我想对每个连续1024个样本的连续块/时间帧应用FIR或IIR滤波器(例如:低通滤波器)。
可能的应用程序:
实时音频处理,例如EQing。在准确的时间,缓冲区中只有下一个1024个样本。下一个要处理的样本尚不可用(实时)。
按照建议in this answer,通过将输入信号分成多个块来制作一个随时间变化的截止滤波器。
我在这里尝试过
import numpy as np
from scipy.io import wavfile
from scipy.signal import butter, lfilter, filtfilt, firwin
sr, x = wavfile.read('input.wav')
x = np.float32(x)
y = np.zeros_like(x)
N = 1024 # buffer block size = 23ms for a 44.1 Khz audio file
f = 1000 # cutoff
pos = 0 # position
while True:
b, a = butter(2, 2.0 * f / sr, btype='low')
y[pos:pos+N] = filtfilt(b, a, x[pos:pos+N])
pos += N
f -= 1 # cutoff decreases of 1 hz every 23 ms, but the issue described here also present with constant cutoff!
print f
if pos+N > len(x):
break
y /= max(y) # normalize
wavfile.write('out_fir.wav', sr, y)
我尝试过:
同时使用Butterworth滤波器或FIR(用b, a = firwin(1000, cutoff=f, fs=sr), 1.0
替换前一行)
但这是问题所在:
**在每个时间帧输出的边界处,存在连续性问题,这会使音频信号严重失真。
如何解决这种不连续性问题?我曾考虑过windowing + OverlapAdd方法,但是肯定有一种更简单的方法。
答案 0 :(得分:2)
正如@sobek在评论中提到的,当然需要指定初始条件以允许连续性。这是通过zi
的{{1}}参数来完成的。
通过更改主循环可以解决此问题:
lfilter
即使在每次迭代中都修改了过滤器的截止时间(因此while True:
b, a = butter(2, 2.0 * f / sr, btype='low')
if pos == 0:
zi = lfilter_zi(b, a)
y[pos:pos+N], zi = lfilter(b, a, x[pos:pos+N], zi=zi)
pos += N
f -= 1
if pos+N > len(x):
break
和a
),这似乎仍然有效。