聲音三要素
音調（頻率）
人耳能聽到20HZ到20000HZ的聲音
響度（振幅）
音色（波形）
製造正弦波
想要聲音，首先需要有正弦波，所以來寫一個定義正弦波的function
正弦波函數
一個 頻率為3Hz 持續10S的正弦波
使用numpy用正弦波函數定義一個正弦波:
import numpy as np
def sine(frequency= 3, time= 10, amplitude= 1, theta= 0):
return amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * time + theta)使用pyaudio讀取正弦波:
接下來只要讓pyaudio讀取我們製造的正弦波，就能產生出聲音
但是一個正弦波函數值是要怎麼發出聲音?pyaudio聽得懂嗎?
取樣率(sample rate)
從連續訊號中提取並組成離散訊號的取樣個數
透過numpy arange去排列每個採樣點時間，並對正弦波去進行採樣
def sine(frequency= 3, time= 10, amplitude= 1, theta= 0, sample_rate=44100):
arange_time = np.arange(0, time, 1/sample_rate)
return amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * arange_time + theta)讓pyaudio來讀喽!
import numpy as np
import pyaudio
# 剛剛的正弦波取樣function
def sine(frequency= 3, time= 10, amplitude= 1, theta= 0, sample_rate=44100):
arange_time = np.arange(0, time, 1/sample_rate)
return amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * arange_time + theta)
# pyaudio的讀取方法
p = pyaudio.PyAudio()
stream = p.open(format=pyaudio.paFloat32,channels=1, rate=44100, output=True)
data = sine(frequency= 3, time= 10, amplitude= 1, theta= 0, sample_rate=44100)
stream.write(data.astype(np.float32).tobytes())
stream.stop_stream()
stream.close()
p.terminate()當然聽不到 上面有說人耳只能聽到20HZ到20000HZ的聲音…
小實作 電話 – 雙音多頻（Dual-Tone Multi-Frequency, DTMF）
雙音多頻-程式碼
from tkinter import *
import numpy as np
import pyaudio
def sine(frequency, time, sample_rate):
arange_time = np.arange(0, time, 1/sample_rate)
amplitude = 1
theta = 0
return amplitude * np.sin(2 * np.pi * frequency * arange_time + theta)
def two_sine(f1, f2):
time = 0.3
sample_rate = 44100
s1 = sine(f1, time, sample_rate)
s2 = sine(f2, time, sample_rate)
ss = s1+s2
sa=np.divide(ss, 2.0)
return sa
p = pyaudio.PyAudio()
stream = p.open(format=pyaudio.paFloat32,channels=1, rate=44100, output=True)
data = two_sine(1209, 697) # 1號鍵
stream.write(data.astype(np.float32).tobytes())
stream.stop_stream()
stream.close()
p.terminate()掃雷區 – pyaudio 安裝失敗問題
出現:
ERROR: Command errored out with exit status
...
error: Microsoft Visual C++ 14.0 or greater is required. Get it with "Microsoft C++ Build Tools": https://visualstudio.microsoft.com/visual-cpp-build-tools/原因:
解決方法:
到UCI網站下載 pyaudio 套件
參考資料
ncyu8880001: (一) 音調、響度、音色 – 嘉義大學開放式課程
