Python频率与时间图

Question

我正在尝试用Python制作一个.wav文件的频率与时间的图表。目前，我已经有代码可以绘制振幅与时间的图表，以及频率与功率（分贝）的图表。我试过用频率与功率的代码来绘制频率与时间的图表，但没有成功。我知道频率数据是对称的，这意味着我有的频率数据点只有时间数据的一半。如果我保留重复的频率数据，我可以同时绘制这两个图，但我对这样做是否能准确表示频率与时间的关系有些怀疑。

我感觉这个方法可能需要对数据的某些部分使用短时傅里叶变换，然后再绘制结果。说实话，我找到了一些类似的代码，但我对代码的具体操作理解得不太清楚，也很难做出有意义的调整来帮助我实现目标。

总之，我希望有人能提供一些示例代码或方法，帮助我在Python中创建.wav文件的频率与时间图表。非常感谢！如果需要，我可以把我目前使用的代码发上来。

#Import the required functions
from scipy.io.wavfile import read
from scipy.fftpack import fft, fftfreq, fftshift
from scipy.signal import get_window
from math import ceil
from pylab import figure, imshow, clf, gray, xlabel, ylabel

# Read in a wav file 
#   returns sample rate (samples / sec) and data
rate, data = read('waveTest.wav')
data = data[:,0]
# Define the sample spacing and window size.
dT = 1.0/rate
T_window = 50e-3
N_window = int(T_window * rate)
N_data = len(data)

# 1. Get the window profile
window = get_window('hamming', N_window)

# 2. Set up the FFT
result = []
start = 0
while (start < N_data - N_window):
    end = start + N_window
    result.append(fftshift(fft(window*data[start:end])))
    start = end

result.append(fftshift(fft(window*data[-N_window:])))
result = array(result,result[0].dtype)

# Display results
freqscale = fftshift(fftfreq(N_window,dT))[150:-150]/1e3
figure(1)
clf()

s.imshow(abs(result[:,150:-150]), extent=(5,-5,(N_data*dT-T_window/2.0),T_window/2.0)) #19.04, -19.04, 6.41, 0.025 
s.xlabel('Frequency (kHz)')
s.ylabel('Time (sec.)')

s.show()

根据要求，上面是我正在尝试让它工作的代码。实际上，我似乎已经可以正常工作了，但我有几个问题。

1) abs(result[:,150:-150])到底是什么？我知道他是在取傅里叶变换的绝对值（为了去掉复杂部分？）。那么这就是频率吗？

2) 我该如何交换数据，让时间在X轴上，频率在Y轴上？

3) 图像是如何知道哪个频率对应哪个时间的？如果我没理解错，extents的最后两个参数是文件的时间长度和文件应该采取的步长？

4) 是否可以在图表中绘制数据，而不是在图像上？

希望这些问题不会太多，也不会太具体。再次感谢任何能提供的帮助！

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Python频率与时间图

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