Portaudio で録音した音声データを WAV 形式で保存する

前回の記事(Portaudio を Go 言語で触ってみた)では Portaudio を使って LPCM 形式のデータをヘッダ無しのまま保存するコードを書いたが、今度はサンプリングレート、チャンネルなどのヘッダ情報を付加して書き込んでみる。

コード

Portaudio 側処理

前回の記事(Portaudio を Go 言語で触ってみた)分から変えたのは主に 75 行目付近。前回直接ファイルに書き込んでいたが、go-wav パッケージの NewWriter に io.Writer を投げられるので、今回はそのままファイルオブジェクト（のポインタ）を渡すことにした。

go: title=recorder/pcm.go
1package recorder
2
3import (
4    "fmt"
5    "log"
6    "os"
7    "time"
8
9	"github.com/gordonklaus/portaudio"
10)
11
12type PCMRecorder struct {
13	file     *os.File
14	FilePath string
15	Interval int
16	Input    []int16
17	Data     []int16
18	stream   *portaudio.Stream
19}
20
21func NewPCMRecorder(filePath string, interval int) *PCMRecorder {
22	var pr = &PCMRecorder{
23		FilePath: filePath,
24		Interval: interval,
25	}
26	return pr
27}
28
29func (pr PCMRecorder) Start(sig chan os.Signal) error {
30	portaudio.Initialize()
31	defer portaudio.Terminate()
32
33	pr.Input = make([]int16, 64)
34	stream, err := portaudio.OpenDefaultStream(1, 0, 44100, len(pr.Input), pr.Input)
35	if err != nil {
36		log.Fatalf("Could not open default stream \n %v", err)
37	}
38	pr.stream = stream
39	pr.stream.Start()
40	defer pr.stream.Close()
41
42	startTime := pr.stream.Time()
43
44loop:
45	for {
46		elapseTime := (pr.stream.Time() - startTime).Round(time.Second)
47
48		if err := pr.stream.Read(); err != nil {
49			fmt.Println(err)
50			log.Fatalf("Could not read stream\n%v", err)
51		}
52
53		// Turn the volume up
54		pr.Data = append(pr.Data, changeVolume(pr.Input, 10)...)
55
56		select {
57		case <-sig:
58			break loop
59		default:
60		}
61
62		if int(elapseTime.Seconds())%pr.Interval == 0 {
63			outputFileName := fmt.Sprintf(pr.FilePath+"_%d.wav", int(elapseTime.Seconds()))
64			if !exists(outputFileName) {
65				pr.file, err = os.Create(outputFileName)
66				if err != nil {
67					log.Fatalf("Could not create a new file to write \n %v", err)
68				}
69				defer func() {
70					if err := pr.file.Close(); err != nil {
71						log.Fatalf("Could not close output file \n %v", err)
72					}
73				}()
74
75				wav := NewWAVEncoder(pr.file, pr.Data)
76				wav.Encode()
77				pr.Data = nil
78			}
79		}
80	}
81
82	return nil
83}
84
85func changeVolume(input []int16, vol float32) (output []int16) {
86	output = make([]int16, len(input))
87
88	for i := 0; i < len(output); i++ {
89		output[i] = int16(float32(input[i]) * vol)
90	}
91
92	return output
93}
94
95func exists(fileName string) bool {
96	_, err := os.Stat(fileName)
97	return err == nil
98}
99

go-wav 側処理

go: title=recorder/wav.go
1
2package recorder
3
4import (
5	"fmt"
6	"log"
7	"os"
8
9	"github.com/youpy/go-wav"
10)
11
12type WAVEncoder struct {
13	writer     *wav.Writer
14	numSamples uint32
15	buf        []int16
16}
17
18func NewWAVEncoder(file *os.File, buf []int16) *WAVEncoder {
19	w := &WAVEncoder{
20		numSamples: uint32(len(buf)),
21		buf:        buf,
22	}
23
24	w.writer = wav.NewWriter(file, w.numSamples, 1, 44100, 16)
25	return w
26}
27
28func (w *WAVEncoder) Encode() {
29	samples := make([]wav.Sample, w.numSamples)
30	for i := 0; i < int(w.numSamples); i++ {
31		samples[i].Values[0] = int(w.buf[i])
32	}
33
34	if err := w.writer.WriteSamples(samples); err != nil {
35		fmt.Println(samples)
36		log.Fatalf("Could not write samples \n %v", err)
37	}
38}
39

Sample 形式への変換

Encode() の最初に、 []int16 から Sample型に書き換える処理をおこなっている。for ブロック内で samples[i].Volumes[0] の Volumes[]はチャンネルを示しており、もし wav オブジェクトを初期化するときにチャンネル数が 2 つのステレオ形式で記録したいのであれば、 Volumes[0]に加えVolumes[1]にも値を代入すればよい。

WriteSamples を用いて書き込み

33 行目のWriteSamples() で io.Writer の実装に対して書き込み処理を行う。今回は os.File を投げたので ファイルに書き込まれる。

main

特にこのへんは大きく変わるところはない。

go: title=main.go
1package main
2
3import (
4	"fmt"
5	"os"
6	"os/signal"
7	"time"
8
9	"github.com/killinsun/go-wav-sample/recorder"
10)
11
12func main() {
13	fmt.Println("Streaming. Press Ctrl + C to stop.")
14
15	sig := make(chan os.Signal, 1)
16	signal.Notify(sig, os.Interrupt, os.Kill)
17
18	outDir := time.Now().Format("audio_20060102_T150405")
19	if err := os.MkdirAll(outDir, 0755); err != nil {
20		panic("Could not create a new directory")
21	}
22
23	pr := recorder.NewPCMRecorder(fmt.Sprintf(outDir+"/file"), 5)
24	pr.Start(sig)
25}
26
27

やってみて

go-wav パッケージのサンプルは wav形式のファイルを読み込む例しかなかったので、書き込み時の処理はどうすべきか、Sample型の構造を把握するのに時間がかかった。

ただ使ってみるととてもシンプルで使いやすいパッケージなので、2 チャンネルステレオ構造*の形式をいじる機会があれば活用していきたい。

※ この記事の投稿時点でこのパッケージでは 2 チャンネルまでしか対応していなかった

参考

• go-wav

/以上