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

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。

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。

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。

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!

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!