Pythonで音声録音・再生ができるPyAudioのインストール

「Pythonで音声録音・再生を行いたい」
このような場合、PyAudioがその選択肢になります。

この記事では、PyAudioに関して説明していきます。
インストールして、実際に音声を再生するまでを説明します。

本記事の内容

PyAudioとは？
PyAudioのシステム要件
PyAudioのインストール
PyAudioの動作確認

それでは、上記に沿って解説していきます。

PyAudioとは？

PyAudioとは、PortAudioのPythonバインディングのことです。

PortAudioはクロスプラットフォーム対応のオーディオI/Oライブラリです。
また、PortAudioはC言語で開発されています。

そのため、PythonからPortAudioへ直接アクセスができません。
そこで、PyAudioの出番となります。

PyAudioを使えば、PythonからPortAudioにアクセスできます。

以上、PyAudioについての説明を行いました。
次は、PyAudioのシステム要件を確認します。

PyAudioのシステム要件

現時点（2021年8月）でのPyAudioの最新バージョンは、0.2.11となります。
この最新バージョンは、2017年3月19日にリリースされています。

結構前の話になりますね。
かれこれ4年以上は、更新されていないようです。

サポートOSに関しては、以下を含むクロスプラットフォーム対応です。

Windows
macOS
Linux

サポート対象となるのは、以下のバージョンです。

Python 2.7
Python 3.4
Python 3.5
Python 3.6

そりゃ、Pythonのバージョンもこうなりますよね。
なお、Pythonの公式開発サイクルは以下。

バージョン	リリース日	サポート期限
3.6	2016年12月23日	2021年12月
3.7	2018年6月27日	2023年6月
3.8	2019年10月14日	2024年10月
3.9	2020年10月5日	2025年10月

PyAudioの最後の更新時には、まだPython 3.7がリリースされていません。
ただし、Python 3.6が対応していれば、それ以降も問題なく動くことが多いです。

ここまで、OSとPythonについて見てきました。
これらだけなら、大抵の環境で動くはずです。

しかし、PyAudioはそうではありません。
特にWindows 10においては、動かない可能性が高いです。
というより、インストールの時点で失敗します。

インストール時のコンパイルにおいて、エラーが出るのです。
Cのコンパイラを利用して、PortAudioにアクセスするためのバイナリを作るのでしょう。

では、Windows 10の場合はPyAudioを諦めないといけないのでしょうか？
いや、そこはオープンソースの世界です。

有志の方が、ちゃんと用意してくれています。
それを頼りましょう。

以上、PyAudioのシステム要件の説明でした。
次は、PyAudioのインストールを行います。

PyAudioのインストール

PyAudioのインストールは、次の処理に分けて説明します。

PyAudioパッケージのダウンロード
PyAudioパッケージのインストール

それぞれを下記で説明します。

PyAudioパッケージのダウンロード

ダウンロードページ
https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pyaudio

野良ページ（非公式）です。
カリフォルニア大学アーバイン校のChristoph Gohlke氏によるページとなります。

Gohlke氏は、多くのパッケージ（ビルド済み）を公開してくれています。
メンテナンスが行き届いていて、非常にありがたいです。

PyAudioのように、コンパイルを要するパッケージが多く公開されています。
コンパイルが必要だと、 Windows環境では何かとエラーが多いのでしょう。

そして、上記ページにアクセスすると、次のような表示を確認できます。

Python 3.7以降も用意してくれています。
ここから、各自の利用している環境にあったモノを選択します。
環境とは、具体的には以下となります。

Pythonのバージョン
アーキテクチャー（32bit or 64bit）

検証した環境は、以下の値となります。

Python	3.9.6	cp39
アーキテクチャー	62bit	amd64

よって、上記の環境であれば、次のファイルを選択することになります。

PyAudio‑0.2.11‑cp39‑cp39‑win_amd64.whl

では、該当するファイルをクリックしてダウンロードします。
ダウンロードは、すぐに終わります。

PyAudioパッケージのインストール

まずは、現状のインストール済みパッケージを確認しておきます。

>pip list
Package    Version
---------- -------
pip        21.2.1
setuptools 57.4.0

次にするべきことは、pipとsetuptoolsの更新です。
pipコマンドを使う場合、常に以下のコマンドを実行しておきましょう。

python -m pip install --upgrade pip setuptools

では、PyAudioのインストールです。
PyAudioのインストールは、以下のコマンドとなります。

pip install ダウンロードしたファイル

今回の場合だと、以下。

pip install PyAudio-0.2.11-cp39-cp39-win_amd64.whl

インストールは、一瞬で終わります。
では、どんなパッケージがインストールされたのかを確認しましょう。

>pip list
Package    Version
---------- -------
pip        21.2.1
PyAudio    0.2.11
setuptools 57.4.0

他のパッケージに依存していないようです。
このことにより、PyAudioは既存の環境に導入しやすいと言えます。
ただし、コンパイルの件はクリアしないとダメでしょうけどね。

以上、PyAudioのインストールの説明でした。
最後に、PyAudioのインストールの動作確認を行います。

PyAudioの動作確認

PyAudioの動作確認を行います。
音声を再生するサンプルとなります。

import pyaudio
import wave

FILE_PATH = "test.wav"
CHUNK = 1024

wf = wave.open(FILE_PATH, 'rb')

# instantiate PyAudio (1)
p = pyaudio.PyAudio()

# open stream (2)
stream = p.open(format=p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
                channels=wf.getnchannels(),
                rate=wf.getframerate(),
                output=True)

# read data
data = wf.readframes(CHUNK)

# play stream (3)
while len(data) > 0:
    stream.write(data)
    data = wf.readframes(CHUNK)

# stop stream (4)
stream.stop_stream()
stream.close()

# close PyAudio (5)
p.terminate()

注意すべき点は、以下。