有哪些方法可以改进我用 Python 编写的节拍器？答案

【问题标题】：What are the ways to improve my metronome written in Python?有哪些方法可以改进我用 Python 编写的节拍器？
【发布时间】：2023-03-25 12:35:01
【问题描述】：

我正在尝试使用 librosa 和 sounddevice 编写一个基于 python 的节拍器，但我遇到了一些准确性问题。代码如下：

from time import sleep, perf_counter
import librosa
import sounddevice as sd

    bpm = 200
    delay = 60/bpm
    tone = librosa.tone(440, sr=22050, length=1000)
    
    try:
        while True:
            sd.play(tone, 22050)
            sleep(delay)
    except KeyboardInterrupt:
        pass

首先，正常工作的节拍器的上限似乎在 180bpm 左右 - 如果您将 bpm 设置为高于 200bpm，则不会产生声音。在较慢的节奏中，我可以听到节拍器与咔嗒声之间的间距不太一致。我已经运行了the script from this topic，与此答案的作者相比，我的结果相当糟糕（它使用“旧的单核 32 位 2GHz 机器”来对抗我的六核 3.9GHz 64 位 Windows 运行）：

150.0 bpm
+0.007575200
+0.006221200
-0.012907700
+0.001935400
+0.002982700
+0.006840000
-0.009625400
+0.003260200
+0.005553100
+0.000668100
-0.010895100
+0.017142500
-0.012933300
+0.001465200
+0.004203100
+0.004769100
-0.012183100
+0.002174500
+0.002301000
-0.001611100

所以我想知道我的节拍器问题是否与这些糟糕的结果有关，以及我能做些什么来解决它。我遇到的第二个问题是节拍器关闭的方式 - 我希望它一直运行到用户输入特定按钮的点，或者在我的情况下（无 GUI）从键盘输入特定值 -让我们说空格键。所以你现在可以看到它只适用于 ctrl + c，但我不知道如何用指定的键实现中断。

【问题讨论】：

您应该创建一个回调函数并使用传入的值time.outputBufferDacTime 来计算何时将“点击”声音写入输出缓冲区。这样计时会非常准确。

标签： python audio metronome

【解决方案1】：

在 Mac 上运行您的代码，时间不一致很明显，但速度与设定的 bpm 相差很大。

这主要是因为sleep() 不是那么准确，还因为您必须考虑自上次事件以来经过的时间。例如拨打sd.play()需要多少时间

我不知道您在哪个操作系统上运行了此程序，但大多数操作系统都有一个用于精确回调的特殊计时器（例如 Windows 上的多媒体计时器）。如果您不想要特定于平台的解决方案来改善时间，您可以在sleep() 上进行“忙等待”。为此，您可以延迟睡眠，然后进入一个循环，不断检查经过的时间。

lastTime = perf_counter()
while True:
    currentTime = perf_counter()
    delta = abs(lastTime - currentTime)
    sleep(delay / 2.0)

    while True:
        currentTime = perf_counter()
        if (currentTime - lastTime >= delay):
            sd.play(tone, 22050)
            lastTime = currentTime
            break

不是一个完美的解决方案，但它会让你更接近。

您可以进一步优化用于睡眠以承担 CPU 负载的延迟比例。

【讨论】：