Sipeed MAix Bit with MIC MaixPy で マイクのお試し #2

1. 最初は、やはり、Sipeed MAix Bit 側の python script です。

audio = rx.record(sample_points)
で取り込んだデータの前半 16bit 部分だけを、バイナリーのまま、
UART1 で送信します。
1CHUNK( 16bit * Sample Point) + \r\n のバイナリデータとなります。

# MIC_test3.py - By: nishi - 日 3 8 2020 # https://maixpy.sipeed.com/en/libs/Maix/fft.html # from Maix import GPIO from Maix import I2S import lcd from machine import UART import ubinascii from fpioa_manager import fm lcd.init() fm.register(8,fm.fpioa.GPIO0) wifi_en=GPIO(GPIO.GPIO0,GPIO.OUT) wifi_en.value(0) fm.register(20,fm.fpioa.I2S0_IN_D0) fm.register(19,fm.fpioa.I2S0_WS) fm.register(18,fm.fpioa.I2S0_SCLK) fm.register (board_info.PIN15, fm.fpioa.UART1_TX) fm.register (board_info.PIN17, fm.fpioa.UART1_RX) rx = I2S(I2S.DEVICE_0) rx.channel_config(rx.CHANNEL_0, rx.RECEIVER, align_mode = I2S.STANDARD_MODE) #sample_rate = 8000 #sample_rate = 16000 sample_rate = 38640 #sample_rate = 44100 rx.set_sample_rate(sample_rate) sample_points = 1024 #sample_points = 512 #sample_points = 256 #print('MIC_test3.p #1\n') #Speed = 460800 #Speed = 921600 Speed = 921600*2 uartx = UART(UART.UART1, Speed, 8, None, 1, timeout = 1000, read_buf_len = 4096) b = bytearray(sample_points*2) while True: audio = rx.record(sample_points) #print(audio) x=audio.to_bytes() l= len(x) #print(l) if l == sample_points*4: for dt in range(sample_points): p=dt*4 j=dt*2 b[j]=x[p] b[j+1]=x[p+1] m=uartx.write(b) m=uartx.write("\r\n")

2. PC 側の python script です。

アルゴリズムは、先に記述したような、簡単な処理です。

1) 取り敢えず、line = ser.read(CHUNK*2+2) で固定長のデータを受信します。
末尾に、 \r\n が正しく付いていれば、
output = stream.write(line[:CHUNK*2])
で、 \r\n を除いて、pyaudio.PyAudio() のStream へ出力します。

2) 末尾に \r\n が付いていなければ、
line = ser.readline() で、次の \r\n 迄読み飛ばします。

# -*- coding: utf-8 -*- ''' k210-mic2.py K210 の内臓マイクから音を拾って、Serial 通信で、PC側で受信して、 スピーカーに音を出してみます。 https://teratail.com/questions/127864 https://www.sejuku.net/blog/69511 ''' import pyaudio import serial import binascii CHUNK=1024 #CHUNK=2**11 #CHUNK=512 #CHUNK=256 #CHUNK=2**12 #RATE=44100 RATE=38640 #RATE=16000 #RATE=8000 p=pyaudio.PyAudio() stream=p.open(format = pyaudio.paInt16, channels = 1, rate = RATE, frames_per_buffer = CHUNK, input = False, output = True) #Speed = 460800 #Speed = 921600 Speed = 921600*2 #ser = serial.Serial('COM7',Speed,timeout=None) ser = serial.Serial('COM7',Speed,timeout=1000) ser.reset_input_buffer() sync=True while stream.is_active(): #line = ser.readline().strip() if sync == True: line = ser.read(CHUNK*2+2) else: line = ser.readline() sync = True continue lng = len(line) #print('lng=',lng) if lng == CHUNK*2+2 : if line[CHUNK*2:] != b'\r\n' : print(line[CHUNK*2:]) sync=False continue #print('len(line[:CHUNK*2])=',len(line[:CHUNK*2])) output = stream.write(line[:CHUNK*2]) else: print('lng=',lng) stream.stop_stream() stream.close() p.terminate() print("Stop Streaming")

結果は、と言えば、
PC から出てくる音は、あまり変わりません。残念です。
但し、Baud Rate=921600*2 でも OK の様です。

注) K210 のドキュメントには、 5M 迄　OK とあった気がしますが。

あと、収穫は、データが固定長であれば、Serial 通信でも簡単に、バイナリーデータが
送受信できる事がわかた点か!!

おんちゃんが現役の、大昔は、Serial 通信が頻繁に使われていたから、当時はこんなプログラムを
もしかしたら C言語 で書いていたのかもわかりません。
もう昔の事なので、忘れてしまったのかも。

順番が丸っきり逆になりましたが、転送帯域幅の計算をしてみます。
Sample Rate 38,640 / 44,100  16bit モノラル + Stopビット
  38,640 * (16 +2) = 695,520 [baud rate]
  44,100 * (16 +2) = 793,800 [baud rate]
上記に、1CHUNK に付き、\r\n の16 + 2 bit が必要なので
  38,640 -> 695,520 + 38,640 / 512 * 18 = 695,520 + 約 1,368 = 約 696,888 
  44,100 -> 793,800 + 44,100 / 512 * 18 = 793,800 + 約 1,566 = 約 795,366 
今の UART1 の Baud Rate
  921,600 * 2 = 1,843,200 [baud rate]

なので、十分足りている計算になります。
と言う事は、プログラムがバグっているか、Python では、オーバーヘッドがあり過ぎなのか?
となります。

PC(受けて)側で、受信データの実測をしてみました。
55,296 [Byte] ～ 53,248 [Byte] になりました。
この速度で、正常に扱える Sample Rate は、
16,000 * 2 = 32,000 [Byte]
なので、 Sample Rate=16,000 にして試してみましたが、
どうやら、 PC 側で頻繁にデータ抜けが生じているみたいです。
これを解決しないと、Sample Rate: 16KHz でも、まともな音は出そうにありません。