[gelöst] ALSA: Mikrofoneingang in Ausgabestream mixen

[Dogge]

Ich wurde gebeten auf dem heimischen Mediacenter Karaoke einzurichten und habe auch ein Kodi-PlugIn gefunden, aber nach allem was ich so lese wurde wohl der Mikrofonsupport aus Kodi entfernt. Ist es möglich mit ALSA einen input stream (Ich möchte mir ein USB-Mikrofon zulegen) mit dem Kodi output zu mixen?

Infos zum System: Es ist ein RaspBerry Pi 3 mit der Multimedia-Distribution OSMC. Dabei handelt es sich um ein Debian Buster mit einigen Paketen aus dem OSMC-Repo:

Code: Alles auswählen

ii  armv7-bluez-osmc                     5.43-6                              armhf        bluez for OSMC
ii  armv7-bluezalsa-osmc                 3.1.0-7                             armhf        Bluetooth audio streaming for OSMC                                                                                                                  
ii  armv7-connman-osmc                   1.3.6-3                             armhf        connman for OSMC
ii  armv7-diskmount-osmc                 1.5.7                               armhf        Disk automounting for OSMC using udisks with standby support                                                                                        
ii  armv7-eventlircd-osmc                1.4.6                               armhf        eventlircd for OSMC
ii  armv7-irqbalance-osmc                1.0.8-8                             armhf        irqbalance for OSMC
ii  armv7-libbluray-osmc                 1.2.0-4                             armhf        libbluray library for OSMC
ii  armv7-librtmp-osmc                   2.4.0-12                            armhf        librtmp library
ii  armv7-libshairplay-osmc              0.1.9                               armhf        libshairplay package
ii  armv7-libsqlite-osmc                 3.28.0-3                            armhf        libsqlite optimised for Kodi
ii  armv7-lirc-osmc                      0.9.4-6                             armhf        lirc for osmc
ii  armv7-network-osmc                   1.9.4                               armhf        Network support for OSMC
ii  armv7-remote-osmc                    1.2.4                               armhf        Remote support for OSMC, achieved with lirc and eventlircd                                                                                          
ii  armv7-splash-osmc                    1.3.7                               armhf        Splash screen implementation for OSMC using ply-lite                                                                                                
ii  armv7-tvheadend-app-osmc             4.2.8-5                             armhf        TVHeadend for OSMC
ii  armv7-udisks-glue-osmc               1.3.5-11                            armhf        udisks for OSMC
ii  armv7-udisks-osmc                    1.0.5-12                            armhf        udisks for OSMC
ii  base-files-osmc                      3.1.0                               all          modified base-files for OSMC system                                                                                                                 
ii  dvb-firmware-osmc                    1.0.4                               all          DVB firmware (proprietary) for OSMC                                                                                                                 
ii  mediacenter-addon-osmc               3.0.739                             all          OSMC addon for mediacenter
ii  mediacenter-eventclients-common-osmc 1.0.4                               all          Eventclient common resources for mediacenter                                                                                                        
ii  mediacenter-send-osmc                1.0.0-6                             all          Eventclient send for mediacenter                                                                                                                    
ii  mediacenter-skin-osmc                19.1.1-8                            all          OSMC skin for mediacenter
ii  niceprioritypolicy-osmc              1.0.3                               all          Configures /etc/security/limits.d to allow NICE value to be changed                                                                                 
ii  perftune-osmc                        1.2.9                               all          Performance tuning tweaks for OSMC                                                                                                                  
ii  rbp-bootloader-osmc                  4.1.0-3                             armhf        Raspberry Pi Bootloader components                                                                                                                  
ii  rbp-userland-osmc                    3.8.0-1                             armhf        Raspberry Pi userland package
ii  rbp2-armmem-osmc                     1.0.0-12                            armhf        ARM accelerated functions of string.h                                                                                                               
ii  rbp2-device-osmc                     1.5.7                               armhf        Raspberry Pi 2 metapackage
ii  rbp2-ftr-osmc                        1.5.9                               armhf        First-time-run scripts for OSMC                                                                                                                     
ii  rbp2-image-5.10.32-2-osmc            5.10.32-2-osmc                      armhf        Linux OSMC kernel
ii  rbp2-image-5.10.78-2-osmc            5.10.78-2-osmc                      armhf        Linux OSMC kernel
ii  rbp2-kernel-osmc                     3.9.221                             armhf        Kernel meta package bringing in the latest OSMC kernel for this device                                                                              
ii  rbp2-libcec-osmc                     6.0.2-3                             armhf        libcec
ii  rbp2-mediacenter-osmc                19.3.0-10                           armhf        Media Center package for OSMC
ii  rbp2-mesa-osmc                       20.2.0-2                            armhf        MESA graphical libraries for OSMC                                                                                                                   
ii  ssh-app-osmc                         1.2.4                               all          SSH server for OSMC with prepopulated configuration 

Code: Alles auswählen

uname -a
Linux tv 5.10.78-2-osmc #1 SMP PREEMPT Wed Nov 17 03:44:59 UTC 2021 armv7l GNU/Linux

Code: Alles auswählen

cat /etc/debian_version 
10.11

[smutbert]

Pulseaudio ist also vermutlich nicht im Spiel?

