如何使用numpy的與portaudio提取低音，中高音

Question

如本例How to extract frequency information from an input audio stream (using PortAudio)?我很好奇portaudio和numpy的...

我不是100％地肯定FFT，我怎麼可以通過numpy的一個大塊，並獲得三個值從-1.0到1.0的低音，中音和高音？

我不介意，如果這只是一個通道，因爲我可以讓這個音頻部分的意義上說，它是在我的面前時，遊我看着他們:)的數學

Answer 1

其實，你不會使用傅立葉變換來做到這一點。

將低音，中音和高音中的任何音頻信號分開通常使用濾波器來完成。 A filter是衰減某些頻率範圍的信號處理設備。濾波器可以數字化或電子化。例如，它們用於揚聲器中的音頻交叉系統。

要獲得低頻低音部分，您可以使用低通濾波器。低通濾波器濾除高頻。他們也被稱爲'高切'過濾器。
要獲得中頻部分，您需要使用帶通濾波器。帶通濾波器濾除低頻和高頻。他們也被稱爲「鐘形過濾器」。
要獲得高頻高音部分，您可以使用高通濾波器。高通濾波器濾除任何低頻。他們也被稱爲「低切」濾鏡。

其實，你也可以只使用高通和低通濾波器。如果從原始信號中減去兩個濾波後的信號，結果將是一個帶通濾波信號。這爲您節省了一個過濾器。

每個濾波器都有一個閾值頻率。閾值頻率是一個特殊的頻率，濾波器應從該頻率開始濾波。根據濾波器順序，信號將衰減6 dB/oct（一階），12 dB/oct（二階），18 dB/oct（三階）等。對於您的應用，二階設計是大概很好。
請注意，濾波器通常會在某些方面混亂您的信號，並且順序越高，聽到的聲音就越多。順便說一下，這是純粹的物理學，適用於包括傅里葉變換在內的所有信號處理。

使用這三個濾波器（可以）相當於僅用三個頻譜點進行傅里葉變換。

Answer 2

的Fourier Transform，在你選擇的SO問題的選定答案中提到，它給你提供了「頻譜」 - 一個大的數值集合，給出了各個頻率範圍/頻率片段（例如以赫茲表示）中的每個頻率的聲音強度。

如何根據需要將1000個強度（比如說每個10赫茲頻譜切片中的一個）轉換成三個數字，當然這是一個啓發式問題 - 例如，您可以確定哪些頻率範圍對應於「低音」和「高音」，其間的一切都是「中」，並計算每個頻率的平均強度。對於它的價值，我認爲「低音」的通用慣例高達250Hz，對於「高音」6KHz及以上（介於「中音」之間），cfr例如this page - 但它是相當任意的約定，所以，「挑你的毒藥」 - - ！）

一旦你的相對水平，你會想對於他們歸彼此並適當擴展他們的謊言在你想要的範圍內（大概是對數尺度的，因爲這是人類聽力的工作原理;-)。