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python周波数解析について

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xomit1138

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pythonを使った周波数解析について。
フーリエ変換で周波数スペクトルをグラフ表示させるところはできました。

# - coding: utf-8 -
import wave
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import csv

# 離散フーリエ変換
def dft (n0, N, g):
    G = [0.0] * N
    for k in range(N):
        for n in range(N):
            real = np.cos(2 * np.pi * k * n / N)
            imag = - np.sin(2 * np.pi * k * n / N)
            G[k] += g[n0 + n] * complex(real, imag)
    return G

def main():
    wf = wave.open("test.wav" , "r" )
    fs = wf.getframerate()                          # サンプリング周波数
    g = wf.readframes(wf.getnframes())
    g = np.frombuffer(g, dtype= "int16")/32768.0    # -1~1に正規化
    wf.close()
    n0 = 0                                          # サンプリング開始位置
    N = 256                                         # サンプル数
    G = np.fft.fft(g[n0:n0+N])                      # 高速フーリエ変換
    amp = [np.sqrt(c.real * 2 + c.imag * 2) for c in G]       # 振幅スペクトル
    flist = np.fft.fftfreq(N, d=1.0/fs)             # 周波数リスト

    print("周波数リスト" , flist)
    print("振幅スペクトル" , amp)

# CSVファイルを作成書き込み
with open('test2.csv', 'w') as csv_file:
    fieldnames = ['Hz', 'dB']
    writer = csv.DictWriter(csv_file, fieldnames=fieldnames)
    writer.writeheader()
    writer.writerow({'Hz': 10, 'dB': 50})
    writer.writerow({'Hz': 20, 'dB': 1700})

# CSVファイルを読み込む
with open('test2.csv', 'r')  as csv_file:
    reader = csv.DictReader(csv_file)
    for row in reader:
        print(row['Hz'], row['dB'])




if __name__ == '__main__':
    main()

現在のプログラムがこちらですが、# CSVファイルを作成書き込み 箇所にある
writer.writerow({'Hz': 10, 'dB': 50})の数値を、上のflist,ampをそれぞれに代入したいです。
どうすれば可能でしょうか?
最終的には得られたflist,ampの2列でcsvとして保存したいです。

プログラミングに関して全くの素人のため優しく教えていただけたら幸いです。
よろしくお願いします。

参考元URL:Pythonで音の高速フーリエ変換(FFT)

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  • firedfly

    2019/01/22 10:59 編集

    ソースコードはコードブロックにいれましょう。
    https://teratail-v2.storage.googleapis.com/uploads/contributed_images/56957fe805d9d7befa7dba6a98676d2b.gif

    あと、コードの参照元は残しておいた方がいいです。
    http://denshi.blog.jp/signal_processing/python/fft

    キャンセル

  • firedfly

    2019/01/22 13:51

    だいぶよくなりました!
    コードブロックの中身はコードそのもので、太字にするなどの文字修飾を自由にできません。
    「太文字部分の数値」がなにかわからないのでご追記くださいまし。

    キャンセル

  • firedfly

    2019/01/22 16:57

    細かいですが、コード内から ** を取り除いてください。回答者が実行したときにエラーになります。
    またURLはMarkDownのURL記法を使うと親切です。
    参考元URL:[Pythonで音の高速フーリエ変換(FFT)](http://denshi.blog.jp/signal_processing/python/fft)

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回答 1

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+1

質問文の編集、ありがとうございました。回答します。

書き込みは下の2行でできます。

for f, a in zip(flist, amp):
    writer.writerow({'Hz': f, 'dB': a})

flist, amp はそれぞれ256行なので
zip関数でひとつずつ順番に取り出してwriterow関数で書き込みます。

ただ、CSVの書き込みと読み込みもmain関数の一部ですので、下のようにインデントしてください。
そうしないとmain関数内で定義されたflistとampを参照できずにエラーとなります。

def main():
    wf = wave.open("test.wav", "r")
    fs = wf.getframerate()                          # サンプリング周波数
    g = wf.readframes(wf.getnframes())
    g = np.frombuffer(g, dtype="int16") / 32768.0    # -1~1に正規化
    wf.close()
    n0 = 0                                          # サンプリング開始位置
    N = 256                                         # サンプル数
    G = np.fft.fft(g[n0:n0 + N])                      # 高速フーリエ変換
    amp = [np.sqrt(c.real ** 2 + c.imag ** 2) for c in G]       # 振幅スペクトル
    flist = np.fft.fftfreq(N, d=1.0 / fs)             # 周波数リスト

    print("周波数リスト", flist)
    print("振幅スペクトル", amp)

    # CSVファイルを作成書き込み
    with open('test2.csv', 'w') as csv_file:
        fieldnames = ['Hz', 'dB']
        writer = csv.DictWriter(csv_file, fieldnames=fieldnames)
        writer.writeheader()
        for f, a in zip(flist, amp):
            writer.writerow({'Hz': f, 'dB': a})

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  • 2019/01/22 17:29

    回答ありがとうございます。
    reader文にならって、for文を writer.writerow({'Hz': 10, 'dB': 50})を削除し、入れてみました。
    インデントに関するエラーは出なくなったと思うのですが、違うエラーが発生しました。間違っている箇所を教えていただければ幸いです。エラー分は以下の通りです。

    Traceback (most recent call last):
    File "C:\Users\15t403\pyworks\test2.py", line 36, in <module>
    for f, a in zip(flist, amp):
    NameError: name 'flist' is not defined

    キャンセル

  • 2019/01/22 17:44 編集

    'flist' is not defined は「flist という変数は未定義だ」の意味です。
    回答本文に追記しました。

    なお、締め切りがいつかわかりませんが、急がば回れです。
    Pythonはとっつきやすいプログラミング言語ですから
    入門書(入門サイト)で自習してみてください。

    キャンセル

  • 2019/01/22 18:05

    ご親切にありがとうございました。まだまだやりたいことがあるので少しずつ勉強していこうと思います。

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