Bei Kodi erfolgt die Audioausgabe oft direkt über das Audioausgabegerät von ALSA, mit dem Vorteil, dass Kodi so über digitale Schnittstellen komprimierte Mehrkanalaudiodatenströme ausgeben kann (das wird meist passsthrough oä genannt) und dem Nachteil, dass kein anderes Programm gleichzeitig Audioausgaben machen kann. Ich kenne Kodi nicht besonders gut und weiß nicht wie das bei OSMC üblich ist oder wie du es konfiguriert hast.

Gibt es in den Einstellungen unter Audio einen Punkt "Audio output device" oder so und wenn ja, was ist dort bei dir eingetragen?

[pferdefreund]

Für sowas einfach jack und jackeq das nen Mixer beinhaltet, verwenden. Einarbeiten dauert ein wenig aber dann... Zusätzlich noch qjackctl für die Steuerung von jackd und patchage für die virtuelle Verdrahtung und ab geht die Post. Und mit einer virtuellen Siundkarte und die dann als default eingerichtet laufen alle anderen, die nicht jack können auch. Ist auf der homepage von jack alles mit beispielen dokumentiert. Einfach genial. Brauchst halt für die virtuelle Karte ne eigene .asoundrc.

[Dogge]

Es wird kein pulseaudio/jack o.ä. genutzt. Kodi nutzt ALSA direkt, weshalb ich das auch gerne direkt mit ALSA lösen würde statt das System auf pulse/jack umzustellen und mir dann vielleicht wieder andere Probleme einzuhandeln.
Passthrough habe ich deaktiviert und Stereo als Ausgabe gesetzt, da am Ende eh ein reiner Stereoverstärker hängt, der keinerlei 5.1 o.ä. kann.

Nach etwas weiterer Recherche habe ich eine ungefähre Vorstellung, dass ich mit ALSA loopbacks irgendwas bauen könnte, aber eine konkrete Idee _wie_ habe ich leider noch nicht.

[smutbert]

Du brauchst gar nicht unbedingt eine Loopbacksoundkarte. Es genügt ja den Ton vom Mikrofon aufzunehmen und direkt wieder abzuspielen.

Der Fallstrick bleibt imho das Abspielen. Es genügt nicht, dass passthrough deaktiviert ist, die Ausgabe von Kodi muss über das dmix-Plugin von Alsa laufen, damit ein anderes Programm gleichzeitig das Signal vom Mikrofon abspielen kann.
Daher habe ich auch gefragt was genau in Kodi als Ausgabegerät eingestellt ist. Wenn du das nicht verraten willst , bleibt mir als Tipp da sonst nur selbst in der »/etc/asound.conf« oder »~/.asoundrc« ein „Ausgabegerät“ zu definieren, das dmix nutzt und das in kodi einzustellen.

Normalerweise geht es auch einfacher, aber ich kenne kodi zu wenig und OSMC gar nicht. Kann man bei kodi auch selbst etwas (Text) als Eingabegerät eintragen, also z.B. plughw:0 ?


Sobald Kodi eingeeignetes Ausgabegerät nutzt, ist der rest einfach, zB

Code: Alles auswählen

arecord -r 48000 -f S16_LE -c 2 -D X | aplay -r 48000 -f S16_LE -c 2 -D Y

ausführen, wobei X und Y für Mikrofon und Ausgabegerät, jeweils in Alsaschreibweise, stehen.

Alternativ gäbe es in alsa-utils sogar ein eigenes Tool fafür (alsaloop), mit dem ich allerdings keine guten Erfahrungen gemacht habe oder auch ecasound, das meiner Erfahrung nach etwas robuster ist, aber auch leistungsfähiger und komplizierter.

[Dogge]

Du brauchst gar nicht unbedingt eine Loopbacksoundkarte. Es genügt ja den Ton vom Mikrofon aufzunehmen und direkt wieder abzuspielen.

Ich dachte eher an die loopback Funktion von ALSA

Daher habe ich auch gefragt was genau in Kodi als Ausgabegerät eingestellt ist.

