Question

我正在尝试使用Python获取.wav文件的频率与时间关系图。目前我的代码是绘制幅度与时间以及频率与功率（dB）的关系图。我尝试使用频率与功率图表的代码来反而绘制频率与时间的关系，但未成功。我知道频率数据是对称的，这意味着与我的时间数据相比，我有1/2的数据点。我可以通过保留重复的频率数据来绘制它们，但我对这是否实际产生频率与时间的精确表示持怀疑态度。

我感觉该方法将涉及对数据段使用短时傅里叶变换，然后绘制结果。也就是说，我发现了一些与此类似的代码，但我很难理解代码发生了什么，并进行任何有意义的调整，以帮助我实现目标。

总之，我希望有人会有一些示例代码或方法来创建Python中.wav文件的频率与时间关系图。万分感谢！如果我可以发布到目前为止我一直使用的代码，请告诉我。

#Import the required functions
from scipy.io.wavfile import read
from scipy.fftpack import fft, fftfreq, fftshift
from scipy.signal import get_window
from math import ceil
from pylab import figure, imshow, clf, gray, xlabel, ylabel

# Read in a wav file 
#   returns sample rate (samples / sec) and data
rate, data = read('waveTest.wav')
data = data[:,0]
# Define the sample spacing and window size.
dT = 1.0/rate
T_window = 50e-3
N_window = int(T_window * rate)
N_data = len(data)

# 1. Get the window profile
window = get_window('hamming', N_window)

# 2. Set up the FFT
result = []
start = 0
while (start < N_data - N_window):
    end = start + N_window
    result.append(fftshift(fft(window*data[start:end])))
    start = end

result.append(fftshift(fft(window*data[-N_window:])))
result = array(result,result[0].dtype)

# Display results
freqscale = fftshift(fftfreq(N_window,dT))[150:-150]/1e3
figure(1)
clf()

s.imshow(abs(result[:,150:-150]), extent=(5,-5,(N_data*dT-T_window/2.0),T_window/2.0)) #19.04, -19.04, 6.41, 0.025 
s.xlabel('Frequency (kHz)')
s.ylabel('Time (sec.)')

s.show()

根据要求，上面是我试图开始工作的代码。我实际上似乎工作正常，但我有几个问题。

1）究竟什么是abs（结果[：，150：-150]）？我意识到他正在采用傅立叶变换的绝对值（为了去除复杂的分量？）。这是频率吗？

2）如何交换数据以使X轴上的时间在Y轴上具有频率？

3）图像如何知道哪个频率对应于哪个时间？如果我理解正确，扩展区采用最后两个参数，即文件的长度和文件应该生成的步骤？

4）是否可以在图中绘制数据而不是图像？

我希望这些不是太多，也不是问题的具体内容。再次感谢您提供的任何帮助！

Answer 1

1）result[:,150:-150]提供包含所有行的numpy.array（每行对应于fft计算的频率）和150到number of columns - 150的列。每列对应时间。是的，abs取给定频率的绝对值，该频率大致对应于信号的频率。

2）在abs(result[:,150:-150])中，您需要转置矩阵，如下所示：abs(result[:,150:-150]).transpose()。

3）范围参数指定最终图中的范围。由于每列对应于特定的时间点，因此它是一个简单的映射。

4）你得到的数据是给定时间给定频率对信号的贡献程度（给定一个时间窗口，因为特定点的频率没有意义）。它本质上是一个2D数据。您可以尝试在给定时间找到支配频率，然后将其绘制为一个简单的函数。

此外，您的代码不起作用。也许你已经错过了一些变量定义和从你们其他人的程序中导入。

Python频率与时间图

1 个答案: