python中去噪函数 python 小波去噪
python中的filter函数怎么用
python filter内建函数
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filter函数是python内建函数,可以操作任何可迭代类型,如list,tuple,string.
filter需要带上一个函数function和一个可迭代序列作为参数。filter()将调用该function作用于每一个可迭代序列的元素,并返回一个由该function验证后返回值为true的元素组成新的可迭代序列,新序列的类型保持与filter参数序列的类型一致
2.filter与数字
下面用这个例子来说明:
#建个数字列表
numbers = [1,5,9,8,4,6,3,7]
#定义一个过滤标准,取小于5的数
def lessThanFive(element):
return element 5
print filter(lessThanFive, numbers)
输出结果是列表:[1,4,3]
解说:此处的过滤函数lessThanFive必需带入一个参数(filter()会调用lessThanFive,参数是列表nembers中的每一个元素,一次一个)。filter()返回所有值都是小于5的列表
3.filter与字符串
下面用如下例子说明:
#定义元组类型
names = ('Jack', 'Jill, 'Steve', '')
#筛选出名字
new_names = filter(None, names)
print new_names
输出结果是元组:
('Jack', 'Jill, 'Steve')
在元组names最后一个名字是空字符串,而filter的第一个参数是None,这说明需要使用identity函数(该函数是简单的返回该元素的)
因为python对空字符串,0和None作为False,所以上面的filter的语句就是移除空元素。
4.filter和函数
目的:找出以J开头的名字
def startsWithJ(element):
if element:
return element[0] == 'J'
return False
j_names = filter(startsWithJ, names)
print j_names
输出结果是元组:('Jack', 'Jill')
注意到了吗,上面的2个结果都是tuple而不是list,再一次说明fliter的返回值类型与参数序列的类型保持一致
Python 简单的扩音,音频去噪,静音剪切
数字信号是通过对连续的模拟信号采样得到的离散的函数。它可以简单看作一个以时间为下标的数组。比如,x[n],n为整数。比如下图是一个正弦信号(n=0,1, ..., 9):
对于任何的音频文件,实际上都是用这种存储方式,比如,下面是对应英文单词“skip”的一段信号(只不过由于点太多,笔者把点用直线连接了起来):
衡量数字信号的 能量(强度) ,只要简单的求振幅平方和即可:
我们知道,声音可以看作是不同频率的正弦信号叠加。那么给定一个声音信号(如上图),怎么能够知道这个信号在不同频率区段上的强度呢?答案是使用离散傅里叶变换。对信号x[n], n=0, ..., N-1,通常记它的离散傅里叶变换为X[n],它是一个复值函数。
比如,对上述英文单词“skip”对应的信号做离散傅里叶变换,得到它在频域中的图像是:
可以看到能量主要集中在中低音部分(约16000Hz以下)。
在频域上,也可以计算信号的强度,因为根据Plancherel定理,有:
对于一般的语音信号,长度都至少在1秒以上,有时候我们需要把其中比如25毫秒的一小部分单独拿出来研究。将一个信号依次取小段的操作,就称作分帧。技术上,音频分帧是通过给信号加一系列的 窗 函数 实现的。
我们把一种特殊的函数w[n],称作窗函数,如果对所有的n,有0=w[n]=1,且只有有限个n使得w[n]0。比如去噪要用到的汉宁窗,三角窗。
汉宁窗
三角窗
我们将平移的窗函数与原始信号相乘,便得到信号的“一帧”:
w[n+d]*x[n]
比如用长22.6毫秒的汉宁窗加到“skip”信号大约中间部位上,得到一帧的信号:
可见除一有限区间之外,加窗后的信号其他部分都是0。
对一帧信号可以施加离散傅里叶变换(也叫短时离散傅里叶变换),来获取信号在这一帧内(通常是很短时间内),有关频率-能量的分布信息。
如果我们把信号按照上述方法分成一帧一帧,又将每一帧用离散傅里叶变换转换到频域中去,最后将各帧在频域的图像拼接起来,用横坐标代表时间,纵坐标代表频率,颜色代表能量强度(比如红色代表高能,蓝色代表低能),那么我们就构造出所谓 频谱图 。比如上述“skip”发音对应的信号的频谱图是:
(使用5.8毫秒的汉宁窗)
从若干帧信号中,我们又可以恢复出原始信号。只要我们适当选取窗口大小,以及窗口之间的平移距离L,得到 ..., w[n+2L], w[n+L], w[n], w[n-L], w[n-2L], ...,使得对k求和有:
从而简单的叠加各帧信号便可以恢复出原始信号:
最后,注意窗函数也可以在频域作用到信号上,从而可以起到取出信号的某一频段的作用。
下面简单介绍一下3种音效。
1. 扩音
要扩大信号的强度,只要简单的增大信号的“振幅”。比如给定一个信号x[n],用a1去乘,便得到声音更大的增强信号:
