source: python/aubio/gnuplot.py @ 0fe9aab

feature/autosinkfeature/cnnfeature/cnn_orgfeature/constantqfeature/crepefeature/crepe_orgfeature/pitchshiftfeature/pydocstringsfeature/timestretchfix/ffmpeg5pitchshiftsamplertimestretchyinfft+
Last change on this file since 0fe9aab was 431e9d8, checked in by Paul Brossier <piem@altern.org>, 19 years ago

add spectrogram plot
add spectrogram plot

  • Property mode set to 100644
File size: 10.5 KB
Line 
1"""Copyright (C) 2004 Paul Brossier <piem@altern.org>
2print aubio.__LICENSE__ for the terms of use
3"""
4
5__LICENSE__ = """\
6         Copyright (C) 2004 Paul Brossier <piem@altern.org>
7
8         This program is free software; you can redistribute it and/or modify
9         it under the terms of the GNU General Public License as published by
10         the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
11         (at your option) any later version.
12
13         This program is distributed in the hope that it will be useful,
14         but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
15         MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
16         GNU General Public License for more details.
17
18         You should have received a copy of the GNU General Public License
19         along with this program; if not, write to the Free Software
20         Foundation, Inc., 675 Mass Ave, Cambridge, MA 02139, USA.
21"""
22
23
24__notesheight = 0.25
25
26
27def audio_to_array(filename):
28        import aubio.aubioclass
29        import numarray
30        hopsize  = 2048
31        filei    = aubio.aubioclass.sndfile(filename)
32        framestep = 1/(filei.samplerate()+0.)
33        channels = filei.channels()
34        myvec    = aubio.aubioclass.fvec(hopsize,channels)
35        data = []
36        readsize = hopsize
37        while (readsize==hopsize):
38                readsize = filei.read(hopsize,myvec)
39                #for i in range(channels):
40                i = 0
41                curpos = 0
42                while (curpos < readsize):
43                        data.append(myvec.get(curpos,i))
44                        curpos+=1
45        time = numarray.arange(len(data))*framestep
46        return time,data
47
48def plot_audio(filenames, fileout=None, start=0, end=None, noaxis=None):
49        g = gnuplot_init(fileout)
50        d = []
51        todraw = len(filenames)
52        xorig = 0.
53        xsize = 1./todraw
54        g.gnuplot('set multiplot;')
55        while (len(filenames)):
56                time,data = audio_to_array(filenames.pop(0))
57                d.append(make_audio_plot(time,data))
58                if not noaxis and todraw==1:
59                        g.xlabel('Time (s)')
60                        g.ylabel('Amplitude')
61                g.gnuplot('set size %f,1.;' % (xsize) )
62                g.gnuplot('set origin %f,0.;' % (xorig) )
63                g.gnuplot('set style data lines; \
64                        set yrange [-1.:1.]; \
65                        set xrange [0:%f]' % time[-1]) 
66                g.plot(d.pop(0))
67                xorig += 1./todraw
68        g.gnuplot('unset multiplot;')
69
70def audio_to_spec(filename):
71        from aubioclass import fvec,cvec,pvoc,sndfile
72        from math import log
73        bufsize   = 256*16
74        hopsize   = bufsize/4 # could depend on filelength
75        filei     = sndfile(filename)
76        srate     = float(filei.samplerate())
77        framestep = hopsize/srate
78        freqstep  = srate/bufsize
79        channels  = filei.channels()
80        myvec = fvec(hopsize,channels)
81        myfft = cvec(bufsize,channels)
82        pv    = pvoc(bufsize,hopsize,channels)
83        data,time,freq = [],[],[]
84        for f in range(bufsize/2):
85                freq.append(f*freqstep)
86        readsize = hopsize
87        frameread = 0
88        while (readsize==hopsize):
89                readsize = filei.read(hopsize,myvec)
90                pv.do(myvec,myfft)
91                frame = []
92                i = 0 #for i in range(channels):
93                curpos = 0
94                while (curpos < bufsize/2):
95                        frame.append(log(myfft.get(curpos,i)**2+0.000001))
96                        curpos+=1
97                time.append(frameread*framestep)
98                data.append(frame)
99                frameread += 1
100        # crop data if unfinished frames
101        if len(data[-1]) != len(data[0]):
102                data = data[0:-2]
103                time = time[0:-2]
104        # verify size consistency
105        assert len(data) == len(time)
106        assert len(data[0]) == len(freq)
107        return data,time,freq
108
109def plot_spec(filenames, outplot='',extension='', fileout=None, start=0, end=None, noaxis=None,log=1):
110        import Gnuplot
111        g = gnuplot_create(outplot,extension)
112        todraw = len(filenames)
113        xorig = 0.
