手把手教你使用Python第三方库PyAudio打造一款录音工具

大家好，我是【(这是月亮的背面)】。今天给大家分享Python使用PyAudio制作录音工具:

最近有在使用屏幕录制软件录制桌面，在用的过程中突发奇想，使用python能不能做屏幕录制工具，也锻炼下自己的动手能力。接下准备写使用python如何做屏幕录制工具的系列文章：

录制屏幕制作视频
录制音频
合成视频，音频
基于Pyqt5制作可视化窗口

大概上述四个部分，希望自己能够尽快完善，上一篇文章利用opencv制作了屏幕录制部分，接下继续更新系列，使用python录制音频。

应用平台

windows 10
python 3.7

音频录制部分

音频录制与视频录制相似，也是以数据帧的方式录制保存，这次使用强大的第三方包PyAudio和内置的wave模块编写主要部分代码：pip install PyAudio

如果出现安装失败，可点击去此处下载对应.whl文件，cp37代表python3.7环境，64代表64位操作系统。假如不是下载对应的whl包会导致安装失败，下载完成后，cmd窗口下进入whl的所在目录，使用pip install PyAudio-xx.whl即可完成安装。

手把手教你使用Python第三方库PyAudio打造一款录音工具

音频录制主要代码：

from pyaudio import PyAudio, paInt16, paContinue, paComplete
# 设置固定参数
chunk = 1024 # 每个缓冲区的帧数
format_sample = paInt16 # 采样位数
channels = 2 # 声道：1，单声道；2，双声道
fps = 44100 # 采样频率
# 这里采用回调的方式录制音频
def callback(in_data, frame_count, time_info, status):
"""录制回调函数"""
wf.writeframes(in_data)
if xx: # 当某某条件满足时
return in_data, paContinue
else:
return in_data, paComplete
# 实例化PyAudio
p = PyAudio()
stream = p.open(format=format_sample,
channels=channels,
rate=fps,
frames_per_buffer=chunk,
input=True,
input_device_index=None, # 输入设备索引, None为默认设备
stream_callback=callback # 回调函数
)
# 开始流录制
stream.start_stream()
# 判断流是否活跃
while stream.is_active():
time.sleep(0.1) # 0.1为灵敏度
# 录制完成，关闭流及实例
stream.stop_stream()
stream.close()
p.terminate()

采取流式并用回调函数录制，需要先定义保存音频文件，用wave新建音频二进制文件：

import wave
wf = wave.open('test.wav', 'wb')
wf.setnchannels(channels)
wf.setsampwidth(p.get_sample_size(format_sample))
wf.setframerate(fps)

为了后续代码可以很好的与之结合复用，将上面的代码包装成类

from pyaudio import PyAudio
class AudioRecord(PyAudio):
def __init__(self,):

源码于文末补充。

音频播放部分

播放部分代码与录制部分代码相差不大，核心部分：

wf = wave.open('test.wav', 'rb')
def callback(in_data, frame_count, time_info, status):
data = wf.readframes(frame_count)
return data, paContinue
stream = p.open(format=p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
channels=wf.getnchannels(),
rate=wf.getframerate(),
output=True,
output_device_index=output_device_index, # 输入设备索引
stream_callback=callback # 输出用回调函数
)
stream.start_stream()
while stream.is_active():
time.sleep(0.1)

目前暂时测试了.wav和.mp3格式可以正常录制及播放，其它类型格式音频可以自行调用代码进行测试。

GUI窗口所需属性值代码部分

考虑到GUI窗口能较为人性化的输出及输入值，编写该部分代码，内容含音频时长及获取输入设备及输出设备。

# 音频时长
duration = wf.getnframes() / wf.getframerate()

# 获取系统目前已安装的输入输出设备
dev_info = self.get_device_info_by_index(i)
default_rate = int(dev_info['defaultSampleRate'])
if not dev_info['hostApi'] and default_rate == fps and '映射器' not in dev_info['name']:
if dev_info['maxInputChannels']:
print('输入设备：', dev_info['name'])
elif dev_info['maxOutputChannels']:
print('输出设备：', dev_info['name'])

pynput监听键盘

在这部分代码也暂时使用pynput监听键盘来对录音做中断处理。可以调用上一篇文章中的键盘监听代码。

def hotkey(self):
"""热键监听"""
with keyboard.Listener(on_press=self.on_press) as listener:
listener.join()
def on_press(self, key):
try:
if key.char == 't': # t键，录制结束，保存音频
self.flag = True
elif key.char == 'k': # k键，录制中止，删除文件
self.flag = True
self.kill = True
except Exception as e:
print(e)

功能与上一篇类似，不再赘述。

总结

大家好，我是【(这是月亮的背面)】。以上就是使用PyAudio调用windows的音频设备进行录制及播放的内容了，这篇文章带大家整体学习了使用类及其继承相关知识，用法在这只是展示了冰山一角，还有更多的知识等待着我们一起去探索!

