在python上应用过滤器的音频样本

问题描述：

我试图迁移我的Matlab代码Python，但我有一些过滤功能的麻烦。在python上应用过滤器的音频样本

这里的上下文中：

我通过调用下面的函数创建了一个巴特沃斯滤波器（FC是带通的中心频率，q其品质因数和Ñ其顺序）：

def bandpass(fc, q, n): 
    bw = fc/q 
    low = fc - bw/2 
    high = fc + bw/2 
    return butter(N=n, Wn=[low, high], btype='band', analog=True)

我从音频信号（单声道，取样于fs = 48000，以16位整数）检索数据。当我绘制滤波器的频率响应或音频采样的幅度谱时，两者都给出了我期望的结果。

下面的代码：

# Imports 
import numpy as np 
import matplotlib.pyplot as plt 
import scipy.io.wavfile as sw 
from scipy import signal 
from scipy.signal import butter, lfilter 

# Read audio file 
fs, y = sw.read(file) 
# Nb of samples and time scale 
N = len(y) 
t = np.linspace(0, N/fs, N) 
# Plot amplitude spectrum 
plt.plot(t, y/max(y)) 

# Filter creation 
b, a = bandpass(1000, 5, 2) 
w, h = signal.freqs(b, a, np.logspace(0, 5, 20000)) 
# Plot frequential response 
plt.semilogx(w, 20 * np.log10(abs(h))); 

# Apply filter on audio signal 
lfilter(b, a, y) # < Give unexepected results

然后是在我卡的一部分：我想申请在音频采样的巴特沃斯滤波器，但它似乎并不为过滤工作信号向无穷大发散并最终以NaN的值出于未知原因。尽管遵循文档，我认为我错过了一步。我也尝试filtfilt（），因为它出现在我做的一些研究中，但它也没有工作。

这是expected result我用Matlab试图复制。

我错过了什么？

谢谢您的回答:)

奖金的问题：我如何可以实现绘制该3d view（在Matlab view(-45,65)）？

我从来没有这样的工作，但我检查了文档和'lfilter'不就地工作。因此，'lfilter（b，a，y）'什么都不做;该函数的结果将被抛弃，因为您不会将它们分配回'something = lfilter（b，a，y）' – roganjosh

显示整个代码，包括进口。此外，不知道你的返回函数中是否有错误或错字（最有可能是第二个）缺少]。 –

是的，我没有指定它，但我实际上保存了结果（这就是为什么我知道它以* NaN *结尾，它看起来像：'array（[ - 1.10000000e + 05,1.54463492e + 07,5.65446349e +08，...，nan，nan，nan]），但由于数据不正确，我无法绘制它 – Lowlight

答

您有一个采样（即离散时间）信号。要对其进行过滤，您必须使用离散过滤器，因此butter的参数analog必须是False（这是默认值）。

要分析数字滤波器的频率响应，请使用freqz而不是freqs。

有关带通滤波器的相关问题和答案，请参阅How to implement band-pass Butterworth filter with Scipy.signal.butter。

在python上应用过滤器的音频样本

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