前言

应该是三年前，我用 Esp8266 和 ws2812 实现了一个音乐律动灯带。就是电脑播放音乐时，灯带会随着系统内部音乐播放的频率而闪动不同色彩的灯珠。而当时用来监听系统声音的工具是一个博主提供的，除了实时采集声音外还通过 UDP 传递数据到 Esp8266 上。

而这次，我就自己用 Python 实现一下，不过不传数据，就采集后直接实时地在电脑上绘制波形动画，主要是用来作为 FL Studio 播放时的一个桌面小挂件。
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环境

  • python3.8

  • pyaudio0.2.14

  • matplotlib
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    pyaudio 简介

    pyaudio 是一个跨平台地音频 I/O 库，使用他可以在 Python 程序中进行播放，录音和生成 wav 文件等。需要注意的是，如果要使用 pyaudio 时，python 的版本最好在 3.7 以上，不然 pip 安装会报错。因为以下例子是获取系统内部声音，而 pyaudio 读取的音频流默认是麦克风，所以接下来介绍一下关于获取的设备列表信息。

    代码获取设备列表

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    # pyaudio实例
    audio = pyaudio.PyAudio()
    # 获取设备总数
    device_count = audio.get_device_count()
    # 根据设备索引获取设备详细信息
    for i in range(p.get_device_count()):
      devInfo = p.get_device_info_by_index(i)
      print(devInfo)

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    设备信息参数介绍

  • index: 设备的索引号，通常用于标识系统中的设备顺序。

  • structVersion: 结构版本号，用于表示这个数据结构的版本。

  • name: 设备的名称，这里是 “Microsoft 声音映射器 - Input”。

  • hostApi: 主 API 的标识符，通常用于表示该设备属于哪个 API 或系统。

  • maxInputChannels: 设备支持的最大输入通道数，这里是 2，表示设备支持 2 个输入通道。

  • maxOutputChannels: 设备支持的最大输出通道数，这里为 0，表示该设备没有输出通道。

  • defaultLowInputLatency: 默认的低输入延迟，以秒为单位，这里是 0.09 秒。

  • defaultLowOutputLatency: 默认的低输出延迟，这里是 0.09 秒。

  • defaultHighInputLatency: 默认的高输入延迟，这里是 0.18 秒。

  • defaultHighOutputLatency: 默认的高输出延迟，这里是 0.18 秒。

  • defaultSampleRate: 默认的采样率，这里是 44100.0 赫兹，这是 CD 质量的音频标准采样率。
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    开始操作

    开启立体声混音权限

    打开电脑设置 - 系统 - 声音 - 管理声音设备 - 立体声混响，点击启用。
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    设置设备索引号

    打开立体声混音后，通过 pyaudio 获取设备列表，找到带有 “立体声混音” 的名称，和 hostApi 为 0 的，hostAPI = 0 表明是 MME 设备。然后拿到该设备索引号，打开音频流时指定该内录设备序号。

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    def findInternalRecordingDevice(p):
      # 要找查的设备名称中的关键字
      target = '立体声混音'
      # 逐一查找声音设备
      for i in range(p.get_device_count()):
          devInfo = p.get_device_info_by_index(i)
          print(devInfo)
          if devInfo['name'].find(target) >= 0 and devInfo['hostApi'] == 0:
              # print('已找到内录设备,序号是 ',i)
              return i
      print('无法找到内录设备!')
      return -1

    全部代码

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import pyaudio
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation
import wave

FORMAT = pyaudio.paInt16
CHANNELS = 1  
RATE = 44100  
CHUNK = 4096  
# CHUNK = 1024  
WAVE_OUTPUT_FILENAME = 'audio_output.wav'

# 获取内录设备序号,在windows操作系统上测试通过，hostAPI = 0 表明是MME设备
def findInternalRecordingDevice(p):
    # 要找查的设备名称中的关键字
    target = '立体声混音'
    # 逐一查找声音设备
    for i in range(p.get_device_count()):
        devInfo = p.get_device_info_by_index(i)
        print(devInfo)
        if devInfo['name'].find(target) >= 0 and devInfo['hostApi'] == 0:
            # print('已找到内录设备,序号是 ',i)
            return i
    print('无法找到内录设备!')
    return -1