python 音频转音调

如何实现Python音频转音调

一、整体流程

flowchart TD
    A(录制音频) --> B(读取音频文件)
    B --> C(转换音频为频谱图)
    C --> D(提取音频特征)
    D --> E(转换音调)
    E --> F(保存音调)

二、具体步骤及代码实现

1. 录制音频

首先，我们需要录制音频，可以使用Python中的pyaudio库来实现。

```python
import pyaudio
import wave

# 设置音频录制参数
FORMAT = pyaudio.paInt16
CHANNELS = 1
RATE = 44100
CHUNK = 1024
RECORD_SECONDS = 5
WAVE_OUTPUT_FILENAME = "output.wav"

audio = pyaudio.PyAudio()

# 开始录制音频
stream = audio.open(format=FORMAT, channels=CHANNELS,
                rate=RATE, input=True,
                frames_per_buffer=CHUNK)

frames = []

for i in range(0, int(RATE / CHUNK * RECORD_SECONDS)):
    data = stream.read(CHUNK)
    frames.append(data)

# 停止录制音频
stream.stop_stream()
stream.close()
audio.terminate()

# 保存录制的音频文件
with wave.open(WAVE_OUTPUT_FILENAME, 'wb') as wf:
    wf.setnchannels(CHANNELS)
    wf.setsampwidth(audio.get_sample_size(FORMAT))
    wf.setframerate(RATE)
    wf.writeframes(b''.join(frames))

2. 读取音频文件

读取录制的音频文件以便后续处理。

```python
import wave

# 读取音频文件
def read_audio_file(file):
    with wave.open(file, 'rb') as wf:
        channels = wf.getnchannels()
        frames = wf.getnframes()
        rate = wf.getframerate()
        data = wf.readframes(frames)
    return data, rate

3. 转换音频为频谱图

将音频文件转换为频谱图，可以使用librosa库来实现。

```python
import librosa
import librosa.display
import matplotlib.pyplot as plt

# 读取音频文件
data, rate = read_audio_file("output.wav")

# 转换音频为频谱图
y, sr = librosa.load(data, sr=rate)
D = librosa.stft(y)
plt.figure()
librosa.display.specshow(librosa.amplitude_to_db(D, ref=np.max), y_axis='log', x_axis='time')
plt.title('Power spectrogram')
plt.colorbar(format='%+2.0f dB')
plt.tight_layout()
plt.show()

4. 提取音频特征

从频谱图中提取音频特征，可以使用librosa库来实现。

```python
import numpy as np

# 提取音频特征
def extract_feature(data, rate):
    y, sr = librosa.load(data, sr=rate)
    chroma_stft = librosa.feature.chroma_stft(y=y, sr=sr)
    return chroma_stft

5. 转换音调

将音频的音调进行转换，可以使用pydub库来实现。

```python
from pydub import AudioSegment

# 读取音频文件
audio = AudioSegment.from_file("output.wav")

# 转换音调
new_audio = audio.set_frame_rate(22050)  # 设置新的音调

# 保存转换后的音频文件
new_audio.export("output_new.wav", format="wav")

6. 保存音调

最后，将转换后的音频保存到文件中。

```python
# 保存转换后的音频文件
new_audio.export("output_new.wav", format="wav")

三、关系图

erDiagram
    CUSTOMER ||--o| RECORDS : has
    RECORDS ||--o| FEATURES : extract
    FEATURES ||--o| TONE : convert

通过以上步骤，你就可以实现Python音频转音调的功能了。希望这篇文章对你有所帮助！