pyalsaaudio录制允许大量延迟，而不会超越缓冲区

Question

我想在Ubuntu上实时录制音频，而Pyalsaaudio似乎最适合正确检测我的输入设备。我从随附的recordTest.py脚本开始，并想尝试延迟，以查看何时填充缓冲区并给我一个错误（或至少返回-epipe） - 根据pyalsaaudio文档的PCM.Read（）（） ：

如果超出量，此功能将返回负大小：-epipe。这表明即使操作本身成功，数据也丢失了。尝试使用更大的时期大小。

但是，很小的缓冲区大小并没有引起问题，因此为了进一步调查，我在大量时间内添加了sleep（）在rectionTest.py中读取（）之间的呼叫之间：

inp = alsaaudio.PCM(alsaaudio.PCM_CAPTURE, alsaaudio.PCM_NONBLOCK, 
    channels=1, rate=44100, format=alsaaudio.PCM_FORMAT_S16_LE, 
    periodsize=160, device=device)

loops_with_data = 3000 #3000*160/44100 = 10.9 seconds of audio
first_time = True
while loops_with_data > 0:
    # Read data from device
    l, data = inp.read()
    print("l:",l)

    if l:
        f.write(data)
        if first_time:
            #big delay after first data read
            time.sleep(100)
            first_time = False
        else:
            #smaller delay otherwise, still longer than one period length
            time.sleep(.01)
        loops_with_data-=1

我希望这会覆盖缓冲区 -但是，Lead（）返回的L的价值永远不会负面，几乎总是160。当我播放音频时，我得到了我所说的麦克风的前10.9秒的完美录制。不知何故，似乎使用的缓冲区是巨大的，可以存储价值100秒的音频，因此当读取（）被称为100秒后，它仍然可以访问所有旧时期的帧。这样做的问题是，如果我的应用程序在读取时间太长的调用（）之间运行一个函数，那么音频将不断延迟，我将变得更加明智，因为什么都没有表明这正在发生。

我已经尝试挖掘Alsaaudio.c，并发现了一些怪异 - 无论我做什么，PCM对象似乎总是认为它具有合理数量的帧数（假设帧=音频示例），但是缓冲区每个缓冲区的时间和时间始终显示为0。我尝试使用python中的INP.Info（）并在C文件本身中打印。这是非常奇怪的，因为C文件清楚地尝试使用SND_PCM_HW_HW_HW_PARAMS_SET_PERIODS_NEAR（）：

dir = 0;
unsigned int periods = 4;
snd_pcm_hw_params_set_periods_near(self->handle, hwparams, &periods, &dir);

但是，在以下行之后，设置为0：

/* Query current settings. These may differ from the requested values, 
which should therefore be synced with actual values */

snd_pcm_hw_params_current(self->handle, hwparams);

我尝试了其他各种功能（例如SND_PCM_HW_PARAMS_SET_SET_SET_PERIOD_PERIODS_PERIN）和SNDDEDPARAM和SNDDED PARCM， ））没有运气。

Answer 1

函数SND_PCM_DROP允许您删除缓冲区的内容。该功能已经可以从Pyalsaaudio作为PCM设备的Drop方法获得。

之后：

#big delay after first data read
            time.sleep(100)

您可以简单地添加

            inp.drop()

所有在调用drop（）之前到达的输入。 （但是从脚本自身数据变量中的脚本开始，仍然有一些声音）

似乎可以更微妙的解决方案，但需要添加SND_PCM_FORWARD，以及可以在Pyalsaaudio接口上添加SND_PCM_FORWARD。

在这里，我用于分析和测试的完整修改脚本。 （我将大延迟缩短到4秒钟。）我还将源头用于Wav-file创作，因为Audacity对创建Wav-Files的另一种方法不满意。

import time
import alsaaudio
import numpy as np
import struct
import soundfile as sf

conversion_dicts = {
        alsaaudio.PCM_FORMAT_S16_LE: {'dtype': np.int16, 'endianness': '<', 'formatchar': 'h', 'bytewidth': 2},
}

def get_conversion_string(audioformat, noofsamples):
    conversion_dict = conversion_dicts[audioformat]
    conversion_string = f"{conversion_dict['endianness']}{noofsamples}{conversion_dict['formatchar']}"
    return conversion_string

device = 'default'
fs = 44100

inp = alsaaudio.PCM(alsaaudio.PCM_CAPTURE, alsaaudio.PCM_NONBLOCK, 
    channels=1, rate=fs, format=alsaaudio.PCM_FORMAT_S16_LE, 
    periodsize=160, device=device)

print(inp.info())

f = sf.SoundFile("test.wav", 'wb', samplerate=fs, channels=1)

dtype = np.int16 

loops_with_data = 3000 #3000*160/44100 = 10.9 seconds of audio
first_time = True

while loops_with_data > 0:
    # Read data from device
    l, rawdata = inp.read()
    
    conversion_string = get_conversion_string(alsaaudio.PCM_FORMAT_S16_LE, l)
    data = np.array(struct.unpack(conversion_string, rawdata), dtype=dtype)
    

    if l > 0:
        print(f"\r{loops_with_data:4}", end='')
        f.write(data)
        if first_time:
            #big delay after first data read
            time.sleep(4)
            inp.drop()
            first_time = False
        else:
            #smaller delay otherwise, still longer than one period length
            time.sleep(.01)
        loops_with_data-=1
    else:
        print(".", end='')
        
f.close()