如何在Python中给定一个NumPy数组来串流MP3块？

Question

我正在努力寻找一个从Python服务器流式合成音频的解决方案。合成的音频是以递增的方式生成的，并以一个叫 "NumPy "的数组返回。np.float32 NumPy数组。然后，它需要从NumPy数组转化为MP3 chunk。最后，MP3 chunk通过 flask.

下面是一些伪代码。

import numpy

from flask import Flask
from flask import Response

app = Flask(__name__)
sample_rate = 24000


def pcm_to_mp3():
    raise NotImplementedError()


def get_synthetic_audio():
    """ Mock function for synthetic audio. """
    while True:
        yield numpy.random.rand(1024) * 2 - 1  # Return: 32-bit Floating Point PCM


@app.route('/stream', methods=['GET'])
def get_stream():
    """ Stream synthetic audio. """

    def response():
        for numpy_array in get_synthetic_audio():
            # NOTE: The raw audio needs additional metadata to be playable like sample rate.
            yield pcm_to_mp3(numpy_array, sample_rate=sample_rate)

    return Response(
        response(),
        headers={
            # NOTE: Ensure stream is not cached.
            'Cache-Control': 'no-cache, no-store, must-revalidate',
            'Pragma': 'no-cache',
            'Expires': '0',
            # NOTE: Enable streaming.
            'Transfer-Encoding': 'chunked'
        },
        mimetype='audio/mpeg')


if __name__ == "__main__":
    app.run()

虽然类似的设置可以用于WAV文件，但我无法找出如何为MP3文件做类似的事情。

谢谢你的帮助

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来源

• NumPy数组通过PyDub转MP3文件。如何读取MP3音频文件到numpy数组中保存numpy数组到MP3？
• 流音频WAV文件与Flask。HTTP实时音频流服务器
• 用PyAudio串流音频WAV文件。Python：用PyAudio进行实时音频串流 (或其他东西)？
• 用FFMpeg和Flask流媒体。https:/gist.github.comanthonyedenf3b3bdf6f62badd8f87bb574283f488a。

Answer 1

我能够想出一个可行的方法。

import select
import subprocess

import numpy

from flask import Flask
from flask import Response

app = Flask(__name__)


def get_synthetic_audio(num_samples):
    audio = numpy.random.rand(num_samples).astype(numpy.float32) * 2 - 1
    assert audio.max() <= 1.0
    assert audio.min() >= -1.0
    assert audio.dtype == numpy.float32
    return audio


def response():
    pipe = subprocess.Popen(
        'ffmpeg -f f32le -acodec pcm_f32le -ar 24000 -ac 1 -i pipe: -f mp3 pipe:'
        .split(),
        stdin=subprocess.PIPE,
        stdout=subprocess.PIPE,
        stderr=subprocess.PIPE)
    poll = select.poll()
    poll.register(pipe.stdout, select.POLLIN)
    while True:
        pipe.stdin.write(get_synthetic_audio(24000).tobytes())
        while poll.poll(0):
            yield pipe.stdout.readline()


@app.route('/stream.mp3', methods=['GET'])
def stream():
    return Response(
        response(),
        headers={
            # NOTE: Ensure stream is not cached.
            'Cache-Control': 'no-cache, no-store, must-revalidate',
            'Pragma': 'no-cache',
            'Expires': '0',
        },
        mimetype='audio/mpeg')


if __name__ == "__main__":
    app.run(host='0.0.0.0', port=8000, debug=True)

在探索过程中，我了解到 flask 不支持分块传输编码。这是令人惊讶的，因为分块传输编码是在1997年作为HTTP 1.1的一部分引入的。

不管怎么说，我很惊讶地得知 ffmpeg的数据流与 flask在Safari、Firefox和Chrome浏览器上都支持。