9.7 KiB

Raw Permalink Blame History

Ghi âm - Raspberry Pi

Trong phần này của bài học, bạn sẽ viết mã để ghi âm trên Raspberry Pi. Việc ghi âm sẽ được điều khiển bằng một nút bấm.

Phần cứng

Raspberry Pi cần một nút bấm để điều khiển việc ghi âm.

Nút bấm bạn sẽ sử dụng là nút Grove. Đây là một cảm biến kỹ thuật số có thể bật hoặc tắt tín hiệu. Các nút này có thể được cấu hình để gửi tín hiệu cao khi nút được nhấn, và tín hiệu thấp khi không nhấn, hoặc ngược lại.

Nếu bạn đang sử dụng ReSpeaker 2-Mics Pi HAT làm micro, thì không cần kết nối nút bấm vì HAT này đã có sẵn một nút. Hãy chuyển sang phần tiếp theo.

Kết nối nút bấm

Nút bấm có thể được kết nối với Grove base hat.

Nhiệm vụ - kết nối nút bấm

Cắm một đầu của cáp Grove vào ổ cắm trên module nút bấm. Cáp chỉ có thể cắm theo một chiều.
Khi Raspberry Pi đã tắt nguồn, kết nối đầu còn lại của cáp Grove vào ổ cắm kỹ thuật số được đánh dấu D5 trên Grove Base hat gắn vào Pi. Ổ cắm này là ổ thứ hai từ bên trái, nằm trên hàng ổ cắm cạnh các chân GPIO.

Ghi âm

Bạn có thể ghi âm từ micro bằng mã Python.

Nhiệm vụ - ghi âm

Bật nguồn Pi và chờ nó khởi động.
Mở VS Code, trực tiếp trên Pi hoặc kết nối qua tiện ích Remote SSH.
Gói PyAudio Pip có các hàm để ghi và phát lại âm thanh. Gói này phụ thuộc vào một số thư viện âm thanh cần được cài đặt trước. Chạy các lệnh sau trong terminal để cài đặt:
```
sudo apt update
sudo apt install libportaudio0 libportaudio2 libportaudiocpp0 portaudio19-dev libasound2-plugins --yes 
```
Cài đặt gói PyAudio Pip.
```
pip3 install pyaudio
```
Tạo một thư mục mới có tên smart-timer và thêm một tệp có tên app.py vào thư mục này.
Thêm các dòng import sau vào đầu tệp:
```
import io
import pyaudio
import time
import wave

from grove.factory import Factory
```
Dòng này import module pyaudio, một số module Python tiêu chuẩn để xử lý tệp WAV, và module grove.factory để import Factory tạo lớp nút bấm.
Bên dưới, thêm mã để tạo nút Grove.

Nếu bạn đang sử dụng ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, sử dụng mã sau:
```
# The button on the ReSpeaker 2-Mics Pi HAT
button = Factory.getButton("GPIO-LOW", 17)
```
Mã này tạo một nút trên cổng D17, cổng mà nút trên ReSpeaker 2-Mics Pi HAT được kết nối. Nút này được cấu hình để gửi tín hiệu thấp khi nhấn.

Nếu bạn không sử dụng ReSpeaker 2-Mics Pi HAT, và đang sử dụng nút Grove kết nối với base hat, sử dụng mã này:
```
button = Factory.getButton("GPIO-HIGH", 5)
```
Mã này tạo một nút trên cổng D5 được cấu hình để gửi tín hiệu cao khi nhấn.
Bên dưới, tạo một instance của lớp PyAudio để xử lý âm thanh:
```
audio = pyaudio.PyAudio()
```
Khai báo số card phần cứng cho micro và loa. Đây sẽ là số card bạn tìm thấy bằng cách chạy arecord -l và aplay -l trước đó trong bài học.
```
microphone_card_number = <microphone card number>
speaker_card_number = <speaker card number>
```
Thay <microphone card number> bằng số card của micro.

