录制或下载一段语音信号(30s以内),如何利用python代码来观察其时域波形并进行傅里叶变换,观察其频域的频谱。

时间: 2023-12-10 18:36:59 浏览: 104
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显示音频波形并进行简单的频域分析

可以使用Python中的`wave`模块和`numpy`模块来读取并处理音频文件,同时使用`matplotlib`模块来绘制时域波形和频域频谱。 以下是一个简单的示例代码: ```python import wave import numpy as np import matplotlib.pyplot as plt # 读取音频文件 audio_file = "test.wav" with wave.open(audio_file, "rb") as wav: # 获取音频参数 params = wav.getparams() num_channels = params[0] sample_width = params[1] frame_rate = params[2] num_frames = params[3] # 读取音频数据 audio_data = wav.readframes(num_frames) # 将二进制数据转换为数组 if sample_width == 1: audio_data = np.frombuffer(audio_data, dtype=np.uint8) audio_data = audio_data.astype(np.float32) / 128 - 1.0 elif sample_width == 2: audio_data = np.frombuffer(audio_data, dtype=np.int16) audio_data = audio_data.astype(np.float32) / 32768.0 # 根据声道数重新排列数组 if num_channels > 1: audio_data = audio_data.reshape((-1, num_channels)).T # 计算时间轴 time = np.arange(num_frames) / frame_rate # 绘制时域波形 plt.plot(time, audio_data[0]) plt.xlabel("Time (s)") plt.ylabel("Amplitude") plt.show() # 进行傅里叶变换 freq = np.fft.rfftfreq(num_frames, d=1/frame_rate) spectrum = np.fft.rfft(audio_data[0]) # 绘制频域频谱 plt.plot(freq, np.abs(spectrum)) plt.xlabel("Frequency (Hz)") plt.ylabel("Magnitude") plt.show() ``` 其中,`audio_file`变量指定了要读取的音频文件路径,使用`wave.open`函数打开文件,并获取音频参数和数据。根据声道数和采样深度,将二进制数据转换为浮点数数组,再根据声道数重新排列数组。计算时间轴并绘制时域波形。使用`numpy.fft.rfftfreq`和`numpy.fft.rfft`函数进行傅里叶变换,得到频域频谱,并绘制出来。
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