[python] 파이썬으로 오디오 파일의 특정 주파수 대역을 제거하는 방법

22 Nov 2023

python

오디오 파일에서 특정 주파수 대역을 제거하는 것은 음향 처리나 오디오 신호 처리를 하는데 유용한 작업입니다. 이번 포스트에서는 파이썬을 사용하여 오디오 파일에서 특정 주파수 대역을 제거하는 방법을 알아보겠습니다.

1. 필요한 라이브러리 설치

먼저, 이 작업을 수행하기 위해 다음과 같은 라이브러리가 필요합니다.

numpy: 배열 처리를 위한 라이브러리
scipy: 신호 처리를 위한 라이브러리
matplotlib: 결과를 시각화하기 위한 라이브러리

해당 라이브러리들을 다음 명령어로 설치해 주세요.

pip install numpy scipy matplotlib

2. 오디오 파일 불러오기

먼저, 오디오 파일을 불러와야 합니다. 이 작업을 위해 scipy 라이브러리의 wavfile 모듈을 사용할 것입니다.

from scipy.io import wavfile

# 오디오 파일 경로
audio_file = 'audio.wav'

# 오디오 파일 불러오기
sample_rate, audio_data = wavfile.read(audio_file)

3. 주파수 대역 제거하기

오디오 데이터를 FFT(Fast Fourier Transform)을 사용하여 주파수 영역으로 변환한 후, 특정 주파수 대역의 값을 제거할 수 있습니다.

import numpy as np

# FFT 수행
freq_data = np.fft.fft(audio_data)

# 제거할 주파수 대역 설정
start_freq = 100 # 제거할 시작 주파수
end_freq = 1000 # 제거할 끝 주파수

# 주파수 대역 제거
freq_data[start_freq:end_freq] = 0

# 역 FFT 수행하여 시간 영역으로 변환
filtered_audio = np.fft.ifft(freq_data)

4. 결과 확인하기

마지막으로, 결과를 확인하기 위해 시간 영역과 주파수 영역에서 오디오 데이터를 시각화해 보겠습니다.

import matplotlib.pyplot as plt

# 시간 영역에서의 오디오 데이터 시각화
time = np.arange(0, len(audio_data))/sample_rate

plt.figure()
plt.plot(time, audio_data)
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Original Audio')
plt.show()

# 주파수 영역에서의 오디오 데이터 시각화
freq = np.fft.fftfreq(len(audio_data), d=1/sample_rate)

plt.figure()
plt.plot(freq, np.abs(freq_data))
plt.xlabel('Frequency (Hz)')
plt.ylabel('Magnitude')
plt.title('Frequency Domain')
plt.show()

# 주파수 대역 제거 후의 오디오 데이터 시각화
plt.figure()
plt.plot(time, np.real(filtered_audio))
plt.xlabel('Time (s)')
plt.ylabel('Amplitude')
plt.title('Filtered Audio')
plt.show()

5. 결과 및 참고 문헌

이번 포스트에서는 파이썬을 사용하여 오디오 파일에서 특정 주파수 대역을 제거하는 방법을 알아보았습니다. 이를 활용하면 음향 신호 처리나 음악 프로세싱 등 다양한 응용분야에서 유용하게 사용할 수 있습니다.

이 작업에 대한 더 자세한 내용은 다음 문헌들을 참고하시기 바랍니다.