如何在ESP32上使用MicroPython录制音频？

Question

我是一名经验丰富的Python开发者，但在电子方面是一个完全的新手。

我有一个已安装MicroPython的ESP32板，并连接了一个麦克风。

我能够读取到麦克风的数据，如下所示：

MicroPython v1.9.4 on 2018-05-11; ESP32 module with ESP32
Type "help()" for more information.
>>> import machine
>>> a = machine.ADC(machine.Pin(32))
>>> a.read()
488
>>> a.read()
496
>>> a.read()
449

我的问题是：我应该如何录制音频，以便通过电子邮件发送？Wave格式或任何其他格式均可。我猜测，任何实现都只是循环采样级别并构建一个数组，但如果已经存在一个实现，而不必让我自己编写，则更好。

- Ram Rachum

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数字音频的基本概念包括：采样率，即每秒钟麦克风采样输出单个整数值的次数，该值表示该时刻原始音频曲线的高度...另一个概念是位深度，它表示为每个音频采样分配的存储大小... CD质量使用16位深度，这意味着它使用2字节的数据类型...总体概念是PCM音频-脉冲编码调制-在涉及音频时安装Audacity非常方便，可以播放和可视化音频文件... WAV格式最简单。 - Scott Stensland

你确定你连接麦克风到ESP32的方式是适当的吗？通常情况下，你不能直接将麦克风线路连接到MCU模拟输入，需要进行某种级别转换和可能的放大。电子问题不适合在此网站讨论，但欢迎在电子工程上提问。如果有关于MicroPython音频录制的问题，建议在论坛上提问。 - nekomatic

Answer 1

一个基本的想法是对[1]进行采样并以CD质量进行编码[2]：16位，44100 Hz。

import machine, time
a = machine.ADC(machine.Pin(32))
while True:
    sample = a.read() * 2**(16-10)  # we want 16 bits, a.read() returns 10 bits
    print(sample)
    time.sleep(1/44100)

您应该能够运行此代码并在控制台中看到每个样本的值。当您在麦克风中说话时，它应该上下波动。

它非常接近 PCM 音频格式（WAV）：以每秒 44100 次的频率编码为 16 位值序列。

更多信息请参见：

• [1] PCM（采样）：https://en.wikipedia.org/wiki/Pulse-code_modulation
• [2] WAV（编码）：https://en.wikipedia.org/wiki/WAV

- Damien