如何使用 ALSA 在缓冲区中录制声音

Question

我开始学习 linux 和 ALSA，我想知道是否有办法将我从麦克风 a 录制的声音直接存储到缓冲区。我在这里阅读http://www.linuxjournal.com/article/6735?page=0,2 如何制作我的录音程序。但我需要的是更复杂一点。我需要录制声音，直到我按下一个键。我需要这个的原因是因为我弄乱了一个 RaspberryPI（它上面的 debian），看看我是否可以把它变成一个声音监控/检测设备。

我现在的主要问题是，当我尝试使用它来录制 (./Rec >name.raw ) 时，它什么也没做。它只是输出一个空的 .raw 文件。

#define ALSA_PCM_NEW_HW_PARAMS_API
#include <termios.h>
#include <alsa/asoundlib.h>

struct termios stdin_orig;  // Structure to save parameters

void term_reset() {
        tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSANOW,&stdin_orig);
        tcsetattr(STDIN_FILENO,TCSAFLUSH,&stdin_orig);
}

void term_nonblocking() {
        struct termios newt;
        tcgetattr(STDIN_FILENO, &stdin_orig);
        fcntl(STDIN_FILENO, F_SETFL, O_NONBLOCK); // non-blocking
        newt = stdin_orig;
        newt.c_lflag &= ~(ICANON | ECHO);
        tcsetattr(STDIN_FILENO, TCSANOW, &newt);

        atexit(term_reset);
}

int main() {
  int key=0;
  long loops;
  int rc;
  int size;
  snd_pcm_t *handle;
  snd_pcm_hw_params_t *params;
  unsigned int val;
  int dir;
  snd_pcm_uframes_t frames;
  char *buffer;

  /* Open PCM device for recording (capture). */
  rc = snd_pcm_open(&handle, "default", SND_PCM_STREAM_CAPTURE, 0);
  if (rc < 0) {
    fprintf(stderr, "unable to open pcm device: %s\n", snd_strerror(rc));
    exit(1);
  }

  /* Allocate a hardware parameters object. */
  snd_pcm_hw_params_alloca(&params);

  /* Fill it in with default values. */
  snd_pcm_hw_params_any(handle, params);

  /* Set the desired hardware parameters. */

  /* Interleaved mode */
  snd_pcm_hw_params_set_access(handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED);

  /* Signed 16-bit little-endian format */
  snd_pcm_hw_params_set_format(handle, params, SND_PCM_FORMAT_S16_LE);

  /* One channel (mono) */
  snd_pcm_hw_params_set_channels(handle, params, 1);

  /* 16000 bits/second sampling rate */
  val = 16000;
  snd_pcm_hw_params_set_rate_near(handle, params, &val, &dir);

  /* Set period size to 2048 frames. */
  frames = 2048;
  snd_pcm_hw_params_set_period_size_near(handle, params, &frames, &dir);

  /* Write the parameters to the driver */
  rc = snd_pcm_hw_params(handle, params);
  if (rc < 0) {
    fprintf(stderr, "unable to set hw parameters: %s\n", snd_strerror(rc));
    exit(1);
  }

  /* Use a buffer large enough to hold one period */
  snd_pcm_hw_params_get_period_size(params, &frames, &dir);
  size = frames * 2; /* 2 bytes/sample, 1 channels */
  buffer = (char *) malloc(size);

  while (key == 0) 
  {

    rc = snd_pcm_readi(handle, buffer, frames);
    if (rc == -EPIPE) 
    {
      /* EPIPE means overrun */
      fprintf(stderr, "overrun occurred\n");
      snd_pcm_prepare(handle);
    } 
    else if (rc < 0)
    {
      fprintf(stderr, "error from read: %s\n", snd_strerror(rc));
    } 
    else if (rc != (int)frames) 
    {
      fprintf(stderr, "short read, read %d frames\n", rc);
    }

    rc = write(1, buffer, size);

    if (rc != size)
      fprintf(stderr, "short write: wrote %d bytes\n", rc);
    key = getchar();
  }

  snd_pcm_drain(handle);
  snd_pcm_close(handle);
  free(buffer);

  return 0;
}

Answer 1

这段代码向您展示了如何在一个 while 循环中从 C++ 中的 ALSA 捕获： https://github.com/flatmax/gtkiostream/blob/master/test/ALSACaptureTest.C#L95

您可以更改那里的循环以永久记录，替换：

while (N>0){

与

while (1){

现在您需要一些额外的代码。首先要读取一个字符非阻塞添加到文件的顶部：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#define ngetc(c) (read (0, (c), 1))

ngetc 是来自标准输入的非阻塞读取。当没有读取任何内容时，它返回 -1。当你按下回车键时它返回 > 1。

所以最后把这一切放在一起，改变：

while (N>0){

与

while (1){
  int enter=ngetc(&ch);
  if (enter>0)
    break;

Answer 2

这是我用 python 做的。经测试可以在我的桌面 Debian 上使用 USB Plantronics 耳机工作。您需要安装 python-qt4 和 python-pyaudio 软件包才能使其工作。

另外，您需要将输入设备设置为麦克风。在 GNOME 中，我通过 System Tools -> System Settings -> Sound 切换了输入和输出设备。如果你的树莓派上有Raspbian，而不是Debian，就像我一样，它会更难，因为有LXDE 而不是GNOME。您可以使用alsamixer和那里的F6按钮来设置声卡，但问题是ALSA是低级接口，而most Linuxes use some sound server on top of it，例如PulseAudio或JACK。您需要一些运气/花时间来确保将输入/输出设备切换到麦克风/耳机。

如果您使用 Jack 麦克风，通过 Raspberry Pi 的 Jack 输入插入，请注意 Raspberry 的 Jack 仅为输入，因此您将无法播放录音并需要一些 USB 耳机来收听您的 wav。

就我个人而言，我觉得 ALSA 的文档记录很差（我想这是故意的 job security），我不喜欢处理它。

import pyaudio
import wave
import sys
from PyQt4.QtCore import *
from PyQt4.QtGui import *

# This is Qt part: we create a window, which has a "stop" flag.
# Stop flag defaults to False, but is set to True, when you press a key.
# Value of that flag is checked in main loop and loop exits when flag is True.

app = QApplication(sys.argv)
class MyWindow(QWidget):
    def __init__(self):
        super(QWidget, self).__init__()
        self.stop = False
    def keyPressEvent(self, event):
        print "keyPressedEvent caught!"
        self.stop = True

window = MyWindow()
window.show()

# This is sound processing part: we create an input stream to read from microphone.

p = pyaudio.PyAudio()
stream = p.open(format = p.get_format_from_width(2),
        channels = 2,
        rate=44100,
        input=True,
        output=False,
        frames_per_buffer=1024)

# This is main loop: we iteratively poll audio and gui: audio data are stored in output_buffer,
# whereas gui is checked for stop flag value (if keyPressedEvent happened, flag will be set
# to True and break our main loop).

output_buffer = ""
while True:
    app.processEvents()
    data = stream.read(1024)
    output_buffer += data
    if window.stop: break

stream.stop_stream()
stream.close()

# Here we output contents of output_buffer as .wav file
output_wav = wave.open("output.wav", 'w')
output_wav.setparams((2, 2, 44100, len(output_buffer),"NONE","not compressed"))
output_wav.writeframesraw(output_buffer)

p.terminate()