人工智能下的音频还能这样玩!!!!
人工智能音频处理库—librosa(安装与使用)
序言
一、libsora 安装
pypi
conda
source
二、librosa 常用功能
核心音频处理函数
音频处理
频谱表示
幅度转换
时频转换
特征提取
绘图显示
三、常用功能代码实现
读取音频
提取特征
提取 Log-Mel Spectrogram 特征
提取 MFCC 特征
绘图显示
绘制声音波形
绘制频谱图
序言
Librosa 是一个用于音频、音乐分析、处理的 python 工具包,一些常见的时频处理、特征提取、绘制声音图形等功能应有尽有,功能十分强大。本文主要介绍 librosa 的安装与使用方法。
一、libsora 安装
Librosa 官网提供了多种安装方法,详细如下:
pypi
最简单的方法就是进行 pip 安装,可以满足所有的依赖关系,命令如下:
conda
如果安装了 Anaconda,可以通过 conda 命令安装:
source
直接使用源码安装,需要提前下载源码(https://github.com/librosa/librosa/releases/),通过下面命令安装:
二、librosa 常用功能
核心音频处理函数
这部分介绍了最常用的音频处理函数,包括音频读取函数 load( ),重采样函数 resample( ),短时傅里叶变换 stft( ),幅度转换函数 amplitude_to_db( )以及频率转换函数 hz_to_mel( )等。这部分函数很多,详细可参考 librosa 官网 http://librosa.github.io/ librosa/core.html
音频处理

频谱表示

幅度转换

时频转换

特征提取
本部分列举了一些常用的频谱特征的提取方法,包括常见的 Mel Spectrogram、MFCC、CQT 等。函数详细信息可参考 http:// librosa.github.io/librosa/feature.html

绘图显示
包含了常用的频谱显示函数 specshow( ), 波形显示函数 waveplot( ),详细信息请参考http://librosa.github.io/librosa/display. html

三、常用功能代码实现
1.读取音频

2.提取特征
提取 Log-Mel Spectrogram 特征
Log-Mel Spectrogram 特征是目前在语音识别和环境声音识别中很常用的一个特征,由于 CNN 在处理图像上展现了强大的能力,使得音频信号的频谱图特征的使用愈加广泛,甚至比 MFCC 使用的更多。在 librosa 中,Log-Mel Spectrogram 特征的提取只需几行代码:

可见,Log-Mel Spectrogram 特征是二维数组的形式,128 表示 Mel 频率的维度(频域),100 为时间帧长度(时域),所以 Log-Mel Spectrogram 特征是音频信号的时频表示特征。其中,n_fft 指的是窗的大小,这里为 1024;hop_length 表示相邻窗之间的距离,这里为 512,也就是相邻窗之间有 50%的 overlap;n_mels 为 mel bands 的数量,这里设为 128。
3.提取 MFCC 特征
MFCC 特征是一种在自动语音识别和说话人识别中广泛使用的特征。关于 MFCC 特征的详细信息,有兴趣的可以参考博客 http:// blog.csdn.net/zzc15806/article/details/79246716。在 librosa 中,提取 MFCC 特征只需要一个函数:

关于 mfcc,这里就不在赘述。
Librosa 还有很多其他音频特征的提取方法,比如 CQT 特征、chroma 特征等,在第二部分“librosa 常用功能”给了详细的介绍。
4.绘图显示
4.1 绘制声音波形
Librosa 有显示声音波形函数 waveplot( ):

4.2 绘制频谱图
Librosa 有显示频谱图波形函数 specshow( ):

将声音波形和频谱图绘制在一张图表中:


到这里,librosa 的安装和简单使用就介绍完了。事实上,librosa 远不止这些功能,关于 librosa 更多的使用方法还请大家参考 librosa 官网
http://librosa.github.io/librosa/index.html
正文结束!!!
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【Python研究者】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/04502dcb1a9bfe8749899ef9a】。文章转载请联系作者。
评论