同理,用系数0a1去乘,便得到声音变小的减弱信号。
2. 去噪(降噪)
对于白噪音,我们可以简单的用“移动平均滤波器”来去除,虽然这也会一定程度降低声音的强度,但效果的确不错。但是,对于成分较为复杂,特别是频段能量分布不均匀的噪声,则需要使用下面的 噪声门 技术,它可以看作是一种“多带通滤波器”。
这个特效的基本思路是:对一段噪声样本建模,然后降低待降噪信号中噪声的分贝。
更加细节的说,是在信号的若干频段f[1], ..., f[M]上,分别设置噪声门g[1], ..., g[M],每个门都有一个对应的阈值,分别是t[1], ..., t[M]。这些阈值时根据噪声样本确定的。比如当通过门g[m]的信号强度超过阈值t[m]时,门就会关闭,反之,则会重新打开。最后通过的信号便会只保留下来比噪声强度更大的声音,通常也就是我们想要的声音。
为了避免噪声门的开合造成信号的剧烈变动,笔者使用了sigmoid函数做平滑处理,即噪声门在开-关2个状态之间是连续变化的,信号通过的比率也是在1.0-0.0之间均匀变化的。
实现中,我们用汉宁窗对信号进行分帧。然后对每一帧,又用三角窗将信号分成若干频段。对噪声样本做这样的处理后,可以求出信号每一频段对应的阈值。然后,又对原始信号做这样的处理(分帧+分频),根据每一帧每一频段的信号强度和对应阈值的差(diff = energy-threshold),来计算对应噪声门的开合程度,即通过信号的强度。最后,简单的将各频段,各帧的通过信号叠加起来,便得到了降噪信号。
比如原先的“skip”语音信号频谱图如下:
可以看到有较多杂音(在高频,低频段,蓝色部分)。采集0.25秒之前的声音作为噪声样本,对信号作降噪处理,得到降噪后信号的频谱图如下:
可以明显的看到大部分噪音都被清除了,而语音部分仍完好无损,强度也没有减弱,这是“移动平均滤波器”所做不到的。
3. 静音剪切
在对音频进行上述降噪处理后,我们还可以进一步把多余的静音去除掉。
剪切的原理十分简单。首先用汉宁窗对信号做分帧。如果该帧信号强度过小,则舍去该帧。最后将保留的帧叠加起来,便得到了剪切掉静音部分的信号。
比如,对降噪处理后的“skip”语音信号做静音剪切,得到的新信号的频谱图为:
python里的问题 ,pywt.dwt(signal,'db1','sym')这个函数
噪声能获取吗?好吧。你可以试试减一减。不过你的测试用例不太对。 尽量用有规律的数据去做。
比如你可以做一个正弦函数,再人为的加上一点点扰动。再做小波变换看看。另外数据要多些。太短的数据看不出效果来。
至于变换后是两个4,我想等你数据弄多些就明白了。 数据多些,就容易做图。你把变换后的数据变成图形,画出来。可以用EXCEL来画。
这样一对比就明白变换后的两个4数组是什么数据。 然后你就可以针对性的处理。取得噪声也是可以的。
通常来讲噪声是没有规律的。 但是不排除它是另外一种规律迭加上去的。 试试看。
3种python3的canny边缘检测之静态,可调节和自适应
先看高级版的python3的canny的自适应边缘检测:
内容:
1 canny的边缘检测的介绍。
2 三种方法的canny的边缘检测,由浅入深地介绍:固定值的静态,可自调节的,自适应的。
说明:
1 环境:python3.8、opencv4.5.3和matplotlib3.4.3。
2 图片:来自品阅网正版免费图库。
3 实现自适应阈值的canny边缘检测的参考代码和文章:
上述的代码,本机均有报错,故对代码进行修改,注释和运行。
初级canny:
1 介绍:opencv中给出了canny边缘检测的接口,直接调用:
即可得到边缘检测的结果ret,其中,t1,t2是需要人为设置的阈值。
2 python的opencv的一行代码即可实现边缘检测。
3 Canny函数及使用:
4 Canny边缘检测流程:
去噪 -- 梯度 -- 非极大值抑制 -- 滞后阈值
5 代码:
6 操作和过程:
7 原图:
8 疑问:
ret = cv2.canny(img,t1,t2),其中,t1,t2是需要人为设置的阈值,一般人怎么知道具体数值是多少,才是最佳的呀?所以,这是它的缺点。
中级canny:
1 中级canny,就是可调节的阈值,找到最佳的canny边缘检测效果。
2 采用cv2.createTrackbar来调节阈值。
3 代码:
4 操作和效果:
5 原图:
高级canny:
1 自适应canny的算法:
ret = cv2.canny(img,t1,t2)
即算法在运行过程中能够自适应地找到较佳的分割阈值t1,t2。
2 文件结构:
3 main.py代码:
4 dog.py代码:
5 bilateralfilt.py代码:
6 原图:
7 效果图:本文第一个gif图,此处省略。
小结:
1 本文由浅入深,总结的很好,适合收藏。
2 对于理解python的opencv的canny的边缘检测,很有帮助。
3 本文高级版canny自适应的算法参考2篇文章,虽然我进行代码的删除,注释,修改,优化等操作,故我不标注原创,对原作者表达敬意。
4 自己总结和整理,分享出来,希望对大家有帮助。
网站标题:python中去噪函数 python 小波去噪
标题链接:http://scyanting.com/article/hiosch.html