Raspberry Pi 4B で、ウェイクワードエンジン Porcupine を試す

Porcupine by Picovoice

高精度かつ軽量なウェイクワードエンジンで知られている「Porcupine」、オフラインで動くようだし、完全オープンソースで知られている「Vosk」より、反応が速そうなので試してみました。

無料登録して、月１回ウェイクワードの登録ができるようです。

以下、その記録です。

Raspberry Pi 4B での操作

Raspberry Pi 4Bでは、SDカードに、Raspberry Pi OS Lite (64-bit) を入れて、USBにマイク、GPIOにスピーカーをつないでおります。

python3はインストールされているけど、pipはインストールされていなかったので、そのインストールも一緒に行っています。

// アップデートが可能なパッケージのリストを更新
sudo apt update

sudo apt install python3-pip

// pyAudioを使うため、PortAudio をソースからビルド
sudo apt install git autoconf libasound2-dev
git clone https://github.com/PortAudio/portaudio.git
cd portaudio
./configure
make
sudo make install

// その他の必要なものもインストール
sudo apt install libportaudio2 libportaudio-dev
sudo apt install python3-full python3-venv

// 仮想環境の設定
python3 -m venv ~/venv
source ~/venv/bin/activate
pip install pyaudio

// マイクのレートが違う場合に必要
pip install numpy
pip install scipy

　

PortAudio ライブラリパスをOSに通す必要があるので、仮想環境の「~/venv/bin/activate」を編集して、ファイルの末尾に以下を追加。

export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/lib:$LD_LIBRARY_PATH

続いて、Picovoice サイトに移動します。

　

Picovoice サイトで新規登録＆「Wake Word」作成

「Picovoice」にアクセスして、アカウントを作成します。

　

LANGUAGEを日本語にしたため、日本語モデルをダウンロード。

wget https://github.com/Picovoice/porcupine/raw/refs/heads/master/lib/common/porcupine_params_ja.pv

　

Pythonファイルの作成

以下の内容のPythonファイル（test.py）を作成。ちなみに、使用しているUSBマイクが、44100Hz固定のため、変換処理を行っています。

import struct
import pyaudio
import pvporcupine
import numpy as np
import scipy.signal

# porcupineの生成
access_key = "＜AccessKey＞"  # アクセスキー
keyword_paths = ["/home/～/～.ppn"]  # ← ダウンロードした .ppn ファイルのパス
porcupine = pvporcupine.create(
    access_key=access_key,
    keyword_paths=keyword_paths,
    model_path="/home/～/porcupine_params_ja.pv" # ダウンロードした日本語モデルのパス
)

# オーディオストリームの生成
pa = pyaudio.PyAudio()

# マイクが対応しているレート（例: 44100Hz）で録音
mic_rate = 44100
mic_frame_length = int(porcupine.frame_length * mic_rate / porcupine.sample_rate)

audio_stream = pa.open(
    #rate=porcupine.sample_rate,
    rate=mic_rate,
    channels=1,
    format=pyaudio.paInt16,
    input=True,
    #input_device_index=1,  # ← USBマイクのインデックス
    #frames_per_buffer=porcupine.frame_length
    frames_per_buffer=mic_frame_length
)

print("ウェイクワード検出を開始します...")

try:
    while True:
        # 録音（44100Hz）
        pcm_bytes = audio_stream.read(mic_frame_length, exception_on_overflow=False)
        pcm = np.frombuffer(pcm_bytes, dtype=np.int16)

        # ダウンサンプリング（→16000Hz）
        pcm_downsampled = scipy.signal.resample(pcm, porcupine.frame_length)
        pcm_downsampled = pcm_downsampled.astype(np.int16)

        # Porcupine に渡す
        result = porcupine.process(pcm_downsampled)
        if result >= 0:
            print("ウェイクワード検出！")
except KeyboardInterrupt:
    print("終了します")
finally:
    audio_stream.stop_stream()
    audio_stream.close()
    pa.terminate()
    porcupine.delete()

　

以下のコードで上手く動いたら成功！

python3 test.py

　

仮想環境の操作

いつのまにやら、pythonを使う場合に仮想環境が必要になったので、以下の２つのコマンドを覚えておくと良さそうです。

//仮想環境終了
deactivate

//仮想環境開始
source ~/venv/bin/activate

参考URL

• ウェイクワードエンジン Porcupine の使い方