114        xsize = 1./todraw
115        data,time,freq = audio_to_spec(filenames.pop(0))
116               
117        if not noaxis and todraw==1:
118                g.xlabel('Time (s)')
119                g.ylabel('Frequency (Hz)')
120        g.gnuplot('set pm3d map')
121        #g.gnuplot('set palette rgbformulae 30,31,32')
122        #g.gnuplot('set palette')
123        g.gnuplot('set xrange [0.:%f]' % time[-1]) 
124        g.gnuplot('set yrange [1.:%f]' % (freq[-1]/1.))
125        if log:
126                g.gnuplot('set yrange [10.1:%f]' % (freq[-1]/1.))
127                g.gnuplot('set log y')
128        g.splot(Gnuplot.GridData(data,time,freq, binary=1))
129        xorig += 1./todraw
130
131def downsample_audio(time,data,maxpoints=10000):
132        """ resample audio data to last only maxpoints """
133        import numarray
134        length = len(time)
135        downsample = length/maxpoints
136        if downsample == 0: downsample = 1
137        x = numarray.array(time).resize(length)[0:-1:downsample]
138        y = numarray.array(data).resize(length)[0:-1:downsample]
139        return x,y
140
141def make_audio_plot(time,data,maxpoints=10000):
142        """ create gnuplot plot from an audio file """
143        import numarray
144        import Gnuplot, Gnuplot.funcutils
145        length = len(time)
146        downsample = length/maxpoints
147        if downsample == 0: downsample = 1
148        x = numarray.array(time).resize(length)[0:-1:downsample]
149        y = numarray.array(data).resize(length)[0:-1:downsample]
150        return Gnuplot.Data(x,y,with='lines')
151
152
153def plot_onsets(filename, onsets, ofunc, samplerate=44100., hopsize=512, outplot=None):
154        import Gnuplot, Gnuplot.funcutils
155        import aubio.txtfile
156        import os.path
157        import numarray
158        import re
159        from aubio.onsetcompare import onset_roc
160
161        d,d2 = [],[]
162        maxofunc = 0
163        for i in range(len(onsets)):
164                if len(onsets[i]) == 0: onsets[i] = [0.];
165
166                # onset detection function
167                downtime = (hopsize/samplerate)*numarray.arange(len(ofunc[i]))
168                d.append(Gnuplot.Data(downtime,ofunc[i],with='lines'))
169                maxofunc = max(max(ofunc[i]), maxofunc)
170
171        for i in range(len(onsets)):
172                # detected onsets
173                x1 = (hopsize/samplerate)*numarray.array(onsets[i])
174                y1 = maxofunc*numarray.ones(len(onsets[i]))
175                d.append(Gnuplot.Data(x1,y1,with='impulses'))
176                d2.append(Gnuplot.Data(x1,-y1,with='impulses'))
177
178        # check if datafile exists truth
179        datafile = filename.replace('.wav','.txt')
180        if datafile == filename: datafile = ""
181        if not os.path.isfile(datafile):
182                title = "truth file not found"
183                t = Gnuplot.Data(0,0,with='impulses') 
184        else:
185                t_onsets = aubio.txtfile.read_datafile(datafile)
186                y2 = maxofunc*numarray.ones(len(t_onsets))
187                x2 = numarray.array(t_onsets).resize(len(t_onsets))
188                d2.append(Gnuplot.Data(x2,y2,with='impulses'))
189               
190                tol = 0.050 
191
192                orig, missed, merged, expc, bad, doubled = \
193                        onset_roc(x2,x1,tol)
194                title = "GD %2.3f%% FP %2.3f%%" % \
195                        ((100*float(orig-missed-merged)/(orig)),
196                         (100*float(bad+doubled)/(orig)))
197
198        # audio data
199        time,data = audio_to_array(filename)
200        d2.append(make_audio_plot(time,data))
201
202        # prepare the plot
203        g = gnuplot_init(outplot)
204
205        g('set title \'%s %s\'' % (re.sub('.*/','',filename),title))
206
207        g('set multiplot')
208
209        # hack to align left axis
210        g('set lmargin 15')
211
212        # plot waveform and onsets
213        g('set size 1,0.3')
214        g('set origin 0,0.7')
215        g('set xrange [0:%f]' % max(time)) 
216        g('set yrange [-1:1]') 
217        g.ylabel('amplitude')
218        g.plot(*d2)
219       
220        g('unset title')
221
222        # plot onset detection function
223        g('set size 1,0.7')
224        g('set origin 0,0')
225        g('set xrange [0:%f]' % (hopsize/samplerate*len(ofunc[0])))
226        g('set yrange [0:%f]' % (maxofunc*1.01))
227        g.xlabel('time')
228        g.ylabel('onset detection value')
229        g.plot(*d)
230
231        g('unset multiplot')
232
233
234def plot_pitch(filename, pitch, samplerate=44100., hopsize=512, outplot=None):
235        import aubio.txtfile
236        import os.path
237        import numarray
238        import Gnuplot
239        import re
240
241        d = []
242        maxpitch = 1000.
