# Zachycení zvuku - Raspberry Pi V této části lekce napíšete kód pro zachycení zvuku na vašem Raspberry Pi. Zachycení zvuku bude ovládáno tlačítkem. ## Hardware Raspberry Pi potřebuje tlačítko pro ovládání zachycení zvuku. Tlačítko, které použijete, je Grove tlačítko. Jedná se o digitální senzor, který zapíná nebo vypíná signál. Tato tlačítka lze nakonfigurovat tak, aby posílala vysoký signál, když je tlačítko stisknuto, a nízký, když není, nebo naopak nízký při stisknutí a vysoký, když není stisknuto. Pokud používáte mikrofon ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, není třeba připojovat tlačítko, protože tento HAT již jedno tlačítko obsahuje. Přeskočte na další sekci. ### Připojení tlačítka Tlačítko lze připojit k základní desce Grove. #### Úkol - připojte tlačítko  1. Zasuňte jeden konec Grove kabelu do konektoru na modulu tlačítka. Kabel lze zasunout pouze jedním způsobem. 1. S vypnutým Raspberry Pi připojte druhý konec Grove kabelu do digitálního konektoru označeného **D5** na základní desce Grove připojené k Pi. Tento konektor je druhý zleva v řadě konektorů vedle GPIO pinů.  ## Zachycení zvuku Zvuk z mikrofonu můžete zachytit pomocí Python kódu. ### Úkol - zachyťte zvuk 1. Zapněte Pi a počkejte, až se spustí. 1. Spusťte VS Code, buď přímo na Pi, nebo se připojte pomocí rozšíření Remote SSH. 1. Balíček PyAudio pro Pip obsahuje funkce pro nahrávání a přehrávání zvuku. Tento balíček závisí na některých zvukových knihovnách, které je třeba nejprve nainstalovat. Spusťte následující příkazy v terminálu pro jejich instalaci: ```sh sudo apt update sudo apt install libportaudio0 libportaudio2 libportaudiocpp0 portaudio19-dev libasound2-plugins --yes ``` 1. Nainstalujte balíček PyAudio pro Pip. ```sh pip3 install pyaudio ``` 1. Vytvořte novou složku s názvem `smart-timer` a přidejte do této složky soubor s názvem `app.py`. 1. Přidejte následující importy na začátek tohoto souboru: ```python import io import pyaudio import time import wave from grove.factory import Factory ``` Tím se importuje modul `pyaudio`, některé standardní Python moduly pro práci se soubory WAV a modul `grove.factory` pro import třídy `Factory` k vytvoření třídy tlačítka. 1. Pod tímto kódem přidejte kód pro vytvoření Grove tlačítka. Pokud používáte ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, použijte následující kód: ```python # The button on the ReSpeaker 2-Mics Pi HAT button = Factory.getButton("GPIO-LOW", 17) ``` Tím se vytvoří tlačítko na portu **D17**, což je port, ke kterému je připojeno tlačítko na ReSpeaker 2-Mics Pi HAT. Toto tlačítko je nastaveno tak, aby posílalo nízký signál při stisknutí. Pokud nepoužíváte ReSpeaker 2-Mics Pi HAT a používáte Grove tlačítko připojené k základní desce, použijte tento kód: ```python button = Factory.getButton("GPIO-HIGH", 5) ``` Tím se vytvoří tlačítko na portu **D5**, které je nastaveno tak, aby posílalo vysoký signál při stisknutí. 1. Pod tímto kódem vytvořte instanci třídy PyAudio pro práci se zvukem: ```python audio = pyaudio.PyAudio() ``` 1. Deklarujte číslo hardwarové karty pro mikrofon a reproduktor. Toto bude číslo karty, které jste zjistili spuštěním příkazů `arecord -l` a `aplay -l` dříve v této lekci. ```python microphone_card_number = speaker_card_number = ``` Nahraďte `` číslem karty vašeho mikrofonu. Nahraďte `` číslem karty vašeho reproduktoru, stejným číslem, které jste nastavili v souboru `alsa.conf`. 1. Pod tímto kódem deklarujte vzorkovací frekvenci pro zachycení a přehrávání zvuku. Možná budete muset tuto hodnotu změnit v závislosti na použitém hardwaru. ```python rate = 48000 #48KHz ``` Pokud při spuštění tohoto kódu později obdržíte chyby vzorkovací frekvence, změňte tuto hodnotu na `44100` nebo `16000`. Čím vyšší hodnota, tím lepší kvalita zvuku. 