Python 产生的正弦波声音嗡嗡或'；正方形'；而不是正弦

早些时候我问了一个类似的问题，但我把问题弄得比必须的复杂。我正在生成一个100 hz的正弦波，然后使用simpleaudio进行播放。
注意：我在将波形编码为.wav文件时遇到了这个问题。听起来与简单音频完全相同。将频道从2更改为1也会更改声音，但无法解决此问题

要安装简单音频：

sudo apt-get install -y python3-dev libasound2-dev
python -m pip install simpleaudio

独立代码：

import numpy as np
import simpleaudio as sa
import matplotlib.pyplot as plt

def generate_sine_tone(numsamples, sample_time, frequency):
    t = np.arange(numsamples) * sample_time # Time vector
    signal = 8388605*np.sin(2*np.pi * frequency*t)
    return signal

if __name__ == "__main__":
    duration = 1
    samprate = 44100 # Sampling rate
    numsamples = samprate*duration# Sample count
    st = 1.0 / samprate # Sample time
    t = np.arange(numsamples) * st # Time vecto

    nchannels = 2
    sampwidth = 3

    signal = generate_sine_tone(numsamples, st, 100)
    signal2 = np.asarray([ int(x) for x in signal ])

    play_obj = sa.play_buffer(signal2, nchannels, sampwidth, samprate)
    print(signal2)
    plt.figure(0)
    plt.plot(signal2)
    plt.show()

在命令行中运行该命令将生成一个1秒（44100个采样）的正弦波图，即正弦波的100个周期。它也会将声音播放到扬声器中，因此在运行前请将系统声音调低一点

我关于这个问题的其他帖子：

预期声音：
接收到的声音（大约）：

---

这个问题让我非常恼火，我非常感谢能提供的任何帮助。

这里有两个问题

较小的一点是，您正在创建单个阵列并将其播放，就像播放立体声一样。您需要设置

nchannels=1

（或者通过创建一个包含两列的数组来复制所有值）

另一个问题是试图创建24位样本。很少有人有足够好的设备和足够好的耳朵来区分24位和16位音频。使用2的示例宽度使事情变得更容易。如果愿意，您可以生成24位样本，并将其规格化为16位以便播放：

signal*=32767/np.max（np.abs（signal））

此代码有效

import numpy as np
import simpleaudio as sa

def generate_sine_tone(numsamples, sample_time, frequency):
    t = np.arange(numsamples) * sample_time # Time vector
    signal = 32767*np.sin(2*np.pi * frequency*t)
    return signal

duration = 1
samprate = 44100 # Sampling rate  
numsamples = samprate*duration# Sample count
st = 1.0 / samprate # Sample time

nchannels = 1
sampwidth = 2

signal = generate_sine_tone(numsamples, st, 100)
signal2 = signal.astype(np.int16)
#signal2 = np.asarray([ int(x) for x in signal ])

play_obj = sa.play_buffer(signal2, nchannels, sampwidth, samprate)
play_obj.wait_done()

---

这里有两个问题

较小的一点是，您正在创建单个阵列并将其播放，就像播放立体声一样。您需要设置

nchannels=1

（或者通过创建一个包含两列的数组来复制所有值）

另一个问题是试图创建24位样本。很少有人有足够好的设备和足够好的耳朵来区分24位和16位音频。使用2的示例宽度使事情变得更容易。如果愿意，您可以生成24位样本，并将其规格化为16位以便播放：

signal*=32767/np.max（np.abs（signal））

此代码有效

import numpy as np
import simpleaudio as sa

def generate_sine_tone(numsamples, sample_time, frequency):
    t = np.arange(numsamples) * sample_time # Time vector
    signal = 32767*np.sin(2*np.pi * frequency*t)
    return signal

duration = 1
samprate = 44100 # Sampling rate  
numsamples = samprate*duration# Sample count
st = 1.0 / samprate # Sample time

nchannels = 1
sampwidth = 2

signal = generate_sine_tone(numsamples, st, 100)
signal2 = signal.astype(np.int16)
#signal2 = np.asarray([ int(x) for x in signal ])

play_obj = sa.play_buffer(signal2, nchannels, sampwidth, samprate)
play_obj.wait_done()

---

simpleudio.play_buffer（）

函数不会转换数据。它只接受确切的内存缓冲区（即，它从您提供的对象获得的缓冲区），并将其解释为您声称它包含的内容。在程序中，对缓冲区包含的内容（2*3字节项）的描述与实际包含的内容（1*8字节项）不同。不幸的是，在您的示例程序中，这不会导致错误，因为您提供给它的缓冲区的大小恰好是6的精确倍数，即您声称内存缓冲区项的大小（以字节为单位）。如果您再尝试一个示例，numsamples=44101，您将得到一个错误，因为44101*8不能被6整除：

ValueError: Buffer size (in bytes) is not a multiple of bytes-per-sample and the number of channels.

尝试

打印（signal2.itemsize）

显示的内容。您在调用

simpleudio.play\u buffer（）

时声称它不是3*2。如果以下条件仍然正确，则即使您尝试从Numpy获取24位缓冲区，也无法获取：

也许这就是为什么本教程告诉您仅对Numpy缓冲区使用16位数据类型的原因，请参阅

Numpy阵列可以用来存储音频，但有几个关键的 要求。如果要存储立体声音频，阵列必须具有 两列，因为每列包含一个音频数据通道。他们 还必须具有有符号16位整数数据类型和采样振幅 因此，值必须在-32768到32767的范围内

这些“缓冲区”是什么？它们是Python对象之间传递低级原始字节数据的一种方式，以及用C语言编写的库。请参见：或：

如果您想从音频数据中创建24位缓冲区，那么您必须使用其他库或低级的逐字节攻击来创建内存缓冲区，因为Numpy不会为您这样做。但您可能可以使用dtype=numpy.float32来获取每个通道具有4字节采样的32位浮点。Simpleaudio从样本量中检测到这一点，例如，对于Alsa：

这有点像用一辆车的重量来确定它是一辆汽车，一辆摩托车还是一辆自行车。这是可行的，但如果只被问及车辆的重量，而完全不被问及车辆的类型，可能会感到奇怪

---

所以。要修复程序，请使用

asarray（）

的

dtype

参数将数据转换为所需的缓冲区格式，并在

play\u buffer（）

中声明正确的格式。或者从正弦生成中删除比例因子8388605，用您实际需要的任何东西替换它，并将其放置在格式规范附近。

函数

simpleudio.play_buffer（）

不会转换您的数据。它只接受确切的内存缓冲区（即，它从您提供的对象获得的缓冲区），并将其解释为您声称它包含的内容。在程序中，对缓冲区包含的内容（2*3字节项）的描述与实际包含的内容（1*8字节项）不同。不幸的是，在您的示例程序中，这不会导致错误，因为您提供给它的缓冲区的大小恰好是6的精确倍数，即您声称内存缓冲区项的大小（以字节为单位）。如果您再尝试一个示例，numsamples=44101，您将得到一个错误，因为44101*8不能被6整除：

ValueError: Buffer size (in bytes) is not a multiple of bytes-per-sample and the number of channels.

尝试

打印（signal2.itemsize）

显示的内容。您在调用

simpleudio.play\u buffer（）

时声称它不是3*2。如果以下条件仍然正确，则即使您尝试从Numpy获取24位缓冲区，也无法获取：

也许这就是为什么教程告诉您只需为Numpy b使用16位数据类型