Аудио частоты в Python

77
9

Я пишу код для анализа одной звуковой частоты, которую поет голос. Мне нужен способ проанализировать частоту заметки. В настоящее время я использую PyAudio для записи аудиофайла, который хранится в формате .wav, а затем сразу же воспроизведите его.

import numpy as np
import pyaudio
import wave

# open up a wave
wf = wave.open('file.wav', 'rb')
swidth = wf.getsampwidth()
RATE = wf.getframerate()
# use a Blackman window
window = np.blackman(chunk)
# open stream
p = pyaudio.PyAudio()
stream = p.open(format =
p.get_format_from_width(wf.getsampwidth()),
channels = wf.getnchannels(),
rate = RATE,
output = True)

# read some data
data = wf.readframes(chunk)

print(len(data))
print(chunk*swidth)

# play stream and find the frequency of each chunk
while len(data) == chunk*swidth:
# write data out to the audio stream
stream.write(data)
# unpack the data and times by the hamming window
indata = np.array(wave.struct.unpack("%dh"%(len(data)/swidth),\
data))*window
# Take the fft and square each value
fftData=abs(np.fft.rfft(indata))**2
# find the maximum
which = fftData[1:].argmax() + 1
# use quadratic interpolation around the max
if which != len(fftData)-1:
y0,y1,y2 = np.log(fftData[which-1:which+2:])
x1 = (y2 - y0) * .5 / (2 * y1 - y2 - y0)
# find the frequency and output it
thefreq = (which+x1)*RATE/chunk
print("The freq is %f Hz." % (thefreq))
else:
thefreq = which*RATE/chunk
print("The freq is %f Hz." % (thefreq))
# read some more data
data = wf.readframes(chunk)
if data:
stream.write(data)
stream.close()
p.terminate()

Проблема в цикле while. Условие никогда не выполняется по какой-то причине. Я распечатал два значения (len (data) и (chunk * swidth)), и они были 8192 и 4096 соответственно. Затем я попытался использовать 2 * chunk * swidth в цикле while, что вызвало эту ошибку:

File "C:\Users\Ollie\Documents\Computing A Level CA\pyaudio test.py", line 102, in <module>
data))*window
ValueError: operands could not be broadcast together with shapes (4096,) (2048,)

спросил(а) 2021-01-25T18:56:13+03:00 5 месяцев назад
1
Решение
77

Эта функция находит частотный спектр. Я также включил синусоидальный сигнал и пример приложения WAV файла:

from scipy import fft, arange
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from scipy.io import wavfile
import os

def frequency_sepectrum(x, sf):
"""
Derive frequency spectrum of a signal from time domain
:param x: signal in the time domain
:param sf: sampling frequency
:returns frequencies and their content distribution
"""
x = x - np.average(x) # zero-centering

n = len(x)
print(n)
k = arange(n)
tarr = n / float(sf)
frqarr = k / float(tarr) # two sides frequency range

frqarr = frqarr[range(n // 2)] # one side frequency range

x = fft(x) / n # fft computing and normalization
x = x[range(n // 2)]

return frqarr, abs(x)

# Sine sample with a frequency of 1hz and add some noise
sr = 32 # sampling rate
y = np.linspace(0, 2*np.pi, sr)
y = np.tile(np.sin(y), 5)
y += np.random.normal(0, 1, y.shape)
t = np.arange(len(y)) / float(sr)

plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(t, y)
plt.xlabel('t')
plt.ylabel('y')

frq, X = frequency_sepectrum(y, sr)

plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(frq, X, 'b')
plt.xlabel('Freq (Hz)')
plt.ylabel('|X(freq)|')
plt.tight_layout()

# wav sample from https://freewavesamples.com/files/Alesis-Sanctuary-QCard-Crickets.wav
here_path = os.path.dirname(os.path.realpath(__file__))
wav_file_name = 'Alesis-Sanctuary-QCard-Crickets.wav'
wave_file_path = os.path.join(here_path, wav_file_name)
sr, signal = wavfile.read(wave_file_path)

y = signal[:, 0] # use the first channel (or take their average, alternatively)
t = np.arange(len(y)) / float(sr)

plt.figure()
plt.subplot(2, 1, 1)
plt.plot(t, y)
plt.xlabel('t')
plt.ylabel('y')

frq, X = frequency_sepectrum(y, sr)

plt.subplot(2, 1, 2)
plt.plot(frq, X, 'b')
plt.xlabel('Freq (Hz)')
plt.ylabel('|X(freq)|')
plt.tight_layout()

plt.show()

Sine signal

WAV file

ответил(а) 2021-01-25T18:56:13+03:00 5 месяцев назад
Ваш ответ
Введите минимум 50 символов
Чтобы , пожалуйста,
Выберите тему жалобы:

Другая проблема