Python在树莓派上播放MP3并实时获取音频振幅教程

pip install pyaudio pydub numpy
sudo apt-get install ffmpeg # pydub依赖ffmpeg或libav

import pyaudio
import wave
import numpy as np
import struct

def get_rms(data):
    """
    计算给定音频数据块的RMS振幅。
    假设数据是16位有符号整数。
    """
    # 将字节数据解析为16位有符号整数数组
    fmt = "%ih" % (len(data) // 2) # /2 是因为每个样本2字节
    audio_data = struct.unpack(fmt, data)

    # 将列表转换为numpy数组以便进行数学运算
    audio_data = np.array(audio_data, dtype=np.int16)

    # 计算RMS
    rms = np.sqrt(np.mean(audio_data**2))
    return rms

def play_wav_and_get_amplitude(wav_file_path):
    """
    播放WAV文件并实时获取其振幅。
    """
    chunk = 1024  # 每次读取的音频帧数

    # 打开WAV文件
    wf = wave.open(wav_file_path, 'rb')

    # 初始化PyAudio
    p = pyaudio.PyAudio()

    # 打开音频流
    stream = p.open(format=p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
                    channels=wf.getnchannels(),
                    rate=wf.getframerate(),
                    output=True)

    print(f"正在播放：{wav_file_path}")
    print("实时振幅 (RMS):")

    data = wf.readframes(chunk)
    max_amplitude = 0.0

    while data:
        # 写入流以播放声音
        stream.write(data)

        # 计算当前数据块的振幅
        current_amplitude = get_rms(data)

        # 更新最大振幅（可选）
        if current_amplitude > max_amplitude:
            max_amplitude = current_amplitude

        # 打印或可视化振幅
        # 简单打印，您可以根据需要进行更复杂的显示，例如VU表
        print(f"当前振幅: {current_amplitude:.2f}, 最大振幅: {max_amplitude:.2f}")

        # 读取下一个数据块
        data = wf.readframes(chunk)

    # 停止并关闭流
    stream.stop_stream()
    stream.close()
    p.terminate()
    wf.close()
    print("播放结束。")

if __name__ == "__main__":
    # 假设您有一个名为 "sample.wav" 的WAV文件
    # 您可以使用在线工具或音频编辑软件创建一个测试用的WAV文件
    # 例如，将一个MP3转换为WAV
    # play_wav_and_get_amplitude("sample.wav")
    print("请提供一个WAV文件路径来测试此功能。")

import pyaudio
import wave
import numpy as np
import struct
from pydub import AudioSegment
from io import BytesIO

# 重用get_rms函数
def get_rms(data):
    if not data: # 处理空数据块
        return 0.0
    fmt = "%ih" % (len(data) // 2)
    audio_data = struct.unpack(fmt, data)
    audio_data = np.array(audio_data, dtype=np.int16)
    rms = np.sqrt(np.mean(audio_data**2))
    return rms

def play_mp3_and_get_amplitude(mp3_file_path):
    """
    实时转换MP3为WAV并在播放时获取其振幅。
    """
    chunk = 1024  # 每次读取的音频帧数

    # 使用pydub加载MP3文件并将其导出到BytesIO作为WAV格式
    # 这将在内存中进行转换，而不是写入磁盘
    print(f"正在加载和转换MP3文件：{mp3_file_path}...")
    audio_segment = AudioSegment.from_mp3(mp3_file_path)
    wav_form_buffer = BytesIO()
    audio_segment.export(wav_form_buffer, format="wav")
    wav_form_buffer.seek(0) # 将文件指针移回开头

    # 使用wave模块打开BytesIO中的WAV数据
    wf = wave.open(wav_form_buffer, 'rb')

    # 初始化PyAudio
    p = pyaudio.PyAudio()

    # 打开音频流
    stream = p.open(format=p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
                    channels=wf.getnchannels(),
                    rate=wf.getframerate(),
                    output=True)

    print(f"正在播放：{mp3_file_path}")
    print("实时振幅 (RMS):")

    data = wf.readframes(chunk)
    max_amplitude = 0.0

    while data:
        stream.write(data)

        current_amplitude = get_rms(data)
        if current_amplitude > max_amplitude:
            max_amplitude = current_amplitude

        print(f"当前振幅: {current_amplitude:.2f}, 最大振幅: {max_amplitude:.2f}")

        data = wf.readframes(chunk)

    stream.stop_stream()
    stream.close()
    p.terminate()
    wf.close()
    print("播放结束。")

if __name__ == "__main__":
    # 假设您有一个名为 "sample.mp3" 的MP3文件
    # play_mp3_and_get_amplitude("sample.mp3")
    print("请提供一个MP3文件路径来测试此功能。")