Python 读取WAV音频文件 画频谱的实例
Python读取WAV文件
importwave importstruct fromscipyimport* frompylabimport* #读取wav文件,我这儿读了个自己用python写的音阶的wav filename='1.wav' wavefile=wave.open(filename,'r')#openforwriting #读取wav文件的四种信息的函数。期中numframes表示一共读取了几个frames,在后面要用到滴。 nchannels=wavefile.getnchannels() sample_width=wavefile.getsampwidth() framerate=wavefile.getframerate() numframes=wavefile.getnframes() print("channel",nchannels) print("sample_width",sample_width) print("framerate",framerate) print("numframes",numframes) #建一个y的数列,用来保存后面读的每个frame的amplitude。 y=zeros(numframes) #for循环,readframe(1)每次读一个frame,取其前两位,是左声道的信息。右声道就是后两位啦。 #unpack是struct里的一个函数,用法详见http://docs.python.org/library/struct.html。简单说来就是把#packed的string转换成原来的数据,无论是什么样的数据都返回一个tuple。这里返回的是长度为一的一个 #tuple,所以我们取它的第零位。 foriinrange(numframes): val=wavefile.readframes(1) left=val[0:2] #right=val[2:4] v=struct.unpack('h',left)[0] y[i]=v #framerate就是44100,文件初读取的值。然后本程序最关键的一步!specgram!实在太简单了。。。 Fs=framerate specgram(y,NFFT=1024,Fs=Fs,noverlap=900) show()
补充知识:
在进行频谱分析时,发现MATLAB和python读取wav文件的波形不一致,导致不能得出正确结果,为了验证MATLAB和python哪部分有问题,于是有了这篇博客。
1、需求分析
用MATLAB生成一个正弦波并保存为wav文件,然后用python读取这个wav文件画出波形,查看python读取出来的波形和matlab生成的波形是否一致。
2、代码实现
2.1MATLAB生成wav文件
Df=5;%频率间隔 fs=8000;%采样频率 T=1/fs;%采样周期 N=fs/Df;%序列点数 time=(N-1)./fs;%第一个声音片段的总时长 t=0:T:(N-1)./fs; y=sin(2*pi*200*t);%生成第一个声音片段,注意需要用db2mag()函数把dB转换成magnitude。 sound(y,fs)%可以播放声音的函数sound() filename=('sinwave.wav');%给文件取名 plot(t,y) audiowrite(filename,y,fs)%存储.wav音频文件,在这里文件名为sinwave.wav
其中生成的正弦波波形如下图所示:
2.2python读取wav文件
importwave importnumpyasnp importpylabasplt #打开wav文件,open返回一个的是一个Wave_read类的实例,通过调用它的方法读取WAV文件的格式和数据。 f=wave.open(r"E:\练习\音频信号处理\spectrum.m\sinwave.wav","rb") #读取格式信息 #一次性返回所有的WAV文件的格式信息,它返回的是一个组元(tuple):声道数,量化位数(byte单位),采 #样频率,采样点数,压缩类型,压缩类型的描述。wave模块只支持非压缩的数据,因此可以忽略最后两个信息 params=f.getparams() nchannels,sampwidth,framerate,nframes=params[:4] #读取波形数据 #读取声音数据,传递一个参数指定需要读取的长度(以取样点为单位) str_data=f.readframes(nframes) f.close() #将波形数据转换成数组 #需要根据声道数和量化单位,将读取的二进制数据转换为一个可以计算的数组 wave_data=np.fromstring(str_data,dtype=np.short) #通过取样点数和取样频率计算出每个取样的时间。 time=np.arange(0,nframes)/framerate print(params) print(wave_data.max())#找出正弦波的峰值 #time也是一个数组,与wave_data[0]或wave_data[1]配对形成系列点坐标 plt.plot(time,wave_data/32768) plt.show()
python读取wav文件显示出来的正弦波如下图所示:
python读取wav文件的信息及求出波形峰值的结果如下图所示:
我们可以看出峰值为32767(该wav文件有16bit,且带一个符号位。215=32768215=32768),我们进行归一化处理后的到波形如下图所示:
由上图可以看出MATLAB生成的正弦波保存为wav文件后,python读取该wav文件。两种语言下正弦波相同。
以上这篇Python读取WAV音频文件画频谱的实例就是小编分享给大家的全部内容了,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持毛票票。
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