黃油過濾后的音頻緩沖有限誤差（Scipy）

Question

我有一個音頻信號，我通過butter帶通濾波器：

def bandpass_filter(y, sr, lowcut, highcut):
  # Setup parameters.
  nyquist_rate = sr / 2.
  filter_order = 1001
  normalized_low = lowcut / nyquist_rate
  normalized_high = highcut / nyquist_rate

  b, a = butter(filter_order, [normalized_low, normalized_high], btype='bandpass')

  y = lfilter(b, a, y)
  return y

然后，我使用這個返回的濾波信號，使用名為Librosa的庫檢測一些音高。

我打電話的時候：

  pitches, magnitudes = librosa.piptrack(y=y, sr=sr, fmin=fmin, fmax=fmax)

其中y是過濾后的音頻信號，我收到此錯誤：

librosa.util.exceptions.ParameterError
ParameterError: Audio buffer is not finite everywhere

這基本上來自這個檢查：

if not np.isfinite(y).all():
    raise ParameterError('Audio buffer is not finite everywhere')

為什么會這樣？

Answer 1

您正在嘗試創建一個Butterworth濾波器 （這是一個IIR濾波器），其順序為1001，使用傳遞函數系數（b，a）表示。 傳遞函數是有理函數，它是兩個多項式的比率，高階多項式的評估非常容易受到數值誤差的影響。 你要做的是注定要失敗。

一些建議：

• 重新考慮是否需要使用訂單1001的過濾器。為什么要嘗試創建具有如此高順序的過濾器？
• 如果對過濾器使用SOS（二階段）格式而不是傳遞函數（b，a），則會獲得更好的數值行為。

嘗試使用低得多秩序，並嘗試使用scipy.signal.sosfilt過濾信號：

sos = butter(filter_order, [normalized_low, normalized_high], btype='bandpass', output='sos')
y = sosfilt(sos, y)