【Python】Pyaudioで音声を録音してグラフに表示

pyaudioというライブラリを使うと、音声を録音・再生・保存etc.することができます。

この記事では、音声の録音に挑戦してみます。また、録音した音声をmatplotlibを使ってグラフに表示してみます。

1.ライブラリのインストール

以下のコマンドをプロンプトで実行します。

pip install pyaudio

その後、Pythonの以下のスクリプトでエラーが出なければインストールは完了しています。

import pyaudio

2.音声を録音

以下のプログラムで音声を録音し、matplotlibで音声波形を表示することができます。

import pyaudio
import numpy
import matplotlib.pyplot as plt

chunk = 1024
FORMAT = pyaudio.paInt16

CHANNELS = 1 #モノラル（2にするとステレオ）
RATE = 44100 #サンプルレート（録音の音質）
RECORD_SECONDS = 3 #録音時間

p = pyaudio.PyAudio()

stream = p.open(format = FORMAT,
                channels = CHANNELS,
                rate = RATE,
                input = True,
                frames_per_buffer = chunk)

#レコード開始
print("Now Recording...")
all = []
for i in range(0, int(RATE / chunk * RECORD_SECONDS)):
    data = stream.read(chunk) #音声を読み取って、
    all.append(data) #データを追加

#レコード終了
print("Finished Recording.")

stream.close()
p.terminate()

data = ''.join(all) #Python2用
#data = b"".join(all) #Python3用

#録音したデータを配列に変換
result = numpy.frombuffer(data,dtype="int16") / float(2**15)

plt.plot(result)
plt.show()

3.実行結果

以下のようなグラフが作成されればOKです。

録音中に、マイクの前で数回手を叩いてみました。

コードの中身については、コメントを見ながら感じ取ってください。

トラブルシューティング

いか、私がこのプログラムを実行するときに躓いた点です。

プログラムエラー

上のプログラムを実行すると、このようなエラーが出ることがあります。

 data = ''.join(all)
TypeError: sequence item 0: expected str instance, bytes found

これは、Python3系で動作したときに発生するエラーのようです。

stackoverflow.com

これを解決するには、

 data = ''.join(all)

の部分を

data = b"".join(all) #Python3用

に変更してください。

波形が変

プログラムはエラーなく動くのですが、波形が下のようになって全く録音できない、という場合は、パソコン側のマイク設定が間違っていることが考えられます。

まず、「設定」→「システム」→「サウンド」の「入力」項目を開きます。

そして、「マイクのテスト」を行ってください。と言っても、マイクの前で何かしゃべって下の画像のように青いバーが動くかどうかを確認するだけです。

これでマイクから音声信号が入力されているかがわかります。もし何も反応がなければマイクが認識されていません。「入力デバイスの選択」などからマイクの設定を行ってください。

波形が変②

マイクが認識されていても、録音されない場合があります。

それは、マイクの入力ゲインが「－∞」になっている場合です。つまり、マイクから入力された音声のボリュームが0に設定されているのです。

この設定を変更するには、「設定」→「システム」→「サウンド」の「入力」項目を開き、「デバイスのプロパティ」をクリックします。

すると、「（マイク名）のプロパティ」画面が現れるので、「レベル」タブを選択してください（下画像)）。

そして、「マイク」項目のスライドバーを左右に動かすことで、入力ゲインの調整ができます。

参考文献：

python - TypeError: sequence item 0: expected str instance, bytes found - Stack Overflow
PyAudio Documentation — PyAudio 0.2.11 documentation
Pythonで音を録音して可視化する - Qiita