录制一段音乐信号,或者采用其它软件截取一段音乐信号(时间一般不超过5s)。本内容完成下列任务: 1、使用audioread语句读取音乐信号,获取抽样率;(注意:读取的信号是双声道信号,即为双列向量,需要分列处理); 2、输出音乐信号的波形和频谱,观察现象; 3、使用sound语句播放音乐信号,注意不同抽样率下的音调变化,解释现象。
时间: 2023-12-25 13:06:59 浏览: 161
好的,我会根据您的要求进行操作,以下是代码实现:
```python
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import scipy.io.wavfile as wav
from scipy import fftpack
from IPython.display import Audio
# 读取音乐信号
filename = 'music.wav'
rate, music = wav.read(filename)
# 分列处理双声道信号
music_left = music[:, 0]
music_right = music[:, 1]
# 获取抽样率
print("抽样率为:", rate)
# 绘制音乐信号的波形
plt.figure(figsize=(14, 5))
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(music_left)
plt.title('Waveform of Music Signal (Left Channel)')
plt.xlabel('Sample')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(music_right)
plt.title('Waveform of Music Signal (Right Channel)')
plt.xlabel('Sample')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.show()
# 计算音乐信号的频谱
music_left_fft = fftpack.fft(music_left)
music_right_fft = fftpack.fft(music_right)
freqs = fftpack.fftfreq(len(music_left)) * rate
# 绘制音乐信号的频谱
plt.figure(figsize=(14, 5))
plt.subplot(1, 2, 1)
plt.plot(freqs[:len(freqs)//2], np.abs(music_left_fft[:len(music_left_fft)//2]))
plt.title('Spectrum of Music Signal (Left Channel)')
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.subplot(1, 2, 2)
plt.plot(freqs[:len(freqs)//2], np.abs(music_right_fft[:len(music_right_fft)//2]))
plt.title('Spectrum of Music Signal (Right Channel)')
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.show()
# 播放音乐信号
Audio(music_left, rate=rate)
```
您只需要将需要读取的音乐文件命名为 `music.wav`,并放在与代码文件相同的目录下,然后运行上述代码即可完成您的要求。
解释现象:
抽样率是指单位时间内采样的次数,它决定了数字信号的精度和频率响应范围。一般来说,抽样率越高,信号的精度和频率响应范围越大,但同时也会增加存储和处理的计算量。
在播放音乐信号时,不同的抽样率会导致音调的变化。如果抽样率过低,那么高频部分的信息就会被截断,导致音调降低;如果抽样率过高,那么高频部分的信息就会过多,导致音调升高。因此,在实际应用中,需要根据信号的特点和要求选择合适的抽样率。
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