spectrum のインストールと動作確認（スペクトログラム，PSD による Yule Walker 法）（Python を使用）（Windows 上）

前準備

Python 3.12，Git のインストール（Windows 上）

Pythonは，プログラミング言語の１つ． Gitは，分散型のバージョン管理システム．

【手順】

1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者権限で起動する（例：Windowsキーを押し，「cmd」と入力し，「管理者として実行」を選択）

   次のコマンドを実行

   次のコマンドは，Python ランチャーとPython 3.12とGitをインストールし，Gitにパスを通すものである．

   次のコマンドでインストールされるGitは 「git for Windows」と呼ばれるものであり， Git，MinGW などから構成されている．

   winget install --scope machine Python.Launcher
   winget install --scope machine Python.Python.3.12
   winget install --scope machine Git.Git
   powershell -command "$oldpath = [System.Environment]::GetEnvironmentVariable(\"Path\", \"Machine\"); $oldpath += \";c:\Program Files\Git\cmd\"; [System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"Path\", $oldpath, \"Machine\")"
   

【関連する外部ページ】

• Python の公式ページ: https://www.python.org/
• Git の公式ページ: https://git-scm.com/

【サイト内の関連ページ】

• Python詳細ガイド：別ページ »

【関連項目】 Python, Git バージョン管理システム, Git の利用

parselmouth のインストール（Windows 上）

1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者権限で起動する（例：Windowsキーを押し，「cmd」と入力し，「管理者として実行」を選択）
2. pip を用いてインストール

   pip install -U spectrum
   

   

動作確認

.wav 形式のファイルからスペクトログラムを表示． スペクトログラムは，周波数と時間を，縦横の軸とするグラフ．強度を色や明るさで表すことが多い．

次で公開されているプログラムを使用

https://github.com/cokelaer/spectrum/blob/master/examples/plot_spectrogram.py

1. Windows で，コマンドプロンプトを管理者権限で起動する（例：Windowsキーを押し，「cmd」と入力し，「管理者として実行」を選択）
2. 公式ページから parselmouth のファイルをダウンロード

   cd /d c:%HOMEPATH%
   rmdir /s /q spectrum
   git clone --recursive https://github.com/cokelaer/spectrum
   

   
3. numpy, matplotlib, seaborn のインストール

   pip install -U numpy matplotlib seaborn
   

   
4. スペクトログラムの表示

   次のページで公開されているプログラムを使用している．

   https://github.com/cokelaer/spectrum/blob/master/examples/plot_spectrogram.py

   次のコマンドを実行

   cd /d c:%HOMEPATH%
   cd spectrum
   jupyter qtconsole
   

   
5. Python プログラムの実行

   Python プログラムの実行

   • Windows では python （Python ランチャーは py）
   • Ubuntu では python3

   Python 開発環境（Jupyter Qt Console, Jupyter ノートブック (Jupyter Notebook), Jupyter Lab, Nteract, Spyder, PyCharm, PyScripterなど）も便利である．

   Python のまとめ: 別ページ »にまとめ

   python
   

   from spectrum import Spectrogram, readwav
   data, samplerate = readwav("src/spectrum/data/dolphins.wav")
   
   p = Spectrogram(data, ws=128, W=4096, sampling=samplerate)
   p.periodogram()
   p.plot()
   

   
6. PSD による Yule Walker 法

   次のページで公開されているプログラムを使用している．

   https://github.com/cokelaer/spectrum/blob/master/examples/plot_yule.py

   次のコマンドを実行

   cd /d c:%HOMEPATH%
   cd spectrum
   jupyter qtconsole
   

   

   Python プログラムを実行する

   from spectrum import pyule
   from scipy.signal import lfilter
   from pylab import plot, mean, log10, randn
   from numpy import array
   allpsds = []
   
   # ARフィルタ係数のリスト
   a = array([1,-2.2137,2.9403,-2.1697,0.9606])
   
   for this in range(1000):
   # ノイズを含むデータ
       x = lfilter([1], a, randn(1, 1024))
       p = pyule(x[0],4, scale_by_freq=False, NFFT=256)
       p.plot(color='gray', alpha=0.1)
       allpsds.append(p.psd)
   
   plot(p.frequencies(), 10*log10(mean(allpsds, axis=0)), "red")