scipy.signal.

gammatone#

scipy.signal.gammatone(freq, ftype, order=None, numtaps=None, fs=None)[source]#

Gammatone 濾波器設計。

此函數計算 FIR 或 IIR Gammatone 數位濾波器的係數 [1]。

參數:

freqfloat: 濾波器的中心頻率（單位與 fs 相同）。
ftype{‘fir’, ‘iir’}: 函數產生的濾波器類型。如果為 ‘fir’，函數將產生 N 階 FIR Gammatone 濾波器。如果為 ‘iir’，函數將產生 8 階數位 IIR 濾波器，建模為 4 階 Gammatone 濾波器。
orderint, optional: 濾波器的階數。僅當 ftype='fir' 時使用。預設值為 4，以模擬人類聽覺系統。必須介於 0 到 24 之間。
numtapsint, optional: 濾波器的長度。僅當 ftype='fir' 時使用。如果 fs 大於 1000，則預設值為 fs*0.015；如果 fs 小於或等於 1000，則為 15。
fsfloat, optional: 訊號的取樣頻率。freq 必須介於 0 到 fs/2 之間。預設值為 2。

返回值:

b, andarray, ndarray: 濾波器的分子 (b) 和分母 (a) 多項式。

引發:

ValueError: 如果 freq 小於或等於 0 或大於或等於 fs/2，如果 ftype 不是 ‘fir’ 或 ‘iir’，如果當 ftype='fir' 時 order 小於或等於 0 或大於 24

另請參閱

firwin
iirfilter

參考文獻

[1]

Slaney, Malcolm, “An Efficient Implementation of the Patterson-Holdsworth Auditory Filter Bank”, Apple Computer Technical Report 35, 1993, pp.3-8, 34-39.

範例

16 樣本點 4 階 FIR Gammatone 濾波器，中心頻率為 440 Hz

>>> from scipy import signal
>>> signal.gammatone(440, 'fir', numtaps=16, fs=16000)
(array([ 0.00000000e+00,  2.22196719e-07,  1.64942101e-06,  4.99298227e-06,
    1.01993969e-05,  1.63125770e-05,  2.14648940e-05,  2.29947263e-05,
    1.76776931e-05,  2.04980537e-06, -2.72062858e-05, -7.28455299e-05,
   -1.36651076e-04, -2.19066855e-04, -3.18905076e-04, -4.33156712e-04]),
   [1.0])

IIR Gammatone 濾波器，中心頻率為 440 Hz

>>> import matplotlib.pyplot as plt
>>> import numpy as np

>>> fc, fs = 440, 16000
>>> b, a = signal.gammatone(fc, 'iir', fs=fs)
>>> w, h = signal.freqz(b, a)
>>> plt.plot(w * fs / (2 * np.pi), 20 * np.log10(abs(h)))
>>> plt.xscale('log')
>>> plt.title('Gammatone filter frequency response')
>>> plt.xlabel('Frequency [Hz]')
>>> plt.ylabel('Amplitude [dB]')
>>> plt.margins(0, 0.1)
>>> plt.grid(which='both', axis='both')
>>> plt.axvline(fc, color='green') # cutoff frequency
>>> plt.show()

../../_images/scipy-signal-gammatone-1.png