如何从 numpy 数组生成音频？

Question

我想从 numpy 中的二维数组创建“心率监视器”效果，并希望音调反映数组中的值。

Answer 1

您可以使用scipy.io.wavfile的write函数创建一个 wav 文件，然后您可以随意播放该文件。 请注意，数组必须是整数，因此如果您有浮点数，您可能需要适当地缩放它们：

import numpy as np
from scipy.io.wavfile import write

data = np.random.uniform(-1,1,44100) # 44100 random samples between -1 and 1
scaled = np.int16(data/np.max(np.abs(data)) * 32767)
write('test.wav', 44100, scaled)

如果您希望 Python 实际播放音频，那么此页面提供了一些包/模块的概述。

Answer 2

对于 2016 年来到这里的人来说，scikits.audiolab 似乎不再起作用了。 我能够使用 sounddevice 获得解决方案。

import numpy as np
import sounddevice as sd

fs = 44100
data = np.random.uniform(-1, 1, fs)
sd.play(data, fs)

Answer 3

在 Jupyter 中，最好的选择是：

from IPython.display import Audio
Audio(numpy.sin(numpy.linspace(0, 3000, 20000)), rate=20000)

Answer 4

此外，您可以尝试scikits.audiolab 。 它具有文件 IO 和“播放”数组的能力。 数组不一定是整数。 模仿 dbaupp 的例子：

import numpy as np
import scikits.audiolab

data = np.random.uniform(-1,1,44100)
# write array to file:
scikits.audiolab.wavwrite(data, 'test.wav', fs=44100, enc='pcm16')
# play the array:
scikits.audiolab.play(data, fs=44100)

Answer 5

我在使用scikit.audiolabs遇到了一些问题，所以我为这个任务寻找了一些其他选项。 我想出了sounddevice ，它似乎更新了很多。 我还没有检查它是否适用于 Python 3。

执行您想要的操作的一种简单方法是：

import numpy as np
import sounddevice as sd

sd.default.samplerate = 44100

time = 2.0
frequency = 440

# Generate time of samples between 0 and two seconds
samples = np.arange(44100 * time) / 44100.0
# Recall that a sinusoidal wave of frequency f has formula w(t) = A*sin(2*pi*f*t)
wave = 10000 * np.sin(2 * np.pi * frequency * samples)
# Convert it to wav format (16 bits)
wav_wave = np.array(wave, dtype=np.int16)

sd.play(wav_wave, blocking=True)

Answer 6

pygame.sndarray有pygame.sndarray模块，它可以将 numpy 数据作为音频播放。 其他答案可能更好，因为 PyGame 可能难以启动和运行。 再说一次，scipy 和 numpy 都有自己的困难，所以也许将 PyGame 添加到组合中并不是很大的一步。

http://www.pygame.org/docs/ref/sndarray.html

Answer 7

另一种现代方便的解决方案是使用pysoundfile ，它可以读写各种音频文件格式：

import numpy as np
import soundfile as sf

data = np.random.uniform(-1, 1, 44100)
sf.write('new_file.wav', data, 44100)

Answer 8

不确定如何从阵列产生音频的细节，但我发现mpg321是一个很棒的命令行音频播放器，并且可能对你有用。

我使用它作为Anki的首选播放器，它是用 python 编写的，并且具有可以作为将代码/数组与音频接口的一个很好的起点。

查看：

• anki.sound.py
• 自定义播放器.py