Trying to play multiple frequencys in python sounddevice blow horrible speaker sounds and a error message saying "alsa underrun occurred"

Question

我尝试了不同的方法在声音设备中播放正弦波，它们工作正常，直到我尝试一次叠加多个频率。每当没有频率播放时，我的扬声器也会发出很大的刮擦声。我已将我的代码简化为：

import sounddevice
import numpy


SAMPLE_RATE = 44100
frequencies = {440: 0, 550: 0, 660: 0}
# hz: start_index


def callback(outdata: numpy.ndarray, frames: int, time, status) -> None:
    """writes sound output to 'outdata' from sound_queue."""
    # params may need annotations... :/

    result = None

    for frequency, start_index in frequencies.items():
        t = (start_index + numpy.arange(frames)) / SAMPLE_RATE
        t = t.reshape(-1, 1)

        wave = numpy.sin(2 * numpy.pi * frequency * t)

        if result is None:
            result = wave
        else:
            result += wave

        frequencies[frequency] += frames

    if result is None:
        result = numpy.arange(frames) / SAMPLE_RATE
        result = result.reshape(-1, 1)

    outdata[:] = result


stream = sounddevice.OutputStream(channels=1, samplerate=SAMPLE_RATE, callback=callback)
stream.start()

while True:
    pass

Answer 1

我发现如果你对它进行两处更改，这段代码就可以工作。

第一个变化是这个 while 循环：

while True:
    pass

这个循环将使用近 100% 的 CPU，留给回调函数运行的时间很少。

我把这个改为反复睡觉：

while True:
    time.sleep(1)

这减少了 CPU 使用率。

我还增加了一次请求的帧数。

我改变了这一行：

stream = sounddevice.OutputStream(channels=1, samplerate=SAMPLE_RATE, callback=callback)

进入这个：

stream = sounddevice.OutputStream(channels=1, blocksize=SAMPLE_RATE, samplerate=SAMPLE_RATE, callback=callback)

我这样做是因为我发现你回调的

frames

参数是 15。（这是在 Mac 上，对你来说可能不同。）我发现请求一秒钟的音频使 numpy 能够更有效地生成它，并防止了奇怪的故障噪音。

在我这样做之后，我听到拨号音。 （我想这就是你想要的。）

Answer 2

看起来你正在添加三个未衰减的正弦函数，这将产生一个输出，在频率相位接近相同的点处，振幅达到 -3 到 +3。

• 我相信 sounddevice 旨在处理 -1 和 1 之间变化的数据
• 正如所写，您的音频会因削波而失真——我建议缩放每个正弦波，使总和（至少大部分）保持在 -1 到 1 范围内。

另外，如果您更改频率，您可能会产生爆音。

• 我没有看到你程序中随时间改变频率的部分，但如果你只是增加和减少频率，你可能会在不同点立即从正弦波切换到零 - 这会导致爆裂 - 特别是如果信号处于全振幅
• 如果这是您遇到的情况，那么您可能需要添加某种包络来在开始和停止不同音调时增加和减少振幅。

我希望这有帮助。