1. Pod tímto kódem vytvořte novou funkci s názvem `capture_audio`. Tato funkce bude volána pro zachycení zvuku z mikrofonu: ```python def capture_audio(): ``` 1. Uvnitř této funkce přidejte následující kód pro zachycení zvuku: ```python stream = audio.open(format = pyaudio.paInt16, rate = rate, channels = 1, input_device_index = microphone_card_number, input = True, frames_per_buffer = 4096) frames = [] while button.is_pressed(): frames.append(stream.read(4096)) stream.stop_stream() stream.close() ``` Tento kód otevře zvukový vstupní stream pomocí objektu PyAudio. Tento stream bude zachytávat zvuk z mikrofonu při 16 kHz, přičemž bude zachytávat data v blocích o velikosti 4096 bajtů. Kód poté opakovaně čte tyto 4096 bajtové bloky do pole, dokud je stisknuto Grove tlačítko. > 💁 Více o možnostech předávaných metodě `open` si můžete přečíst v [dokumentaci PyAudio](https://people.csail.mit.edu/hubert/pyaudio/docs/). Jakmile je tlačítko uvolněno, stream se zastaví a zavře. 1. Na konec této funkce přidejte následující kód: ```python wav_buffer = io.BytesIO() with wave.open(wav_buffer, 'wb') as wavefile: wavefile.setnchannels(1) wavefile.setsampwidth(audio.get_sample_size(pyaudio.paInt16)) wavefile.setframerate(rate) wavefile.writeframes(b''.join(frames)) wav_buffer.seek(0) return wav_buffer ``` Tento kód vytvoří binární buffer a zapíše do něj veškerý zachycený zvuk jako [WAV soubor](https://wikipedia.org/wiki/WAV). Jedná se o standardní způsob zápisu nekomprimovaného zvuku do souboru. Tento buffer je poté vrácen. 1. Přidejte následující funkci `play_audio` pro přehrání zvukového bufferu: ```python def play_audio(buffer): stream = audio.open(format = pyaudio.paInt16, rate = rate, channels = 1, output_device_index = speaker_card_number, output = True) with wave.open(buffer, 'rb') as wf: data = wf.readframes(4096) while len(data) > 0: stream.write(data) data = wf.readframes(4096) stream.close() ``` Tato funkce otevře další zvukový stream, tentokrát pro výstup - přehrání zvuku. Používá stejná nastavení jako vstupní stream. Buffer je poté otevřen jako WAV soubor a zapisován do výstupního streamu v blocích o velikosti 4096 bajtů, čímž se přehrává zvuk. Stream je poté uzavřen. 1. Pod funkci `capture_audio` přidejte následující kód, který bude opakovaně čekat, dokud nebude stisknuto tlačítko. Jakmile je tlačítko stisknuto, zvuk se zachytí a poté přehraje. ```python while True: while not button.is_pressed(): time.sleep(.1) buffer = capture_audio() play_audio(buffer) ``` 1. Spusťte kód. Stiskněte tlačítko a mluvte do mikrofonu. Uvolněte tlačítko, až budete hotovi, a uslyšíte nahrávku. Můžete obdržet některé chyby ALSA při vytváření instance PyAudio. Tyto chyby jsou způsobeny konfigurací na Pi pro zvuková zařízení, která nemáte. Tyto chyby můžete ignorovat. ```output pi@raspberrypi:~/smart-timer $ python3 app.py ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.front ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.rear ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.center_lfe ALSA lib pcm.c:2565:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM cards.pcm.side ``` Pokud obdržíte následující chybu: ```output OSError: [Errno -9997] Invalid sample rate ``` změňte hodnotu `rate` na 44100 nebo 16000. > 💁 Tento kód najdete ve složce [code-record/pi](../../../../../6-consumer/lessons/1-speech-recognition/code-record/pi). 😀 Váš program pro nahrávání zvuku byl úspěšný! --- **Prohlášení**: Tento dokument byl přeložen pomocí služby pro automatický překlad [Co-op Translator](https://github.com/Azure/co-op-translator). Ačkoli se snažíme o přesnost, mějte na paměti, že automatické překlady mohou obsahovat chyby nebo nepřesnosti. Původní dokument v jeho původním jazyce by měl být považován za autoritativní zdroj. Pro důležité informace se doporučuje profesionální lidský překlad. Neodpovídáme za žádné nedorozumění nebo nesprávné interpretace vyplývající z použití tohoto překladu.