Ubuntu音频设备检测

Linux Audio Stack

早期使用OSS（开放声音系统, Open Sound System），随后ALSA （高级Linux声音体系，Advanced Linux Sound Architecture）代替了OSS。鉴于ALSA无法共用设备，现代多数Ubuntu Desktop发行版底层使用ALSA，将Pulse Audio作为管理音频的服务来共享音频设备，APP通过Pulse Audio API使用设备。

http://pc-freak.net/images/how-to-boost-increase-sound-in-linux-audio-stack-illustrated.png

查看音频设备

ALSA提供了一个alsa-utils包，其含有arecord、aplay等工具来查看音频设备信息。

首先，查看系统的音频设备。如下，可以看到当前有两张卡：

• 0: 系统自带的HDA Intel PCH声卡

• 1: 外接的USB Camera-B4.09.24.1（PS3 EYE摄像头和麦克风阵列）

  $ cat /proc/asound/cards
  0 [PCH            ]: HDA-Intel - HDA Intel PCH
                    HDA Intel PCH at 0xdf120000 irq 126
  1 [CameraB409241  ]: USB-Audio - USB Camera-B4.09.24.1
                    USB Camera-B4.09.24.1 at usb-0000:00:14.0-6, high speed
  

查看音频输入

通过arecord命令可以看到，当前有两张音频输入卡，说明两张音频设备都有麦克风输入功能：

• card 0: 系统自带的HDA Intel PCH声卡

• card 1: 外接的USB Camera-B4.09.24.1（PS3 EYE摄像头和麦克风阵列）

  $ arecord -l
  **** List of CAPTURE Hardware Devices ****
  card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 0: ALC662 rev3 Analog [ALC662 rev3 Analog]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
  card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 2: ALC662 rev3 Alt Analog [ALC662 rev3 Alt Analog]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
  card 1: CameraB409241 [USB Camera-B4.09.24.1], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
  

查看音频输出

通过aplay命令可以看到，当前只有一张音频输出卡（card 0），说明另一张音频设备USB Camera-B4.09.24.1不带有音频输出功能。

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 0: ALC662 rev3 Analog [ALC662 rev3 Analog]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 3: HDMI 0 [HDMI 0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 7: HDMI 1 [HDMI 1]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 8: HDMI 2 [HDMI 2]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 9: HDMI 3 [HDMI 3]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 10: HDMI 4 [HDMI 4]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

检测音频设备-使用alsa-utils

这里使用alsa-utils的工具来检测音频设备。

检测音频输出

可以使用speaker-test或aplay。

• 使用speaker-test测试默认音频输出（alsa-utils安装包已包含测试用的几个短wav音频），其默认使用的输出设备可能通过aplay -L查看

  $ aplay -L                            
  default
    Playback/recording through the PulseAudio sound server
  null
    Discard all samples (playback) or generate zero samples (capture)
  pulse
    PulseAudio Sound Server
  sysdefault:CARD=PCH
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    Default Audio Device
  front:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    Front speakers
  surround21:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    2.1 Surround output to Front and Subwoofer speakers
  surround40:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    4.0 Surround output to Front and Rear speakers
  surround41:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    4.1 Surround output to Front, Rear and Subwoofer speakers
  surround50:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    5.0 Surround output to Front, Center and Rear speakers
  surround51:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    5.1 Surround output to Front, Center, Rear and Subwoofer speakers
  surround71:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    7.1 Surround output to Front, Center, Side, Rear and Woofer speakers
  hdmi:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, HDMI 0
    HDMI Audio Output
  dmix:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    Direct sample mixing device
  dsnoop:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    Direct sample snooping device
  hw:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    Direct hardware device without any conversions
  plughw:CARD=PCH,DEV=0
    HDA Intel PCH, ALC662 rev3 Analog
    Hardware device with all software conversions
  

• 使用aplay指定测试音频来测试，例如

  aplay test.wav -D plughw:CARD=PCH,DEV=0
  

检测音频输入

使用arecord录制音频输入

• -f 表示音频格式。cd (16 bit little endian, 44100, stereo)

• -d 录制几秒

• -c 几个通道，如录制4个麦的麦克风阵列：-c 4

• -D 使用ALSA的哪个设备：-D hw:1,0表示使用card 0下的device 0设备

  arecord -f cd -d 5 -c 4 -D hw:1,0 > a.pcm
  

使用aplay测试

aplay a.pcm

检测音频设备-使用pavucontrol

PulseAudio提供一个GUI的工具pavucontrol(PulseAudio Volume Control)来配置与控制音频设备。

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检测声卡支持的最高输入采样频率

要录制指定采样频率、采样位宽的音频，需要声卡设备与其驱动都支持。下文说明如何检测Linux驱动所加载的音频设备当前能录制的最高采样频率。

arecord

列出系统当前所加载的音频输入设备。如下，card 0是Intel集成声卡，card 1是一个USB麦克风：

$ arecord -l
**** List of CAPTURE Hardware Devices ****
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 0: ALC662 rev3 Analog [ALC662 rev3 Analog]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: PCH [HDA Intel PCH], device 2: ALC662 rev3 Alt Analog [ALC662 rev3 Alt Analog]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: CameraB409241 [USB Camera-B4.09.24.1], device 0: USB Audio [USB Audio]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

这里拿card 1的device 0做测试，命令中使用一个比较高的，如-r 60000：

$ arecord -f S16_LE -r 60000 -D hw:1,0 -d 5 test.wav
Recording WAVE 'test.wav' : Signed 16 bit Little Endian, Rate 60000 Hz, Stereo
Warning: rate is not accurate (requested = 60000Hz, got = 16000Hz)
         please, try the plug plugin (-Dplug:hw:0,0)
Aborted by signal Interrupt...

如上，命令中断，并提示所指定的设备只支持最高16000Hz的采样率。

Audacity

通过Audacity查看录制音频的Spectrogram(Audio Track -> Spectrogram)，可以检测所录音频的采样率。

在Audacity中配置使用高采样率录制音频（如48000Hz），然后查看音频的Spectrogram。如下，可以看到音频高于8k区域的能量为0，说明音频录制的采样率只有16k。

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Ref

http://www.voxforge.org/home/docs/faq/faq/linux-how-to-determine-your-audio-cards-or-usb-mics-maximum-sampling-rate