用c语言实调用电脑麦克风，录制一段音频

由于语音识别需要用到麦克风录制音频，以下提供一份简单的C语言代码用于录制音频。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <alsa/asoundlib.h>

#define PCM_DEVICE "default"

int main(int argc, char **argv)
{
    int rc;
    snd_pcm_t *pcm_handle;
    snd_pcm_hw_params_t *params;
    unsigned int sample_rate = 44100;
    unsigned int channels = 2;
    unsigned int buffer_time = 500000; // 500ms
    unsigned int period_time = 100000; // 100ms
    unsigned int buffer_size, period_size;
    char *buffer;
    int fd;

    fd = open("output.raw", O_CREAT | O_WRONLY | O_TRUNC, 0644);
    if (fd == -1) {
        fprintf(stderr, "Error: open() failed: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_open(&pcm_handle, PCM_DEVICE, SND_PCM_STREAM_CAPTURE, 0);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_open() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    snd_pcm_hw_params_alloca(&params);
    rc = snd_pcm_hw_params_any(pcm_handle, params);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_any() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params_set_access(pcm_handle, params, SND_PCM_ACCESS_RW_INTERLEAVED);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_set_access() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params_set_format(pcm_handle, params, SND_PCM_FORMAT_S16_LE);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_set_format() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params_set_channels(pcm_handle, params, channels);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_set_channels() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params_set_rate_near(pcm_handle, params, &sample_rate, 0);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_set_rate_near() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params_set_buffer_time_near(pcm_handle, params, &buffer_time, 0);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_set_buffer_time_near() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params_set_period_time_near(pcm_handle, params, &period_time, 0);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params_set_period_time_near() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    rc = snd_pcm_hw_params(pcm_handle, params);
    if (rc < 0) {
        fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_hw_params() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        return -1;
    }

    snd_pcm_hw_params_get_buffer_size(params, &buffer_size);
    snd_pcm_hw_params_get_period_size(params, &period_size, NULL);

    buffer = malloc(buffer_size);
    if (!buffer) {
        fprintf(stderr, "Error: malloc() failed: %s\n", strerror(errno));
        return -1;
    }

    while (1) {
        rc = snd_pcm_readi(pcm_handle, buffer, period_size);
        if (rc == -EPIPE) {
            fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_readi() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
            snd_pcm_prepare(pcm_handle);
        } else if (rc < 0) {
            fprintf(stderr, "Error: snd_pcm_readi() failed: %s\n", snd_strerror(rc));
        } else if (rc != period_size) {
            fprintf(stderr, "Error: short read, expected %d frames, got %d\n", period_size, rc);
        } else {
            write(fd, buffer, buffer_size);
        }
    }

    free(buffer);
    close(fd);
    snd_pcm_close(pcm_handle);

    return 0;
}

这段代码使用 ALSA（Advanced Linux Sound Architecture）库来调用电脑的麦克风进行音频录制。录制的音频数据将保存在一个名为 `output.raw` 的文件中。录制的音频数据格式为 16 位有符号整数的 PCM 格式，采样率为 44100 Hz，声道数为 2（立体声）。录制的音频数据以周期（period）的方式进行读取和保存，每个周期的长度为 100 毫秒，缓冲区的长度为 500 毫秒。由于录制的音频数据是以二进制形式保存到文件中的，因此在使用之前需要进行解码。这里提供一个简单的 Python 代码用于解码：

import numpy as np

with open('output.raw', 'rb') as f:
    data = f.read()

samples = np.frombuffer(data, dtype=np.int16)

这段代码使用 NumPy 库来将二进制数据解码为整数数组。解码后的数组 `samples` 中每个元素代表一个采样值，采样值的范围为 [-32768, 32767]，表示声音的振幅。如果要将采样值转换为音频信号的幅度，可以使用下面的代码：

amplitude = samples / 32768.0

这段代码将采样值除以 32768，得到的结果即为音频信号的幅度，取值范围为 [-1.0, 1.0]。如果要将音频信号保存为 WAV 格式，可以使用下面的代码：

import wave

with wave.open('output.wav', 'wb') as f:
    f.setnchannels(2)
    f.setsampwidth(2)
    f.setframerate(44100)
    f.writeframes(samples.tobytes())

这段代码使用 Python 标准库中的 wave 模块将音频信号保存为 WAV 格式。保存的 WAV 文件中采样率为 44100 Hz，声道数为 2（立体声），采样深度为 16 位。