تحلیل و پیاده سازی سیگنال های صوتی با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون و جعبه ابزار Matplotlib

پردازش سیگنال، از جمله مهمترین مباحثی است که کاربردهای مختلفی در بسیاری از شاخه های مختلف علوم و مهندسی دارد. از جمله قدرتمندترین و متداول ترین نرم افزارهایی که در حوزه پردازش سیگنالهای دیجیتال مورد استفاده قرار میگیرد، نرم افزار MATLAB است. با این وجود به دلیل برخی کاستی های این نرم افزار، امروزه گرایش بسیاری به سمت استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون در این حوزه به وجود آمده است. در این مقاله، اصول اولیه تحلیل و پیاده سازی سیگنالهای دیجیتال با استفاده از زبان برنامه نویسی پایتون مورد بررسی قرار میگیرد. سیگنالهای مورد استفاده در این مقاله بیشتر از نوع سیگنال صوتی هستند، اما روشهای ارائه شده را میتوان برای سایر سیگنالهای الکتریکی، ارتعاشات مکانیکی و سیگنالهای به وجود آمده در بسیاری از حوزه های دیگر نیز به کار برد. این روشها به سیگنالهایی که به جای زمان در حوزه مکان تغییر میکنند نیز قابل اعمال هستند، مانند سیگنال حاصل از تغییر ارتفاع در یک مسیر پیاده روی کوهستانی. از سوی دیگر، روشهای ارائه شده برای سیگنالهایی با بیش از یک بعد نیز قابل استفاده هستند، مانند تصویر که میتوان آن را به صورت سیگنالی در دو بعد مکانی (محورهای عمودی و افقی) در نظر گرفت و یا حتی فیلم که نشان دهنده سیگنالی در دو بعد مکان و یک بعد زمان است. روش مبتنی بر برنامه نویسی ارائه شده در این مقاله کمک میکند تا پس از بررسی هر تکنیک، به سادگی آن را پیاده سازی کرده و در موارد عملی مختلف به کار برد.

کلیدواژه ها:

زبان برنامه نویسی پایتون ، سیگنالهای صوتی ، نرم افزار MATLAB ، جعبه ابزار Matplotlib