從Raspberry Pi上的麥克風讀取頻率

Question

有沒有一種簡單的方法來錄制幾秒鍾的聲音並將其轉換為頻率？ 我有一個USB麥克風和一個覆盆子pi 2 B.

在發布的文件（convert2note.py）中，我想知道如何使f等於從麥克風獲得的頻率。 這是該程序到目前為止的樣子

#d=69+12*log(2)*(f/440)
#d is midi, f is frequency
import math
f=raw_input("Type the frequency to be converted to midi: ")
d=69+(12*math.log(float(f)/440))/(math.log(2))
d=round(int(d))
notes = ["C", "C#", "D", "D#", "E", "F", "F#", "G", "G#", "A", "A#", "B"]
print notes[d % len(notes)]

非常感謝提前：D

Answer 1

為了捕獲音頻，您可以使用sox程序。 有關詳細信息，請參閱鏈接的文檔，但它可以很簡單：

rec input.wav

但以下用於使文件與下面的代碼所期望的格式匹配;

rec −c 2 −b 16 −e signed-integer -r 44100 input.wav

（從技術上講，只需要-c ， -b和-e選項來匹配下面的代碼。您可以降低采樣率-r以加快處理速度）

為了在Python中處理音頻，最好將其保存在wav文件中，因為Python有一個用於讀取標准庫中的模塊的模塊。

為了將音頻轉換為頻率，我們將使用Numpy 快速傅立葉變換形式的離散 傅立葉變換進行實際輸入 。 請參閱下面的代碼片段，其中我也使用matplotlib來繪制圖表。

下面的代碼假設一個2聲道（立體聲）16位WAV文件。

from __future__ import print_function, division
import wave
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

wr = wave.open('input.wav', 'r')
sz = wr.getframerate()
q = 5  # time window to analyze in seconds
c = 12  # number of time windows to process
sf = 1.5  # signal scale factor

for num in range(c):
    print('Processing from {} to {} s'.format(num*q, (num+1)*q))
    avgf = np.zeros(int(sz/2+1))
    snd = np.array([])
    # The sound signal for q seconds is concatenated. The fft over that
    # period is averaged to average out noise.
    for j in range(q):
        da = np.fromstring(wr.readframes(sz), dtype=np.int16)
        left, right = da[0::2]*sf, da[1::2]*sf
        lf, rf = abs(np.fft.rfft(left)), abs(np.fft.rfft(right))
        snd = np.concatenate((snd, (left+right)/2))
        avgf += (lf+rf)/2
    avgf /= q
    # Plot both the signal and frequencies.
    plt.figure(1)
    a = plt.subplot(211)  # signal
    r = 2**16/2
    a.set_ylim([-r, r])
    a.set_xlabel('time [s]')
    a.set_ylabel('signal [-]')
    x = np.arange(44100*q)/44100
    plt.plot(x, snd)
    b = plt.subplot(212)  # frequencies
    b.set_xscale('log')
    b.set_xlabel('frequency [Hz]')
    b.set_ylabel('|amplitude|')
    plt.plot(abs(avgf))
    plt.savefig('simple{:02d}.png'.format(num))
    plt.clf()

avgf陣列現在保持左右頻率的平均值。 情節看起來像這樣;

如您所見，聲音信號通常包含許多頻率。