Python 读取WAV音频文件 画频谱的实例

Python 读取WAV文件

1. import wave
2. import struct
3. from scipy import *
4. from pylab import *
5.  
6. #读取wav文件，我这儿读了个自己用python写的音阶的wav
7. filename = '1.wav'
8. wavefile = wave.open(filename, 'r') # open for writing
9.  
10. #读取wav文件的四种信息的函数。期中numframes表示一共读取了几个frames，在后面要用到滴。
11. nchannels = wavefile.getnchannels()
12. sample_width = wavefile.getsampwidth()
13. framerate = wavefile.getframerate()
14. numframes = wavefile.getnframes()
15.  
16. print("channel",nchannels)
17. print("sample_width",sample_width)
18. print("framerate",framerate)
19. print("numframes",numframes)
20.  
21. #建一个y的数列，用来保存后面读的每个frame的amplitude。
22. y = zeros(numframes)
23.  
24. #for循环，readframe(1)每次读一个frame，取其前两位，是左声道的信息。右声道就是后两位啦。
25. #unpack是struct里的一个函数，用法详见http://docs.python.org/library/struct.html。简单说来就是把＃packed的string转换成原来的数据，无论是什么样的数据都返回一个tuple。这里返回的是长度为一的一个
26. #tuple，所以我们取它的第零位。
27. for i in range(numframes):
28. val = wavefile.readframes(1)
29. left = val[0:2]
30. #right = val[2:4]
31. v = struct.unpack('h', left )[0]
32. y[i] = v
33.  
34. #framerate就是44100，文件初读取的值。然后本程序最关键的一步！specgram！实在太简单了。。。
35. Fs = framerate
36. specgram(y, NFFT=1024, Fs=Fs, noverlap=900)
37. show()

补充知识：matlab生成wav文件并用python验证

在进行频谱分析时，发现MATLAB和python读取wav文件的波形不一致，导致不能得出正确结果，为了验证MATLAB和python哪部分有问题，于是有了这篇博客。

1、需求分析

用MATLAB生成一个正弦波并保存为wav文件，然后用python读取这个wav文件画出波形，查看python读取出来的波形和matlab生成的波形是否一致。

2、代码实现

2.1 MATLAB生成wav文件

1. Df=5; %频率间隔
2. fs = 8000; %采样频率
3. T = 1/fs; %采样周期
4. N=fs/Df; %序列点数
5. time = (N-1)./fs; %第一个声音片段的总时长
6. t=0:T:(N-1)./fs;
7. y = sin(2*pi*200*t); %生成第一个声音片段，注意需要用db2mag()函数把dB转换成magnitude。
8.  
9. sound(y,fs) %可以播放声音的函数 sound()
10. filename = ('sinwave.wav'); %给文件取名
11. plot(t,y)
12. audiowrite(filename,y,fs) %存储.wav音频文件，在这里文件名为sinwave.wav

其中生成的正弦波波形如下图所示：

2.2 python读取wav文件

1. import wave
2. import numpy as np
3. import pylab as plt
4.  
5. #打开wav文件 ，open返回一个的是一个Wave_read类的实例，通过调用它的方法读取WAV文件的格式和数据。
6. f = wave.open(r"E:\练习\音频信号处理\spectrum.m\sinwave.wav","rb")
7. #读取格式信息
8. #一次性返回所有的WAV文件的格式信息，它返回的是一个组元(tuple)：声道数, 量化位数（byte单位）, 采
9. #样频率, 采样点数, 压缩类型, 压缩类型的描述。wave模块只支持非压缩的数据，因此可以忽略最后两个信息
10. params = f.getparams()
11. nchannels, sampwidth, framerate, nframes = params[:4]
12. #读取波形数据
13. #读取声音数据，传递一个参数指定需要读取的长度（以取样点为单位）
14. str_data = f.readframes(nframes)
15. f.close()
16. #将波形数据转换成数组
17. #需要根据声道数和量化单位，将读取的二进制数据转换为一个可以计算的数组
18. wave_data = np.fromstring(str_data,dtype=np.short)
19. #通过取样点数和取样频率计算出每个取样的时间。
20. time=np.arange(0,nframes)/framerate
21. print(params)
22. print(wave_data.max())#找出正弦波的峰值
23. #time 也是一个数组，与wave_data[0]或wave_data[1]配对形成系列点坐标
24. plt.plot(time,wave_data/32768)
25. plt.show()
26.  

python读取wav文件显示出来的正弦波如下图所示：

python读取wav文件的信息及求出波形峰值的结果如下图所示：

我们可以看出峰值为32767（该wav文件有16bit，且带一个符号位。215=32768215=32768 ），我们进行归一化处理后的到波形如下图所示：

由上图可以看出MATLAB生成的正弦波保存为wav文件后，python读取该wav文件。两种语言下正弦波相同。

以上这篇Python 读取WAV音频文件 画频谱的实例就是小编分享给大家的全部内容了，希望能给大家一个参考，也希望大家多多支持我们。