Python音频操作工具PyAudio上手教程详解

时间:2021-04-03 人气:0

0.引子

当需要使用Python处理音频数据时，使用python读取与播放声音必不可少，下面介绍一个好用的处理音频PyAudio工具包。

PyAudio是Python开源工具包，由名思义，是提供对语音操作的工具包。提供录音播放处理等功能，可以视作语音领域的OpenCv。

1.简介

PyAudio为跨平台音频I / O库 PortAudio 提供 Python 绑定。使用PyAudio，您可以轻松地使用Python在各种平台上播放和录制音频，例如GNU / Linux，Microsoft Windows和Apple Mac OS X / macOS。

PyAudio的灵感来自：

pyPortAudio / fastaudio ：PortAudio v18 API的Python绑定。
tkSnack ：Tcl / Tk和Python的跨平台声音工具包。

2.安装

目前的版本是 PyAudio v0.2.11 。在大多数平台上使用pip安装PyAudio。对于v0.2.9之前的版本，PyAudio分发安装二进制文件，这些文件存档在这里。

微软Windows

使用 pip 安装：

python -m pip install pyaudio

笔记：

如果pip尚未与您的Python安装捆绑在一起，请在此处获取。
pip将获取并安装PyAudio轮（预先打包的二进制文件）。目前，有车轮兼容Python 2.7,3.4,3.5和3.6 的官方发行版。对于这些版本，可以使用32位和64位车轮。
这些二进制文件包括使用MinGW构建的PortAudio v19 v190600_20161030。它们仅支持Windows MME API，不包括对DirectX，ASIO等的支持。如果需要支持未包含的API，则需要编译PortAudio和PyAudio。 Apple Mac OS X.

使用 Homebrew 安装必备的portaudio库，然后使用pip安装PyAudio：

brew install portaudio 
pip install pyaudio

笔记：

如果尚未安装，请下载 Homebrew 。
pip将下载PyAudio源代码并为您的Python版本构建它。
Homebrew和构建PyAudio还需要安装Xcode命令行工具（更多信息）。

Debian / Ubuntu

使用包管理器安装PyAudio：

sudo apt-get install python-pyaudio python3-pyaudio

如果没有最新版本的PyAudio，请使用pip安装它：

pip install pyaudio

笔记：

pip将下载PyAudio源并为您的系统构建它。请务必事先安装portaudio库开发包（ portaudio19-dev ）和python开发包（ python-all-dev ）。
为了更好地隔离系统包，请考虑在virtualenv中安装PyAudio 。

PyAudio来源

源代码可从Python Package Index（PyPI）下载： pypi.python.org/pypi/PyAudio 。

或克隆git存储库：

git clone http://people.csail.mit.edu/hubert/git/pyaudio.git

要从源代码构建PyAudio，您还需要构建 PortAudio v19 。有关为各种平台构建PyAudio的一些说明，请参阅编译提示。要使用Microsoft Visual Studio构建PyAudio，请查看Sebastian Audet的说明。

3.示例

1).采集音频

下面以一段代码演示如何从计算机麦克风采集一段音频，采集音频时长 4s，保存文件 output.wav

使用了tqdm模块，可以方便显示出来读取过程，如下：

* recording
100%|██████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 172/172 [00:03<00:00, 43.40it/s] 
* done recording

import pyaudio
import wave
from tqdm import tqdm
def record_audio(wave_out_path,record_second):
  CHUNK = 1024
  FORMAT = pyaudio.paInt16
  CHANNELS = 2
  RATE = 44100
  p = pyaudio.PyAudio()
  stream = p.open(format=FORMAT,
          channels=CHANNELS,
          rate=RATE,
          input=True,
          frames_per_buffer=CHUNK)
  wf = wave.open(wave_out_path, 'wb')
  wf.setnchannels(CHANNELS)
  wf.setsampwidth(p.get_sample_size(FORMAT))
  wf.setframerate(RATE)
  print("* recording")
  for i in tqdm(range(0, int(RATE / CHUNK * record_second))):
    data = stream.read(CHUNK)
    wf.writeframes(data)
  print("* done recording")
  stream.stop_stream()
  stream.close()
  p.terminate()
  wf.close()
record_audio("output.wav",record_second=4)

要使用PyAudio，首先使用 pyaudio.PyAudio()

（1）实例化PyAudio ，它设置portaudio系统。

要录制或播放音频，请使用 pyaudio.PyAudio.open()

（2）在所需设备上打开所需音频参数的流。这设置了 pyaudio.Stream 播放或录制音频。

通过使用流式传输 pyaudio.Stream.write() 音频数据或使用流式传输音频数据来播放音频 pyaudio.Stream.read() 。

（3）请注意，在“阻止模式”中，每个 pyaudio.Stream.write() 或 pyaudio.Stream.read() 阻止直到所有给定/请求的帧都被播放/记录。或者，要动态生成音频数据或立即处理录制的音频数据，请使用下面概述的“回调模式”。

使用 pyaudio.Stream.stop_stream() 暂停播放/录制，并 pyaudio.Stream.close() 终止流。（4）

最后，使用 pyaudio.PyAudio.terminate() （5）终止portaudio会话

2).播放音频

下面使用播放的功能来播放1）中保存的音频 output.wav

通过tqdm，显示播放进度条，如下：

100%|██████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████████| 172/172 [00:03<00:00, 43.40it/s]

"""PyAudio Example: Play a WAVE file."""
import pyaudio
import wave
from tqdm import tqdm
def play_audio(wave_path):
  CHUNK = 1024
  wf = wave.open(wave_path, 'rb')
  # instantiate PyAudio (1)
  p = pyaudio.PyAudio()
  # open stream (2)
  stream = p.open(format=p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
          channels=wf.getnchannels(),
          rate=wf.getframerate(),
          output=True)
  # read data
  data = wf.readframes(CHUNK)
  # play stream (3)
  datas = []
  while len(data) > 0:
    data = wf.readframes(CHUNK)
    datas.append(data)
  for d in tqdm(datas):
    stream.write(d)
  # stop stream (4)
  stream.stop_stream()
  stream.close()
  # close PyAudio (5)
  p.terminate()
play_audio("output.wav")

2).以回调方式播放音频

当需要在执行其他程序时同时播放音频，可以使用回调的方式播放，示例代码如下：

"""PyAudio Example: Play a WAVE file."""
import pyaudio
import wave
from tqdm import tqdm
import time
def play_audio_callback(wave_path):
  CHUNK = 1024
  wf = wave.open(wave_path, 'rb')
  # instantiate PyAudio (1)
  p = pyaudio.PyAudio()
  def callback(in_data, frame_count, time_info, status):
    data = wf.readframes(frame_count)
    return (data, pyaudio.paContinue)
  # open stream (2)
  stream = p.open(format=p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
          channels=wf.getnchannels(),
          rate=wf.getframerate(),
          output=True,
          stream_callback=callback)
  # read data
  stream.start_stream()
  while stream.is_active():
    time.sleep(0.1)
  # stop stream (4)
  stream.stop_stream()
  stream.close()
  # close PyAudio (5)
  p.terminate()
play_audio_callback("output.wav")

Reference:

1. http://people.csail.mit.edu/hubert/pyaudio/

总结

以上所述是小编给大家介绍的Python音频操作工具PyAudio上手教程详解,希望对大家有所帮助，如果大家有任何疑问请给我留言，小编会及时回复大家的。在此也非常感谢大家对网站的支持！
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