使用Python和 Matplotlib 在图形上绘制各种声音

在本文中，我们将探索使用Python和 Matplotlib 可视化声波的方法。

需要的模块

1. Matplotlib ：使用以下命令安装 Matplotlib：

pip install matplotlib

2. Numpy ： Numpy 会自动安装到 Matplotlib 中。虽然，如果您遇到任何导入错误，请使用以下命令安装 Numpy

pip install numpy

注意：如果你和我一样在 Linux 上，那么你可能需要使用pip3而不是pip或者你可以创建一个虚拟环境并运行上面的命令。

方法

• 导入 matplotlib、Numpy、wave 和 sys 模块。
• 使用wave.open()方法打开音频文件。
• 使用readframes ()函数读取打开的声波的所有帧。
• 使用getframrate ()函数将帧速率存储在变量中。
• 最后，使用帧速率以秒为单位绘制 x 轴。
• 使用 matplotlib.figure()函数绘制派生图
• 根据要求使用标签。

下面是实现。

Python3

# imports
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
import wave, sys
 
# shows the sound waves
def visualize(path: str):
   
    # reading the audio file
    raw = wave.open(path)
     
    # reads all the frames
    # -1 indicates all or max frames
    signal = raw.readframes(-1)
    signal = np.frombuffer(signal, dtype ="int16")
     
    # gets the frame rate
    f_rate = raw.getframerate()
 
    # to Plot the x-axis in seconds
    # you need get the frame rate
    # and divide by size of your signal
    # to create a Time Vector
    # spaced linearly with the size
    # of the audio file
    time = np.linspace(
        0, # start
        len(signal) / f_rate,
        num = len(signal)
    )
 
    # using matplotlib to plot
    # creates a new figure
    plt.figure(1)
     
    # title of the plot
    plt.title("Sound Wave")
     
    # label of x-axis
    plt.xlabel("Time")
    
    # actual plotting
    plt.plot(time, signal)
     
    # shows the plot
    # in new window
    plt.show()
 
    # you can also save
    # the plot using
    # plt.savefig('filename')
 
 
if __name__ == "__main__":
   
    # gets the command line Value
    path = sys.argv[1]
 
    visualize(path)

输出：

所以，我们完成了编码，现在是关键时刻。让我们检查一下它是否真的有效。您可以尝试任何音频文件，但要确保它必须是wav文件。如果您有其他文件类型，则可以使用ffmpeg将其转换为 wav 文件。如果您愿意，请随时下载我们将使用的音频文件。您可以使用此链接下载它，但也请尝试其他文件。
要运行代码，您需要在命令行中传递音频文件的路径。为此，请在终端中键入以下内容：

python soundwave.py sample_audio.wav

重要的是要注意Python文件的名称是soundwave.py ，音频文件的名称是sample_audio.wav 。您需要根据您的系统更改这些。现在，应该会弹出一个新窗口，并且应该可以看到声波图。如果你使用了我的音频，那么你的情节应该是这样的。