8.8 KiB

Raw Permalink Blame History

Zajem zvoka - Raspberry Pi

V tem delu lekcije boste napisali kodo za zajem zvoka na vašem Raspberry Pi. Zajem zvoka bo nadzorovan s pomočjo gumba.

Strojna oprema

Raspberry Pi potrebuje gumb za nadzor zajema zvoka.

Gumb, ki ga boste uporabili, je Grove gumb. To je digitalni senzor, ki vklopi ali izklopi signal. Ti gumbi so lahko konfigurirani tako, da pošljejo visok signal, ko je gumb pritisnjen, in nizek, ko ni, ali obratno - nizek, ko je pritisnjen, in visok, ko ni.

Če uporabljate mikrofon ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, ni potrebe po priključitvi gumba, saj ima ta HAT že vgrajen gumb. Preskočite na naslednji razdelek.

Povežite gumb

Gumb lahko povežete na Grove osnovni HAT.

Naloga - povežite gumb

Vstavite en konec Grove kabla v vtičnico na modulu gumba. Kabel bo šel noter samo v eni smeri.
Ko je Raspberry Pi izklopljen, povežite drugi konec Grove kabla z digitalno vtičnico, označeno z D5, na Grove osnovnem HAT-u, ki je pritrjen na Pi. Ta vtičnica je druga z leve strani v vrsti vtičnic poleg GPIO pinov.

Zajem zvoka

Zvok iz mikrofona lahko zajamete s pomočjo Python kode.

Naloga - zajem zvoka

Vklopite Pi in počakajte, da se zažene.
Zaženite VS Code, bodisi neposredno na Pi-ju ali pa se povežite prek razširitve Remote SSH.
PyAudio Pip paket vsebuje funkcije za snemanje in predvajanje zvoka. Ta paket je odvisen od nekaterih zvočnih knjižnic, ki jih je treba najprej namestiti. Zaženite naslednje ukaze v terminalu, da jih namestite:
```
sudo apt update
sudo apt install libportaudio0 libportaudio2 libportaudiocpp0 portaudio19-dev libasound2-plugins --yes 
```
Namestite PyAudio Pip paket.
```
pip3 install pyaudio
```
Ustvarite novo mapo z imenom smart-timer in dodajte datoteko z imenom app.py v to mapo.
Na vrh te datoteke dodajte naslednje uvoze:
```
import io
import pyaudio
import time
import wave

from grove.factory import Factory
```
To uvozi modul pyaudio, nekatere standardne Python module za delo z WAV datotekami in modul grove.factory za uvoz Factory za ustvarjanje razreda gumba.
Pod tem dodajte kodo za ustvarjanje Grove gumba.

Če uporabljate ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, uporabite naslednjo kodo:
```
# The button on the ReSpeaker 2-Mics Pi HAT
button = Factory.getButton("GPIO-LOW", 17)
```
To ustvari gumb na portu D17, na katerega je povezan gumb na ReSpeaker 2-Mics Pi HAT. Ta gumb je nastavljen tako, da pošlje nizek signal, ko je pritisnjen.

Če ne uporabljate ReSpeaker 2-Mics Pi HAT in uporabljate Grove gumb, povezan na osnovni HAT, uporabite to kodo:
```
button = Factory.getButton("GPIO-HIGH", 5)
```
To ustvari gumb na portu D5, ki je nastavljen tako, da pošlje visok signal, ko je pritisnjen.
Pod tem ustvarite instanco razreda PyAudio za upravljanje zvoka:
```
audio = pyaudio.PyAudio()
```
Določite številko strojne kartice za mikrofon in zvočnik. To bo številka kartice, ki ste jo našli z ukazoma arecord -l in aplay -l prej v tej lekciji.
```
microphone_card_number = <microphone card number>
speaker_card_number = <speaker card number>
```
Zamenjajte <microphone card number> s številko kartice vašega mikrofona.

Zamenjajte <speaker card number> s številko kartice vašega zvočnika, isto številko, ki ste jo nastavili v datoteki alsa.conf.
Pod tem določite vzorčno frekvenco za zajem in predvajanje zvoka. To boste morda morali spremeniti glede na uporabljeno strojno opremo.
```
rate = 48000 #48KHz
```
Če pri zagonu te kode kasneje dobite napake glede vzorčne frekvence, spremenite to vrednost na 44100 ali 16000. Višja kot je vrednost, boljša je kakovost zvoka.
Pod tem ustvarite novo funkcijo z imenom capture_audio. Ta funkcija bo klicana za zajem zvoka iz mikrofona:
```
def capture_audio():
```

Znotraj te funkcije dodajte naslednje za zajem zvoka:

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()

Ta koda odpre vhodni zvočni tok z uporabo objekta PyAudio. Ta tok bo zajemal zvok iz mikrofona pri 16 kHz, zajemal ga bo v medpomnilnike velikosti 4096 bajtov.

Koda nato zanko izvaja, dokler je Grove gumb pritisnjen, pri čemer bere te 4096-bajtne medpomnilnike v matriko ob vsakem času.

💁 Več o možnostih, ki jih posredujete metodi open, lahko preberete v dokumentaciji PyAudio.

Ko je gumb sproščen, se tok ustavi in zapre.

Na konec te funkcije dodajte naslednje:

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

Ta koda ustvari binarni medpomnilnik in vanj zapiše ves zajeti zvok kot WAV datoteko. To je standarden način za zapisovanje nestisnjenega zvoka v datoteko. Ta medpomnilnik se nato vrne.

Dodajte naslednjo funkcijo play_audio za predvajanje zvočnega medpomnilnika:

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()

Ta funkcija odpre drug zvočni tok, tokrat za izhod - za predvajanje zvoka. Uporablja iste nastavitve kot vhodni tok. Medpomnilnik se nato odpre kot WAV datoteka in zapiše v izhodni tok v kosih velikosti 4096 bajtov, predvajajoč zvok. Tok se nato zapre.

Pod funkcijo capture_audio dodajte naslednjo kodo, ki bo zanko izvajala, dokler ni gumb pritisnjen. Ko je gumb pritisnjen, se zajame zvok in nato predvaja.

while True:
    while not button.is_pressed():
        time.sleep(.1)

    buffer = capture_audio()
    play_audio(buffer)

Zaženite kodo. Pritisnite gumb in govorite v mikrofon. Ko končate, sprostite gumb in slišali boste posnetek.

Morda boste dobili nekaj ALSA napak, ko se ustvari instanca PyAudio. To je posledica konfiguracije na Pi-ju za zvočne naprave, ki jih nimate. Te napake lahko ignorirate.

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

Če dobite naslednjo napako:

OSError: [Errno -9997] Invalid sample rate

potem spremenite rate na 44100 ali 16000.

💁 To kodo lahko najdete v mapi code-record/pi.

😀 Vaš program za snemanje zvoka je bil uspešen!

Omejitev odgovornosti:
Ta dokument je bil preveden z uporabo storitve za prevajanje z umetno inteligenco Co-op Translator. Čeprav si prizadevamo za natančnost, vas prosimo, da upoštevate, da lahko avtomatizirani prevodi vsebujejo napake ali netočnosti. Izvirni dokument v njegovem maternem jeziku je treba obravnavati kot avtoritativni vir. Za ključne informacije priporočamo profesionalni človeški prevod. Ne prevzemamo odgovornosti za morebitne nesporazume ali napačne razlage, ki bi nastale zaradi uporabe tega prevoda.

8.8 KiB Raw Permalink Blame History