源码:

import wave
import time
from pathlib import Path
from threading import Thread
from pyaudio import PyAudio, paInt16, paContinue, paComplete
from pynput import keyboard # pip install pynput
class AudioRecord(PyAudio):
def __init__(self, channels=2):
super().__init__()
self.chunk = 1024 # 每个缓冲区的帧数
self.format_sample = paInt16 # 采样位数
self.channels = channels # 声道：1，单声道；2，双声道
self.fps = 44100 # 采样频率
self.input_dict = None
self.output_dict = None
self.stream = None
self.filename = '~test.wav'
self.duration = 0 # 音频时长
self.flag = False
self.kill = False
def __call__(self, filename):
"""重载文件名"""
self.filename = filename
def callback_input(self, in_data, frame_count, time_info, status):
"""录制回调函数"""
self.wf.writeframes(in_data)
if not self.flag:
return in_data, paContinue
else:
return in_data, paComplete
def callback_output(self, in_data, frame_count, time_info, status):
"""播放回调函数"""
data = self.wf.readframes(frame_count)
return data, paContinue
def open_stream(self, name):
"""打开录制流"""
input_device_index = self.get_device_index(name, True) if name else None
return self.open(format=self.format_sample,
channels=self.channels,
rate=self.fps,
frames_per_buffer=self.chunk,
input=True,
input_device_index=input_device_index, # 输入设备索引
stream_callback=self.callback_input
)
def audio_record_run(self, name=None):
"""音频录制"""
self.wf = self.save_audio_file(self.filename)
self.stream = self.open_stream(name)
self.stream.start_stream()
while self.stream.is_active():
time.sleep(0.1)
self.wf.close()
if self.kill:
Path(self.filename).unlink()
self.duration = self.get_duration(self.wf)
print(self.duration)
self.terminate_run()
def run(self, filename=None, name=None, record=True):
"""音频录制线程"""
thread_1 = Thread(target=self.hotkey, daemon=True)
if record:
# 录制
if filename:
self.filename = filename
thread_2 = Thread(target=self.audio_record_run, args=(name,))
else:
# 播放
if not filename:
raise Exception('未输入音频文件名，不能播放，请输入后再试！')
thread_2 = Thread(target=self.read_audio, args=(filename, name,))
thread_1.start()
thread_2.start()
def read_audio(self, filename, name=None):
"""音频播放"""
output_device_index = self.get_device_index(name, False) if name else None
with wave.open(filename, 'rb') as self.wf:
self.duration = self.get_duration(self.wf)
self.stream = self.open(format=self.get_format_from_width(self.wf.getsampwidth()),
channels=self.wf.getnchannels(),
rate=self.wf.getframerate(),
output=True,
output_device_index=output_device_index, # 输出设备索引
stream_callback=self.callback_output
)
self.stream.start_stream()
while self.stream.is_active():
time.sleep(0.1)
print(self.duration)
self.terminate_run()
@staticmethod
def get_duration(wf):
"""获取音频时长"""
return round(wf.getnframes() / wf.getframerate(), 2)
def get_in_out_devices(self):
"""获取系统输入输出设备"""
self.input_dict = {}
self.output_dict = {}
for i in range(self.get_device_count()):
dev_info = self.get_device_info_by_index(i)
default_rate = int(dev_info['defaultSampleRate'])
if not dev_info['hostApi'] and default_rate == self.fps and '映射器' not in dev_info['name']:
if dev_info['maxInputChannels']:
self.input_dict[dev_info['name']] = i
elif dev_info['maxOutputChannels']:
self.output_dict[dev_info['name']] = i
def get_device_index(self, name, input_in=True):
"""获取选定设备索引"""
if input_in and self.input_dict:
return self.input_dict.get(name, -1)
elif not input_in and self.output_dict:
return self.output_dict.get(name, -1)
def save_audio_file(self, filename):
"""音频文件保存"""
wf = wave.open(filename, 'wb')
wf.setnchannels(self.channels)
wf.setsampwidth(self.get_sample_size(self.format_sample))
wf.setframerate(self.fps)
return wf
def terminate_run(self):
"""结束流录制或流播放"""
if self.stream:
self.stream.stop_stream()
self.stream.close()
self.terminate()
def hotkey(self):
"""热键监听"""
with keyboard.Listener(on_press=self.on_press) as listener:
listener.join()
def on_press(self, key):
try:
if key.char == 't': # t键，录制结束，保存音频
self.flag = True
elif key.char == 'k': # k键，录制中止，删除文件
self.flag = True
self.kill = True
except Exception as e:
print(e)
if __name__ == '__main__':
audio_record = AudioRecord()
audio_record.get_in_out_devices()
# 录制
print(audio_record.input_dict)
audio_record.run('test.mp3')
# 播放
print(audio_record.output_dict)
audio_record.run('test.mp3', record=False)

小伙伴们，快快用实践一下吧!

原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/5GW1mcBNEm1hE5NY6nH7_w

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