Derzeit ist das ALSA-device "vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0" ausgewählt. D.h. das Signal geht über HDMI an den TV und dann über Cinch auf den Verstärker. Ich könnte auch "Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio" auswählen, das wäre dann der USB-DAC, der dann auch über Cinch auf den Verstärker geht.

bleibt mir als Tipp da sonst nur selbst in der »/etc/asound.conf« oder »~/.asoundrc« ein „Ausgabegerät“ zu definieren, das dmix nutzt und das in kodi einzustellen.

Das klingt ja schon nach dem was ich will. Nur müsste halt der Mikrofon-Input automatisch in den Ausgang gepiped werden. Ein Befehl wie

Code: Alles auswählen

arecord -r 48000 -f S16_LE -c 2 -D X | aplay -r 48000 -f S16_LE -c 2 -D Y

ist schön und gut, aber dann funktioniert nach einem reboot wieder nichts, wenn ich nicht da bin um über SSH auf den Pi zu gehen und den Befehl auszuführen. Oder man packt ihn in die rc.local, aber das fände ich irgendwie auch hässlich. Ich hätte gedacht ich kann das irgendwie in eine ALSA config hämmern.

Kann man bei kodi auch selbst etwas (Text) als Eingabegerät eintragen, also z.B. plughw:0 ?

Ich kann gerade nur über das Webinterface schauen weil der TV benutzt wird, da sieht es aus als könnte ich nur aus dem dropdown Menü auswählen.

[smutbert]

Eine Loopback-Soundkarte allein hilft auch nicht weiter. So eine virtuelle Soundkarte könnte man Kodi als eine eigene Soundkarte „anbieten“, aber man müsste dann immer noch den Ton von der virtuellen Soundkarte zur echten transporieren, genau wie vom Mikrofon und würde das wieder mit alsaloop, aplay|arecord, ecasound machen (oder auch jack oder pulseaudio, wobei dann eine Loopbacksoundkarte vollkommen überflüssig wäre).

Aber den Befehl zur Wiedergabe des Signals vom USB-Mikro in irgendeiner Form als Dienst, z.B. mit systemd zu starten, bekommen wir hoffentlich hin.

Auf jeden Fall brauchen wir noch die Bezeichnungen der Soundkarten, also bei angestecktem USB-Mikrofon die Ausgabe von

Code: Alles auswählen

arecord -l

und für die Wiedergabe

Code: Alles auswählen

aplay -l

[Dogge]

So, heute kam auch endlich das Mikrofon an. Hier die Ausgabe von aplay:

Code: Alles auswählen

null
    Discard all samples (playback) or generate zero samples (capture)
btaudio
    Bluetooth Audio
jack
    JACK Audio Connection Kit
pulse
    PulseAudio Sound Server
default:CARD=vc4hdmi
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    Default Audio Device
sysdefault:CARD=vc4hdmi
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    Default Audio Device
hdmi:CARD=vc4hdmi,DEV=0
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    HDMI Audio Output
dmix:CARD=vc4hdmi,DEV=0
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    Direct sample mixing device
dsnoop:CARD=vc4hdmi,DEV=0
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    Direct sample snooping device
hw:CARD=vc4hdmi,DEV=0
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    Direct hardware device without any conversions
plughw:CARD=vc4hdmi,DEV=0
    vc4-hdmi, MAI PCM i2s-hifi-0
    Hardware device with all software conversions
usbstream:CARD=vc4hdmi
    vc4-hdmi
    USB Stream Output
default:CARD=PCM2702
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Default Audio Device
sysdefault:CARD=PCM2702
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Default Audio Device
front:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Front speakers
surround21:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    2.1 Surround output to Front and Subwoofer speakers
surround40:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    4.0 Surround output to Front and Rear speakers
surround41:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    4.1 Surround output to Front, Rear and Subwoofer speakers
surround50:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    5.0 Surround output to Front, Center and Rear speakers
surround51:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    5.1 Surround output to Front, Center, Rear and Subwoofer speakers
surround71:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    7.1 Surround output to Front, Center, Side, Rear and Woofer speakers
iec958:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    IEC958 (S/PDIF) Digital Audio Output
dmix:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Direct sample mixing device
dsnoop:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Direct sample snooping device
hw:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Direct hardware device without any conversions
plughw:CARD=PCM2702,DEV=0
    Burr-Brown Japan PCM2702, USB Audio
    Hardware device with all software conversions
usbstream:CARD=PCM2702
    Burr-Brown Japan PCM2702
    USB Stream Output
usbstream:CARD=Device
    USB Audio Device
    USB Stream Output

und von arecord:

Code: Alles auswählen

arecord -l
**** Liste der Hardware-Geräte (CAPTURE) ****
Karte 2: Device [USB Audio Device], Gerät 0: USB Audio [USB Audio]
  Sub-Geräte: 1/1
  Sub-Gerät #0: subdevice #0

Mittels arecord -r 48000 -f S16_LE -c 1 -D hw:Device | aplay -r 48000 -f S16_LE -c 2 -D hw:PCM2702 kann ich auch den über Verstärker/Lautsprecher hören was ich sage, leider mit einem hohen delay.

