python实现MFCC计算

时间: 2024-01-10 18:03:31 浏览: 28
MFCC(Mel Frequency Cepstral Coefficients)是一种常用于语音识别和音频处理的特征提取方法,可以将音频信号转化为一组能够描述其特征的系数。以下是Python实现MFCC计算的示例代码: ```python import librosa import numpy as np # Load audio file y, sr = librosa.load('audio.wav', sr=16000) # Pre-emphasis pre_emphasis = 0.97 emphasized_signal = np.append(y[0], y[1:] - pre_emphasis * y[:-1]) # Framing frame_size = 0.025 # 25ms frame_stride = 0.01 # 10ms frame_length, frame_step = frame_size * sr, frame_stride * sr signal_length = len(emphasized_signal) frame_length = int(round(frame_length)) frame_step = int(round(frame_step)) num_frames = int(np.ceil(float(np.abs(signal_length - frame_length)) / frame_step)) pad_signal_length = num_frames * frame_step + frame_length z = np.zeros((pad_signal_length - signal_length)) pad_signal = np.append(emphasized_signal, z) indices = np.tile(np.arange(0, frame_length), (num_frames, 1)) + np.tile( np.arange(0, num_frames * frame_step, frame_step), (frame_length, 1)).T frames = pad_signal[indices.astype(np.int32, copy=False)] # Windowing frames *= np.hamming(frame_length) # Fourier Transform and Power Spectrum NFFT = 512 mag_frames = np.absolute(np.fft.rfft(frames, NFFT)) # Magnitude of the FFT pow_frames = ((1.0 / NFFT) * ((mag_frames) ** 2)) # Power Spectrum # Filter Banks nfilt = 40 low_freq_mel = 0 high_freq_mel = (2595 * np.log10(1 + (sr / 2) / 700)) # Convert Hz to Mel mel_points = np.linspace(low_freq_mel, high_freq_mel, nfilt + 2) # Equally spaced in Mel scale hz_points = (700 * (10 ** (mel_points / 2595) - 1)) # Convert Mel to Hz bin = np.floor((NFFT + 1) * hz_points / sr) fbank = np.zeros((nfilt, int(np.floor(NFFT / 2 + 1)))) for m in range(1, nfilt + 1): f_m_minus = int(bin[m - 1]) # left f_m = int(bin[m]) # center f_m_plus = int(bin[m + 1]) # right for k in range(f_m_minus, f_m): fbank[m - 1, k] = (k - bin[m - 1]) / (bin[m] - bin[m - 1]) for k in range(f_m, f_m_plus): fbank[m - 1, k] = (bin[m + 1] - k) / (bin[m + 1] - bin[m]) # Apply filter banks filter_banks = np.dot(pow_frames, fbank.T) filter_banks = np.where(filter_banks == 0, np.finfo(float).eps, filter_banks) # Numerical Stability filter_banks = 20 * np.log10(filter_banks) # dB # MFCCs num_ceps = 12 mfcc = dct(filter_banks, type=2, axis=1, norm='ortho')[:, 1 : (num_ceps + 1)] # Mean normalization mfcc -= (np.mean(mfcc, axis=0) + 1e-8) print(mfcc) ``` 这里使用了Librosa库来加载音频文件和进行预加重,以及进行帧划分、加窗、傅里叶变换、滤波器组应用和离散余弦变换等步骤。最后,对MFCC系数进行均值归一化。

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