Python SciPy signal.gammatone用法及代码示例

本文简要介绍 python 语言中 scipy.signal.gammatone 的用法。

用法:

scipy.signal.gammatone(freq, ftype, order=None, numtaps=None, fs=None)#

Gammatone 滤波器设计。

此函数计算 FIR 或 IIR 伽马调数字滤波器 [1] 的系数。

参数 ：：

freq： 浮点数

滤波器的中心频率(以与 fs 相同的单位表示)。

ftype： {‘fir’, ‘iir’}

函数生成的过滤器类型。如果‘fir’，该函数将生成一个 N 阶 FIR gammatone 滤波器。如果‘iir’，该函数将生成一个 8 阶数字 IIR 滤波器，建模为 4 阶 gammatone 滤波器。

order： 整数，可选

过滤器的顺序。仅在 ftype='fir' 时使用。默认值为 4 以模拟人类听觉系统。必须介于 0 和 24 之间。

numtaps： 整数，可选

过滤器的长度。仅在使用时ftype='fir'.默认为fs*0.015如果fs大于 1000, 15 如果fs小于或等于 1000。

fs： 浮点数，可选

信号的采样频率。频率必须介于 0 和fs/2.默认值为 2。

返回 ：：

b, a： 数组，数组

滤波器的分子 (b) 和分母 (a) 多项式。

抛出 ：：

ValueError

如果频率小于或等于 0 或大于或等于fs/2， 如果类型不是 ‘fir’ 或 ‘iir’，如果次序小于或等于 0 或大于 24 时ftype='fir'

参考：

[1]

Slaney, Malcolm，“Patterson-Holdsworth 听觉滤波器组的有效实现”，Apple Computer Technical Report 35, 1993, pp.3-8, 34-39。

例子：

以 440 Hz 为中心的 16 个样本四阶 FIR Gammatone 滤波器

>>> from scipy import signal
>>> signal.gammatone(440, 'fir', numtaps=16, fs=16000)
(array([ 0.00000000e+00,  2.22196719e-07,  1.64942101e-06,  4.99298227e-06,
    1.01993969e-05,  1.63125770e-05,  2.14648940e-05,  2.29947263e-05,
    1.76776931e-05,  2.04980537e-06, -2.72062858e-05, -7.28455299e-05,
   -1.36651076e-04, -2.19066855e-04, -3.18905076e-04, -4.33156712e-04]),
   [1.0])

IIR Gammatone 滤波器以 440 Hz 为中心

>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> import numpy as np

>>> b, a = signal.gammatone(440, 'iir', fs=16000)
>>> w, h = signal.freqz(b, a)
>>> plt.plot(w / ((2 * np.pi) / 16000), 20 * np.log10(abs(h)))
>>> plt.xscale('log')
>>> plt.title('Gammatone filter frequency response')
>>> plt.xlabel('Frequency')
>>> plt.ylabel('Amplitude [dB]')
>>> plt.margins(0, 0.1)
>>> plt.grid(which='both', axis='both')
>>> plt.axvline(440, color='green') # cutoff frequency
>>> plt.show()