Thay <speaker card number> bằng số card của loa, cùng số bạn đã đặt trong tệp alsa.conf.
Bên dưới, khai báo tốc độ mẫu để sử dụng cho việc ghi và phát lại âm thanh. Bạn có thể cần thay đổi giá trị này tùy thuộc vào phần cứng bạn đang sử dụng.
```
rate = 48000 #48KHz
```
Nếu bạn gặp lỗi tốc độ mẫu khi chạy mã sau này, hãy thay đổi giá trị này thành 44100 hoặc 16000. Giá trị càng cao, chất lượng âm thanh càng tốt.
Bên dưới, tạo một hàm mới có tên capture_audio. Hàm này sẽ được gọi để ghi âm từ micro:
```
def capture_audio():
```
Bên trong hàm này, thêm mã sau để ghi âm:
```
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()
```
Mã này mở một luồng âm thanh đầu vào sử dụng đối tượng PyAudio. Luồng này sẽ ghi âm từ micro ở tần số 16KHz, ghi vào các bộ đệm có kích thước 4096 byte.

Mã sau đó lặp lại trong khi nút Grove được nhấn, đọc các bộ đệm 4096 byte này vào một mảng mỗi lần.

💁 Bạn có thể đọc thêm về các tùy chọn được truyền vào phương thức open trong tài liệu PyAudio.

Khi nút được thả, luồng sẽ dừng và đóng lại.

Thêm mã sau vào cuối hàm này:

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

Mã này tạo một bộ đệm nhị phân và ghi tất cả âm thanh đã ghi vào đó dưới dạng tệp WAV. Đây là cách tiêu chuẩn để ghi âm thanh không nén vào tệp. Bộ đệm này sau đó được trả về.

Thêm hàm play_audio sau để phát lại bộ đệm âm thanh:

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()

Hàm này mở một luồng âm thanh khác, lần này là để phát âm thanh. Nó sử dụng các cài đặt giống như luồng đầu vào. Bộ đệm sau đó được mở dưới dạng tệp WAV và ghi vào luồng đầu ra theo từng khối 4096 byte, phát âm thanh. Luồng sau đó được đóng lại.

Thêm mã sau bên dưới hàm capture_audio để lặp lại cho đến khi nút được nhấn. Khi nút được nhấn, âm thanh sẽ được ghi lại, sau đó phát.
```
while True:
    while not button.is_pressed():
        time.sleep(.1)

    buffer = capture_audio()
    play_audio(buffer)
```
Chạy mã. Nhấn nút và nói vào micro. Thả nút khi bạn hoàn tất, và bạn sẽ nghe thấy bản ghi âm.

Bạn có thể gặp một số lỗi ALSA khi instance PyAudio được tạo. Điều này là do cấu hình trên Pi cho các thiết bị âm thanh mà bạn không có. Bạn có thể bỏ qua các lỗi này.
```
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
```
Nếu bạn gặp lỗi sau:
```
OSError: [Errno -9997] Invalid sample rate
```
thì hãy thay đổi rate thành 44100 hoặc 16000.

💁 Bạn có thể tìm thấy mã này trong thư mục code-record/pi.

😀 Chương trình ghi âm của bạn đã thành công!

Tuyên bố miễn trừ trách nhiệm:
Tài liệu này đã được dịch bằng dịch vụ dịch thuật AI Co-op Translator. Mặc dù chúng tôi cố gắng đảm bảo độ chính xác, xin lưu ý rằng các bản dịch tự động có thể chứa lỗi hoặc không chính xác. Tài liệu gốc bằng ngôn ngữ bản địa nên được coi là nguồn thông tin chính thức. Đối với các thông tin quan trọng, nên sử dụng dịch vụ dịch thuật chuyên nghiệp từ con người. Chúng tôi không chịu trách nhiệm cho bất kỳ sự hiểu lầm hoặc diễn giải sai nào phát sinh từ việc sử dụng bản dịch này.

9.7 KiB Raw Permalink Blame History