安装 librosa
sudo apt-get install libsndfile1
pip install librosa
示例:
data, sr = librosa.load(path, sr=22050, mono=Ture, offset=0.0, duration=None)
参数值:
返回值:
len(data)
为其采样个数;sr=None
orig_sr = librosa.get_samplerate(path) # 读取采样率
y_hat = librosa.resample(y, orig_sr, target_sr, fix=True, scale=False)
重新采样从 orig_sr 到 target_sr 的时间序列
参数:
返回值:
t = librosa.get_duration(y=None, sr=22050, S=None, n_fft=2048, hop_length=512, center=True, filename=None)
计算时间序列的的 持续时间(以秒为单位)
参数:
返回:
librosa.output.write_wav(path, y, sr, norm=False)
将时间序列输出为 .wav 文件
参数:
y, sr = librosa.load(librosa.util.example_audio_file())
print(librosa.feature.zero_crossing_rate(y))
# array([[ 0.134, 0.139, ..., 0.387, 0.322]])
计算音频时间序列的过零率。
参数:
返回:
librosa.display.waveplot(y, sr=22050, x_axis='time', offset=0.0, ax=None)
绘制波形的幅度包络线
参数:
# 示例
import librosa.display
import matplotlib.pyplot as plt
y, sr = librosa.load(librosa.util.example_audio_file(), duration=10)
librosa.display.waveplot(y, sr=sr)
plt.show()
librosa.stft(y, n_fft=2048, hop_length=None, win_length=None, window='hann', center=True, pad_mode='reflect')
短时傅立叶变换(STFT),返回一个复数矩阵使得 D(f, t)
参数:
n_fft = hop_length + overlapping
返回:
librosa.istft(stft_matrix, hop_length=None, win_length=None, window='hann', center=True, length=None)
短时傅立叶逆变换(ISTFT),将复数值 D(f, t) 频谱矩阵转换为时间序列y,窗函数、帧移等参数应与stft相同
参数:
返回:
librosa.amplitude_to_db(S, ref=1.0)
将幅度频谱转换为dB标度频谱。也就是对 S 取对数。
与这个函数相反的是 librosa.db_to_amplitude(S)
参数:
返回:
librosa.core.power_to_db(S, ref=1.0)
将功率谱(幅度平方)转换为分贝(dB)单位。
与这个函数相反的是 librosa.db_to_power(S)
参数:
返回:
librosa.display.specshow(data, x_axis=None, y_axis=None, sr=22050, hop_length=512)
参数:
示例:
import librosa.display
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
y, sr = librosa.load(librosa.util.example_audio_file())
plt.figure()
D = librosa.amplitude_to_db(np.abs(librosa.stft(y)), ref=np.max) # 将振幅谱图转换为 db_scale 谱图
plt.subplot(2, 1, 1)
librosa.display.specshow(D, y_axis='linear')
plt.colorbar(format='%+2.0f dB')
plt.title('线性频率功率谱')
plt.subplot(2, 1, 2)
librosa.display.specshow(D, y_axis='log')
plt.colorbar(format='%+2.0f dB')
plt.title('对数频率功率谱')
plt.show()
librosa.filters.mel(sr, n_fft, n_mels=128, fmin=0.0, fmax=None, htk=False, norm=1)
创建一个滤波器组矩阵以将 FFT 合并成 Mel 频率
参数:
fmax = sr / 2.0
返回: Mel变换矩阵
melfb = librosa.filters.mel(22050, 2048)
# array([[ 0. , 0.016, ..., 0. , 0. ],
# [ 0. , 0. , ..., 0. , 0. ],
# ...,
# [ 0. , 0. , ..., 0. , 0. ],
# [ 0. , 0. , ..., 0. , 0. ]])
import matplotlib.pyplot as plt
plt.figure()
librosa.display.specshow(melfb, x_axis='linear')
plt.ylabel('Mel filter')
plt.title('Mel filter bank')
plt.colorbar()
plt.tight_layout()
plt.show()
librosa.feature.melspectrogram(audio, sr=40000, n_fft=1480, hop_length=150, n_mels=256)
提供了时间序列 audio,sr,首先计算其幅值频谱S,然后通过 mel_f.dot(S ** power)将其映射到 mel scale上 。
默认情况下,power=2 在功率谱上运行。
参数:
示例:
import librosa.display
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
y, sr = librosa.load(librosa.util.example_audio_file())
# 方法一:使用时间序列求Mel频谱
print(librosa.feature.melspectrogram(y=y, sr=sr))
# array([[ 2.891e-07, 2.548e-03, ..., 8.116e-09, 5.633e-09],
# [ 1.986e-07, 1.162e-02, ..., 9.332e-08, 6.716e-09],
# ...,
# [ 3.668e-09, 2.029e-08, ..., 3.208e-09, 2.864e-09],
# [ 2.561e-10, 2.096e-09, ..., 7.543e-10, 6.101e-10]])
# 方法二:使用stft频谱求Mel频谱
D = np.abs(librosa.stft(y)) ** 2 # stft频谱
S = librosa.feature.melspectrogram(S=D) # 使用stft频谱求Mel频谱
plt.figure(figsize=(10, 4))
librosa.display.specshow(librosa.power_to_db(S, ref=np.max),
y_axis='mel', fmax=8000, x_axis='time')
plt.colorbar(format='%+2.0f dB')
plt.title('Mel spectrogram')
plt.tight_layout()
plt.show()
MFCC 特征是一种在自动语音识别和说话人识别中广泛使用的特征。关于MFCC特征的详细信息,有兴趣的可以参考博客http:// blog.csdn.net/zzc15806/article/details/79246716。在librosa中,提取MFCC特征只需要一个函数:
librosa.feature.mfcc(y=None, sr=22050, S=None, n_mfcc=20, dct_type=2, norm='ortho', **kwargs)
参数:
返回:
import librosa
y, sr = librosa.load('./train_nb.wav', sr=16000)
# 提取 MFCC feature
mfccs = librosa.feature.mfcc(y=y, sr=sr, n_mfcc=40)
print(mfccs.shape) # (40, 65)