

檢查硬件是否正常

使用arecord -l能夠列出全部錄音設備，通常輸出以下：

arecord -l

List of CAPTURE Hardware Devices
card 1: Device [USB Audio Device], device 0: USB Audio [USB Audio]
Subdevices: 1/1
Subdevice #0: subdevice #0

一樣地，aplay -l能夠列出全部播放設備，輸出中也能找到形如 Device [USB Audio Device] 的設備。

咱們能夠直接在命令行執行Linux自帶的錄音/播放命令，測試硬件是否正常：

arecord -D hw:1,0 -t wav -c 1 -r 44100 -f S16_LE test.wav
aplay -D hw:0,0 test.wav

arecord 是錄音命令，其中 hw:1,0 表示 card 1: Device [USB Audio Device], device 0: USB Audio [USB Audio] 的 card 1 , device 0 ，若是你的USB聲卡錄音設備不是 card 1 , device 0 ，還請進行相應修改。另外，錄音過程須要手動按CTRL + C結束。

aplay 是播放命令，其中 hw:0,0 表示樹莓派板載音頻接口，若是你把耳機插在USB聲卡接口，還請進行相應修改，如改爲 hw:1,0 。

*若是你發現錄製的音頻內沒有聲音，只有細微的雜音，但 arecord -l 和 aplay -l 列出的設備中確實有USB聲卡。那麼你能夠嘗試着把麥克風接口拔出來一些，只插進去2/3，或許可以解決你的問題。筆者不是很明白其中的原因，若是你有什麼想法懇請留言告知。

安裝pyaudio

在Python中執行錄音命令須要pyaudio模塊，直接用pip命令安裝：

pip install pyaudio

若是你使用pip命令下載速度很慢，或許修改pip源能夠幫到你。

*若是你使用了virtualenv，通常會發現pyaudio安裝失敗。這種狀況下你須要安裝APT中的PortAudio開發頭文件，而後安裝PyAudio：

sudo apt-get install portaudio19-dev
pip install pyaudio

使用Python錄音

該例程修改自官方主頁例程PyAudio。

import pyaudio
import wave
import os
import sys

CHUNK = 512
FORMAT = pyaudio.paInt16
CHANNELS = 1
RATE = 44100
RECORD_SECONDS = 5
WAVE_OUTPUT_FILENAME = "output.wav"

p = pyaudio.PyAudio()

stream = p.open(format=FORMAT,
                channels=CHANNELS,
                rate=RATE,
                input=True,
                frames_per_buffer=CHUNK)

print("recording...")

frames = []

for i in range(0, int(RATE / CHUNK * RECORD_SECONDS)):
    data = stream.read(CHUNK)
    frames.append(data)

print("done")

stream.stop_stream()
stream.close()
p.terminate()

wf = wave.open(WAVE_OUTPUT_FILENAME, 'wb')
wf.setnchannels(CHANNELS)
wf.setsampwidth(p.get_sample_size(FORMAT))
wf.setframerate(RATE)
wf.writeframes(b''.join(frames))
wf.close()

執行後會錄製一段5秒的音頻，輸出爲同目錄下的output.wav文件。

python3 rec.py

* 隱藏錯誤消息

通常狀況下，在樹莓派上執行上述Python代碼後，你會看到很是多的ALSA報錯和JACK報錯：

ALSA lib confmisc.c:1281:(snd_func_refer) Unable to find definition 'cards.bcm2835.pcm.front.0:CARD=0'

......

......

connect(2) call to /tmp/jack-1000/default/jack_0 failed (err=No such file or directory)
attempt to connect to server failed

但你會發現其實可以正常地錄音。若是你不想看到這些錯誤消息，能夠在代碼中加入下述命令隱藏錯誤：

os.close(sys.stderr.fileno())

小結

使用Python錄音很簡單，你還能夠在GPIO口上接入一個按鈕，修改例程，實現按下按鈕自動開始錄音的功能。下一步的目標是把Python錄音和Cloud Speech API語音識別結合起來。

感謝你閱讀文章！