### 实现语音录制并绘制波形图 为了完成这一目标，Python 提供了多种库来简化此过程。PyAudio 是一个非常适合用来处理音频流的库，而 Matplotlib 则是一个强大的绘图库，能够轻松创建高质量的图形表示。 #### 安装所需库 首先需要安装必要的 Python 库： ```bash pip install pyaudio matplotlib numpy ``` 这些包分别负责音频捕获、数据可视化和数值操作[^1]。 #### 录制音频片段 下面是一段简单的代码示例，展示了如何使用 PyAudio 来录制一段固定长度的声音样本，并保存到文件中。 ```python import pyaudio import wave CHUNK = 1024 FORMAT = pyaudio.paInt16 CHANNELS = 1 RATE = 44100 RECORD_SECONDS = 5 WAVE_OUTPUT_FILENAME = "output.wav" p = pyaudio.PyAudio() stream = p.open(format=FORMAT, channels=CHANNELS, rate=RATE, input=True, frames_per_buffer=CHUNK) print("开始录音...") frames = [] for i in range(0, int(RATE / CHUNK * RECORD_SECONDS)): data = stream.read(CHUNK) frames.append(data) print("结束录音.") stream.stop_stream() stream.close() p.terminate() wf = wave.open(WAVE_OUTPUT_FILENAME, 'wb') wf.setnchannels(CHANNELS) wf.setsampwidth(p.get_sample_size(FORMAT)) wf.setframerate(RATE) wf.writeframes(b''.join(frames)) wf.close() ``` 这段脚本会打开麦克风输入通道，在指定时间内采集声音数据，并最终将结果存储在一个 WAV 文件里[^3]。 #### 绘制音频波形 接着可以通过读取刚刚生成的 `.wav` 文件，并借助 NumPy 和 Matplotlib 将其转换成可视化的波形图表。 ```python import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt from scipy.io import wavfile # 加载 .wav 文件 samplerate, data = wavfile.read('output.wav') time = np.arange(len(data)) / samplerate plt.figure(figsize=(10, 4)) plt.plot(time, data, label="Waveform", color='blue', linewidth=0.8) plt.title('音频波形图') plt.xlabel('时间 (秒)') plt.ylabel('振幅') plt.grid(True) plt.show() ``` 上述代码先是从之前保存下来的音频文件中提取采样率和原始 PCM 数据；之后根据采样率计算出对应的时间轴坐标；最后调用 `matplotlib` 函数画出了完整的波形曲线。