[Dogge]

Ok, mit alsaloop -c2 -f S16_LE -S0 -C plughw:2,0 -P hw:1,0 ist das irrsinnig hohe delay weg. Aber das blockiert natürlich die Ausgabe für kodi.

[smutbert]

Das einfachste wäre es, wenn du sowohl für alsaloop wie auch für kodi das Gerät „default“ oder „default:vc4hdmi“ verwenden könntest, weil Alsas Standardalsakonfiguration dabei schon dmix verwendet.

Laut diesem Thread hier [1] könnte es möglicherweise funktionieren in der Kodi-Konfigurationsdatei

Code: Alles auswählen

<audiooutput>
	<audiodevice>ALSA:default</audiodevice>
</audiooutput>

zu setzen, aber der dort angegebene Pfad für die Konfigurationsdatei kommt mir merkwürdig vor (https://forum.kodi.tv/showthread.php?tid=336649). Wenn kodi wirklich nicht mit Alsaplugins zusammenarbeiten will, wofür es eigentlich keinen Grund gibt, dann bleibt tatsächlich nur der Umweg über eine Loopbacksoundkarte, was dann für kodi so etwa den gleichen delay hinzufügen sollte wie für das Signal vom USB-Mikrofon

[1] https://forum.kodi.tv/showthread.php?tid=336649

[pferdefreund]

Oder doch mal jack probieren. Das ist extra für niedrige Latenz gemacht und ggf hat kodi ja sogar ein jack-Ausgabeplugin. Dann wirds mit jack und qjackctl sowie patchage simpel.

[Dogge]

Das einfachste wäre es, wenn du sowohl für alsaloop wie auch für kodi das Gerät „default“ oder „default:vc4hdmi“ verwenden könntest, weil Alsas Standardalsakonfiguration dabei schon dmix verwendet.

Bist du dir da sicher? Wenn ich alsaloop auf "default:vc4hdmi" ausgeben lasse und das auch in kodi einstelle kann kodi keinen Ton ausgeben. Gibt kodi Ton aus kann alsaloop nicht zugreifen:

Code: Alles auswählen

playback default:vc4hdmi open error: Device or resource busy
Loopback initialization failure.

Ich habe auch mal versucht bei beidem "dmix:CARD=vc4hdmi" zu nutzen, aber das brachte keine Änderung.

@pferdefreund

Ich möchte das System ungern auf jack umstellen sondern lieber näher am Standard bleiben. Wahrscheinlich fehlt mir nur der ein oder andere ALSA-Kniff um das hinzubekommen.

[Dogge]

Ok, wenn ich HDMI wegwerfe und über den DAC gehe, funktioniert es:

Code: Alles auswählen

alsaloop -c2 -f S16_LE -S0 -t100000 -C plughw:2,0 -P dmix:CARD=PCM2702

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cat ~/.kodi/userdata/advancedsettings.xml
<advancedsettings version="1.0">
        <audiooutput>
                <audiodevice>ALSA:dmix:CARD=PCM2702</audiodevice>
        </audiooutput>
</advancedsettings>

[Dogge]

Jo, klappt alles. Latenz ist nicht wahrnehmbar, Klang bei den ersten Tests auch OK und n systemd service hab ich auch drum geklöppelt. Vielen Dank!

[smutbert]

Eigentlich wollte ich jetzt schon Pferdefreund beipflichten (ich empfehle jack ja nur deswegen nie, weil ich damit nur wenig Erfahrung habe), da lese ich, dass es zumindest im Prinzip bereits ohne funktioniert

Bist du dir da sicher? Wenn ich alsaloop auf "default:vc4hdmi" ausgeben lasse und das auch in kodi einstelle kann kodi keinen Ton ausgeben. Gibt kodi Ton aus kann alsaloop nicht zugreifen:

Ich weiß jetzt nicht woran das liegt, du könntest es sonst auch noch mit dmix:vc4hdmi testen.

Bezüglich systemd-Dienst, den hätte ich auch vorgeschlagen, du könntest das noch so machen, dass der Dienst nicht beim Systemstart gestartet wird sondern, mittels einer udev-Regel, wenn das Mikrofons angeschlossen ist bzw. wird.

[Dogge]

Ja, die Idee den service zu starten sobald ich das Mikrofon anstecke hatte ich auch schon. Aber das muss ich erst mal nachlesen und das ist erst mal nicht dringend. Derzeit beende ich den Dienst sobald das Mikrofon abgesteckt ist.