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逆フーリエ変換によるsounddevice上のとんでもない音割れ

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目的・方法

録音したピアノの音色を録音し、これを一度フーリエ変換してから周波数の調整(今回はraw materialとフーリエ変換→逆フーリエ変換を施したmaterialの比較の為いったん省略)をして、逆フーリエ変換をして戻した音の素材をpythonのsounddeviceを用いて再生し、聞き比べをする。これにより二者の比較をし音の再現度を確認したい。

問題

以下のコードを実行したところ、凄まじい音割れを起こした音が帰ってきた(例えて言うなら、エレキギターの様な音)。念のためmatplotlibを利用し二者の波形を表示し見比べてみたが、ほとんど差は確認されなかった。

該当コード(上にも述べた通り周波数調整の該当箇所はコメントアウトしている):

import wave as wave
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
import scipy.signal as sp
import sounddevice as sd

file=wave.open('/Users/***/Desktop/Musica/doremi.wav')

data=file.readframes(file.getnframes())
data=np.frombuffer(data, dtype=np.int16)
data=data[::2]

duration=file.getnframes()/file.getframerate()

f, t, stft_i=sp.stft(data, fs=file.getframerate(), window='hann', nperseg=512, noverlap=256)
#stft_i[round(2*len(stft_i)/8):,:]=0
#stft_i[:round(len(stft_i)/50),:]=0

t, istft_i=sp.istft(stft_i, fs=file.getframerate(), window='hann', nperseg=512, noverlap=256)

plt.title('Subtracted Voice Wave')
plt.xlabel('time(s)')
plt.ylabel('intensity(Pa)')
plt.plot(t, istft_i, color='navy')
plt.show()

x_list=[]
for i in range(len(data)):
    x_list.append(duration*i/len(data))
x=np.array(x_list)

plt.title('Voice Wave')
plt.xlabel('time(s)')
plt.ylabel('intensity(Pa)')
plt.plot(x, data, color='lightseagreen')
plt.show()

sd.play(istft_i, file.getframerate())
print('NOW PLAYING...')
sd.wait()

二者の波形図(lightseagreenがraw material、navyがフーリエ/逆フーリエ変換を施した音):
イメージ説明
イメージ説明

質問

①縦軸のintensityが少し変わっています。いじった記憶はないですが、何故こうしたことが起きるのでしょうか。
②質問①の他に原因があるとすれあば、どの様な理由で音割れが起きるのでしょうか。

素人質問で恐縮ですが、お力添え頂ける箇所が御座いましたら、宜しくお願い申し上げます。

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  • jbpb0

    2020/12/01 16:45

    https://github.com/EnsekiTT/blog/blob/master/20171026_STFT/STFT.ipynb
    の「戻しておかないとすごい音がする」と同じ処理を追加したら、いかがでしょうか?

    キャンセル

  • kay_ventris4

    2020/12/01 22:10

    有難う御座います。解決しました。自己解決欄にも修正を貼っておきます。

    キャンセル

回答 1

check解決した方法

0

2バイトのデータに変換が出来ていませんでした。

istft_i=istft_i.astype(np.int16)


これでokです。

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