在 Python 中生成正弦波声音答案

【问题标题】：Generating sine wave sound in Python在 Python 中生成正弦波声音
【发布时间】：2012-01-08 02:47:33
【问题描述】：

我需要在 Python 中生成正弦波声音，并且我需要能够控制频率、持续时间和相对音量。 “生成”是指我希望它立即通过扬声器播放，而不是保存到文件中。

最简单的方法是什么？

【问题讨论】：

您的目标是什么平台？
主要是 MacOS X - 我应该指定这个，抱歉！
这个问题类似于stackoverflow.com/questions/307305/play-a-sound-with-python和stackoverflow.com/questions/260738/play-audio-with-python
Sine wave generation

标签： python audio

【解决方案1】：

在 Python 中处理声音的一种更一致且易于安装的方法是 Pygame 多媒体库。

我建议使用它 - pygame.sndarray 子模块允许您操作数据向量中的数字，这些数字成为可以在 pygame.mixer 模块中播放的高级声音对象。

pygame.org 站点中的文档应该足以使用 sndarray 模块。

【讨论】：

【解决方案2】：

我bregman lab toolbox 拥有一组完全符合您要求的功能。这个 python 模块有一点问题，但你可以修改这段代码来获得你自己的功能

【讨论】：

【解决方案3】：

import pyaudio
import numpy as np

p = pyaudio.PyAudio()

volume = 0.5     # range [0.0, 1.0]
fs = 44100       # sampling rate, Hz, must be integer
duration = 1.0   # in seconds, may be float
f = 440.0        # sine frequency, Hz, may be float

# generate samples, note conversion to float32 array
samples = (np.sin(2*np.pi*np.arange(fs*duration)*f/fs)).astype(np.float32)

# for paFloat32 sample values must be in range [-1.0, 1.0]
stream = p.open(format=pyaudio.paFloat32,
                channels=1,
                rate=fs,
                output=True)

# play. May repeat with different volume values (if done interactively) 
stream.write(volume*samples)

stream.stop_stream()
stream.close()

p.terminate()

【讨论】：

我发现@yahweh 的贡献确实如此。包含在代码示例中会很有帮助。
这在我的 Linux 系统上不起作用，它在播放完所有样本之前就中断了，例如持续时间 2 它播放不到一秒。我使用回调方法播放所有样本。完整示例：gist.github.com/FrankBuss/3c2f0d1eaf289ef9f659139b96e7a459
对我来说听起来不像正弦波！
寻找没有numpy依赖的版本。

【解决方案4】：

今天对于 Python 3.5+ 最好的方法是安装开发者推荐的包。

http://people.csail.mit.edu/hubert/pyaudio/

对于 Debian 做

sudo apt-get install python3-all-dev portaudio19-dev

在尝试安装 pyaudio 之前

【讨论】：

【解决方案5】：

ivan-onys 给出了一个很好的答案，但还有一点补充：此脚本将产生比预期短 4 倍的声音，因为 Pyaudio 写入方法需要 float32 的字符串数据，但是当您将 numpy 数组传递给此方法时，它将整个数组作为实体转换为字符串，因此您必须将 numpy 数组中的数据转换为自己的字节序列是这样的：

samples = (np.sin(2*np.pi*np.arange(fs*duration)*f/fs)).astype(np.float32).tobytes()

你也必须改变这一行：

stream.write(samples)

【讨论】：

非常有趣@yahweh。这解决了我遇到的另一个问题。你能告诉我为什么 .tobytes() 解决了这个问题吗？

【解决方案6】：

来自 ivan_onys 的脚本产生的信号比预期的短四倍。如果卷为浮点数时返回 TypeError，请尝试将 .tobytes() 添加到以下行。

stream.write((volume*samples).tobytes())

@mm_float32 = 32 位，8 位 = 1 字节，所以 float32 = 4 字节。当样本作为 float32 传递给 stream.write 时，字节数（持续时间）除以 4。将样本写回 .tobytes() 可纠正在写入 float32 时将样本数四等分。

【讨论】：