पायथन, पिच ऑफसेट और पियानोप्यूटर

अनुवादक से:



मेरे द्वारा आपको पढ़ा गया लेख नया नहीं है - यह 29 मार्च को प्रकाशित हुआ था। लेकिन रेडिट पर यह कुछ दिनों पहले ही पोस्ट किया गया था, और वह निश्चित रूप से अपनी प्रासंगिकता नहीं खोती थी। इसकी रुचि यह है कि लेखक एक सरल और संक्षिप्त उदाहरण का उपयोग करते हुए, तीन बड़े और लोकप्रिय पुस्तकालयों के व्यावहारिक अनुप्रयोग का प्रदर्शन करता है: सुन्न, डरावना और pygame। कई लोगों ने पहले दो के बारे में सुना है, लेकिन वैज्ञानिक कार्यों के संदर्भ में अधिक से अधिक, इसलिए उनके आवेदन को "साधारण" जीवन में देखना दिलचस्प है। लेख के अंत में परिणाम का एक शानदार वीडियो प्रदर्शन है, कम से कम यह निश्चित रूप से देखने लायक है।



लेखक का कोड अपरिवर्तित रूप से सहेजा गया था, इस तथ्य के बावजूद कि इसे PEP-8 के अनुसार डिज़ाइन नहीं किया गया था और मैं इसकी वैधता के लिए प्रतिज्ञा नहीं कर सकता। एक तरीका या दूसरा, वास्तविक कार्य कोड GitHub पर है, आपको लेख के अंत में लिंक मिलेगा।



ध्वनि रिकॉर्ड करें, टोन को 50 बार बदलें, और प्रत्येक नई ध्वनि को कंप्यूटर कीबोर्ड पर एक कुंजी दें। यह Pianoputer को बंद कर देगा!







ध्वनि को मूल्यों की एक सरणी (या सूची, सूची ) के रूप में एन्कोड किया जा सकता है: कुछ इस तरह से:







इस ध्वनि को दो बार तेज चलाने के लिए, सरणी में प्रत्येक दूसरे मान को हटा दें:







ऐसा करने के बाद, हमने न केवल ध्वनि की अवधि को आधा कर दिया, बल्कि इसकी आवृत्ति को दोगुना कर दिया, इसलिए इसका स्वर ऊंचा हो गया।



इसके विपरीत, यदि आप प्रत्येक मान को दोहराते हैं, तो आपको धीमी ध्वनि मिलेगी, लंबी अवधि के साथ, और इसलिए, निम्न स्वर:







यहाँ एक साधारण पायथन फ़ंक्शन है जो संचरित गुणांक के अनुसार ध्वनि की गति को बदलता है:

import numpy as np def speedx(sound_array, factor): """ Multiplies the sound's speed by some `factor` """ indices = np.round( np.arange(0, len(snd_array), factor) ) indices = indices[indices < len(snd_array)].astype(int) return sound_array[ indices.astype(int) ]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

टोन को बनाए रखना (ध्वनि को खींचना), या अवधि को बदलते समय (टोन शिफ्ट) को बनाए रखना अधिक कठिन है।

ध्वनि में खिंचाव

आप क्लासिक चरण वोकोडर विधि का उपयोग करके ध्वनि को बढ़ा सकते हैं। सबसे पहले, हम ध्वनि को टुकड़े टुकड़े करने में तोड़ते हैं, और फिर उन्हें स्थानांतरित करते हैं ताकि वे अधिक (ध्वनि को कम करने के लिए) या कम (इसे फैलाने के लिए), जैसा कि चित्र में है:







यहां कठिनाई यह है कि स्थानांतरित टुकड़े खराब तरीके से बातचीत कर सकते हैं, और ऐसा होने से रोकने के लिए एक निश्चित चरण परिवर्तन आवश्यक है। यहाँ पाइथन कोड स्वतंत्र रूप से यहाँ से फिर से लिखा गया है :

 def stretch(sound_array, f, window_size, h): """ Stretches the sound by a factor `f` """ phase = np.zeros(window_size) hanning_window = np.hanning(window_size) result = np.zeros( len(sound_array) /f + window_size) for i in np.arange(0, len(sound_array)-(window_size+h), h*f): # two potentially overlapping subarrays a1 = sound_array[i: i + window_size] a2 = sound_array[i + h: i + window_size + h] # resynchronize the second array on the first s1 = np.fft.fft(hanning_window * a1) s2 = np.fft.fft(hanning_window * a2) phase = (phase + np.angle(s2/s1)) % 2*np.pi a2_rephased = np.fft.ifft(np.abs(s2)*np.exp(1j*phase)) # add to result i2 = int(i/f) result[i2 : i2 + window_size] += hanning_window*a2_rephased result = ((2**(16-4)) * result/result.max()) # normalize (16bit) return result.astype('int16')
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

