【數據分析day05】Scipy讀/寫.mat文件,wav,mp3

• 讀取png文件命名爲“moon”(df)，降噪後處理成“moon_cleaned”（df）,並將兩個df數據存儲到.mat文件中
• mat ：標準二進制文件
• 常規圖片讀取用"plt.imread"
• mat文件讀取用 scipy.io 庫的 .loadmat() 和.savemat()

moon (df)

降噪後的moon_cleaned （df）

導入： import scipy.io as spio

讀寫.mat 文件

寫入 .savemat()

將上面兩個df數據，存儲到“moon_cleaned.mat”文件中，分佈命名爲{‘moon_cleaned’和’moon_origin’

import scipy.io as spio

spio.savemat('moon_cleaned.mat', mdict={'moon_cleaned': moon_cleaned,  'moon_origin': moon})

讀取 .loadmat()

讀取上面的“moon_cleaned.mat”文件

data = spio.loadmat('./moon_cleaned.mat')
data

可分別取df,這裏取‘moon_origin’爲例：

data['moon_origin']	

wav

使用scipy處理wav文件

• WAV爲微軟公司（Microsoft)開發的一種聲音文件格式，音質好
• 單聲道是一維矩陣，立體聲（雙聲道）是二維
• 標準的採樣頻率爲：11.025kHz（語音效果）、22.05kHz（音樂效果）、44.1kHz（高保真效果）
• 導包：from scipy.io import wavfile

讀 wavfile.read(）

	from scipy.io import wavfile
	
	# 返回值爲元組，分別爲：“採樣頻率： 和 ”數據“
	_, deng = wavfile.read('../data/鄧紫棋-喜歡你.wav')

wav的音樂文件, 數據類型必須是int16，取值範圍： -32768 ~ +32767

查看矩陣形狀

deng.shape

10776444 / 44100 剩下的是秒數

#算分鐘數
10776444 / 44100 / 60

4.072分鐘 相當於 4分42秒

截取一半的音頻只需要 len(deng)//2 (整除)

再讀取另一首歌

_, lin = wavfile.read('../data/林俊杰-愛不會絕跡.wav')
lin

拼接 np.vstack()

將兩首歌各自截取一半，再拼接成一首歌

# 拼接
mix_music = np.vstack((deng[:len(deng)// 2], lin[:len(lin)//2]))

寫 wavfile.write(）

# 導出
wavfile.write('mix_music.wav', 44100, mix_music)

MP3

使用pydub+ ffmpeg處理mp3文件

• 需要安裝pydub
• ffmpeg需要下載,並解壓將3個文件放至Python安裝目錄中的bin目錄下,然後還要配置環境變量
• pydup中的AudioSegment可以處理mp3文件

導包：

from pydub import AudioSegment

讀： AudioSegment.from_mp3()

jing = AudioSegment.from_mp3('../data/難唸的經.mp3')
type(jing)

返回一個AudioSegment對象

可直接運行播放音頻（需要等一陣子）

jing

獲取原始數據

jing_data = jing.get_array_of_samples()

注意：這裏不要直接打印它（因爲數據特別長，可能會卡死）

查看一下類型

type(jing_data)

轉換成 ndarray

# 轉化爲ndarray
jing_ndarray = np.array(jing_data.tolist())		

查看形狀

jing_ndarray.shape

查看類型

jing_ndarray.dtype

轉化爲wav： wavfile.write（）

wavfile.write('經.wav', 44100, jing_ndarray.reshape(-1, 2).astype(np.int16))

轉換後 4M --> 40+M


導入另一首歌 並 查看時長

love = AudioSegment.from_mp3('../data/Love Story.mp3')
love.duration_seconds

返回的是秒

切片的時候切的是音樂的時長, 單位是毫秒.
先算出兩首歌的時長毫秒數

jing.duration_seconds * 1000

love.duration_seconds * 1000

裁剪（就是按毫秒切片）

# 切片的時候切的是音樂的時長, 單位是毫秒.
jing[: 20000]

剪輯合併各一半的兩首歌

mix = jing[: 269609 // 2] + love[: 234527 // 2]
mix

導出 export（）

mix.export('./mix.mp3')