在 Audacity 中绘制波谱

Posted 2023-02-25

【中文标题】在 Audacity 中绘制波谱

【英文标题】：Plot spectrum of a wave as in Audacity

【发布时间】：2016-02-25 19:22:34

【问题描述】：

我想绘制类似于 Audacity 可以绘制的频率图：

我没有找到可以做到这一点的软件（在命令行中），所以我开始使用 python 来做到这一点，使用 specgram 函数。 由于我无法重做这样的图表（来自 Audacity 的紫色图表），我想知道是否有人确切地知道 Audacity 正在绘制什么，这意味着什么，是否有任何伪代码？我在音频处理方面的基本知识不足，但如果有人在这方面指导我，我想我可以编写任何建议/伪代码/程序。 现在，我在这里，正在绘制类似的东西，这大致是我迄今为止在任何地方看到的。

> pxx, freqs, bins, _ = plt.specgram(y, NFFT=s, Fs=rate, noverlap=0,
                                        cmap=plt.cm.binary, sides='onesided',
                                        window=signal.blackmanharris(s),
                                        scale_by_freq=True,
                                        mode='magnitude')
plot(freqs, numpy.log10(pxx.max(axis=1)))

我不明白如何才能在任何带有 Audacity 的音频 WAV 上看到这些 dB 与频率的“降低”

干杯

【参考方案1】：

据我所知，Audacity 绘制幅度谱，即前 2048 个样本的fourier transform 的绝对值。您绘制与short time fourier transform 的每个频率区间相关的所有时间块中的最大幅度。

也许这符合您的需求：

import numpy as np
from scipy import signal
from matplotlib import pyplot as plt

y = y[0:2048] * signal.blackmanharris(2048)
X_amp = np.abs(np.fft.rfft(y))
X_db = 20 * np.log10(X_amp)
freqs = np.fft.rfftfreq(2048, 1/rate)
plt.plot(freqs, X_db)

编辑：

哦，我在Audacity manual 找到了这个页面。所以 plt.specgram 应该可以模仿 Audacity，只需使用 np.average(pxx, axis=1)。手册没有说明使用了什么跃点大小......也许可以尝试将noverlap-参数设置为s/2。 （一个常见的选择。）

【讨论】：

为什么是前 2048 个样本？不应该计算所有样本吗？

【参考方案2】：

谢谢，我很接近但你找到了。 最后代码很简单：

pxx, freqs, bins, _ = plt.specgram(y, NFFT=s, Fs=rate, noverlap=0,
                                   cmap=plt.cm.binary, sides='onesided',
                                   window=signal.blackmanharris(s),
                                   scale_by_freq=True,
                                   mode='magnitude')
plot(freqs, 20 * log10(mean(pxx, axis=1)), 'g')

而且，除了 y 轴单位，我几乎是一个像素准确的大胆：

Final plot