टोन ऑफसेट

ध्वनि खींचने के बाद, टोन को शिफ्ट करना आसान है। एक उच्च स्वर प्राप्त करने के लिए, हम ध्वनि को बढ़ाते हैं, स्वर को बनाए रखते हैं, और फिर परिणाम में तेजी लाते हैं ताकि अंतिम ध्वनि की लंबाई मूल के समान हो, लेकिन गति में बदलाव के कारण उच्च स्वर।



ध्वनि की आवृत्ति को दोगुना करने से टोन एक ऑक्टेव, या 12 सेमीटाउन बढ़ेगा। इस प्रकार, n आधे टन द्वारा टोन बढ़ाने के लिए, आपको पिच को 2 ^ (n / 12) से गुणा करना होगा:

 def pitchshift(snd_array, n, window_size=2**13, h=2**11): """ Changes the pitch of a sound by ``n`` semitones. """ factor = 2**(1.0 * n / 12.0) stretched = stretch(snd_array, 1.0/factor, window_size, h) return speedx(stretched[window_size:], factor)
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

आवेदन: Pianoputer

आइए हमारे नए बीकन डिसप्लेज़र को आज़माएं। शुरू करने के लिए, कटोरा को मारें:







फिर बहुत कम से बहुत ऊँची 50 व्युत्पन्न ध्वनियाँ बनाएँ:

 from scipy.io import wavfile fps, bowl_sound = wavfile.read("bowl.wav") tones = range(-25,25) transposed = [pitchshift(bowl_sound, n) for n in tones]
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

हम इस फाइल में निर्दिष्ट आदेश का पालन करते हुए कीबोर्ड पर प्रत्येक कुंजी को एक ध्वनि प्रदान करते हैं, जैसे:







और यहाँ पायथन कोड है जो आपके कंप्यूटर को पियानो ( पियानोवादक ) में बदल देता है:

 import pygame pygame.mixer.init(fps, -16, 1, 512) # so flexible ;) screen = pygame.display.set_mode((640,480)) # for the focus # Get a list of the order of the keys of the keyboard in right order. # ``keys`` is like ['Q','W','E','R' ...] keys = open('typewriter.kb').read().split('\n') sounds = map(pygame.sndarray.make_sound, transposed) key_sound = dict( zip(keys, sounds) ) is_playing = {k: False for k in keys} while True: event = pygame.event.wait() if event.type in (pygame.KEYDOWN, pygame.KEYUP): key = pygame.key.name(event.key) if event.type == pygame.KEYDOWN: if (key in key_sound.keys()) and (not is_playing[key]): key_sound[key].play(fade_ms=50) is_playing[key] = True elif event.key == pygame.K_ESCAPE: pygame.quit() raise KeyboardInterrupt elif event.type == pygame.KEYUP and key in key_sound.keys(): key_sound[key].fadeout(50) # stops with 50ms fadeout is_playing[key] = False
      
      

        
        
        
      

    
        
        
        
      
      

        
        
        
      

    
     

वह सब है! और अब मैं आपको एक पारंपरिक तुर्की गीत बजाऊंगा ( वास्तव में नहीं। लगभग। प्रति। )!







यदि आप घर पर एक ही चीज़ की कोशिश करना चाहते हैं, तो यहां वे सभी फाइलें हैं जिनकी आपको आवश्यकता है। मुझे लगता है कि यह बहुत अच्छा होगा यदि HTML5 / JS / elm डेवलपर्स के पाठकों में से किसी ने Pianoputer का ब्राउज़र-आधारित संस्करण बनाया है, ताकि यह व्यापक दर्शकों के लिए उपलब्ध हो।



आमतौर पर, यह मुझे लगता है कि कंप्यूटर का उपयोग संगीत खेलने के लिए पर्याप्त नहीं है। मैं समझता हूं कि असली पियानो कीबोर्ड लेना या वास्तविक इंस्ट्रूमेंट रिकॉर्ड करना आसान है, लेकिन जरा गौर करें कि आप पायथन में नियमित बाउल और 60 लाइनों के साथ क्या हासिल कर सकते हैं!



यहां तक ​​कि एक सस्ते कंप्यूटर में एक पूर्ण संगीत स्टेशन बनने के लिए पर्याप्त नियंत्रण हैं: आप एक माइक्रोफोन में गा सकते हैं, एक वेबकैम के माध्यम से इशारों को दिखा सकते हैं, अपने माउस के साथ सभी प्रकार की चीजों को व्यवस्थित कर सकते हैं और कीबोर्ड से बाकी को नियंत्रित कर सकते हैं। आत्म अभिव्यक्ति के इतने सारे साधन, और सभी के लिए पायथन में एक पुस्तकालय है ... कलात्मक हैकर्स, कोई भी इस दिशा में कदम नहीं उठाना चाहता है?