243        for i in range(len(pitch)):
244                #if len(pitch[i]) == 0: pitch[i] = [0.];
245
246                downtime = (hopsize/samplerate)*numarray.arange(len(pitch[i]))
247                d.append(Gnuplot.Data(downtime,pitch[i],with='lines',
248                        title=('%d' % i)))
249                maxpitch = max(maxpitch,max(pitch[i][:])*1.1)
250
251        # check if ground truth exists
252        datafile = filename.replace('.wav','.txt')
253        if datafile == filename: datafile = ""
254        if not os.path.isfile(datafile):
255                title = "truth file not found"
256                t = Gnuplot.Data(0,0,with='impulses') 
257        else:
258                title = "truth file plotting not implemented yet"
259                values = aubio.txtfile.read_datafile(datafile)
260                if (len(datafile[0])) > 1:
261                        time, pitch = [], []
262                        for i in range(len(values)):
263                                time.append(values[i][0])
264                                pitch.append(values[i][1])
265                        d.append(Gnuplot.Data(time,pitch,with='lines',
266                                title='ground truth'))
267               
268        # audio data
269        time,data = audio_to_array(filename)
270        f = make_audio_plot(time,data)
271
272        g = gnuplot_init(outplot)
273        g('set title \'%s %s\'' % (re.sub('.*/','',filename),title))
274        g('set multiplot')
275        # hack to align left axis
276        g('set lmargin 15')
277        # plot waveform and onsets
278        g('set size 1,0.3')
279        g('set origin 0,0.7')
280        g('set xrange [0:%f]' % max(time)) 
281        g('set yrange [-1:1]') 
282        g.ylabel('amplitude')
283        g.plot(f)
284        g('unset title')
285        # plot onset detection function
286        g('set size 1,0.7')
287        g('set origin 0,0')
288        g('set xrange [0:%f]' % max(time))
289        g('set yrange [40:%f]' % maxpitch) 
290        g('set key right top')
291        g('set noclip one') 
292        g.xlabel('time')
293        g.ylabel('frequency (Hz)')
294        g.plot(*d)
295        g('unset multiplot')
296
297def gnuplot_init(outplot,debug=0,persist=1):
298        # prepare the plot
299        import Gnuplot
300        g = Gnuplot.Gnuplot(debug=debug, persist=persist)
301        if outplot == 'stdout':
302                g("set terminal png fontfile 'p052023l.pfb'")
303                #g('set output \'%s\'' % outplot)
304        elif outplot:
305                extension = outplot.split('.')[-1]
306                if extension == 'ps': extension = 'postscript'
307                g('set terminal %s' % extension)
308                g('set output \'%s\'' % outplot)
309        return g
310
311def gnuplot_create(outplot='',extension='',debug=0,persist=1):
312        import Gnuplot
313        g = Gnuplot.Gnuplot(debug=debug, persist=persist)
314        if not extension or not outplot: return g
315        if   extension == 'ps':  ext, extension = '.ps' , 'postscript'
316        elif extension == 'png': ext, extension = '.png', 'png'
317        elif extension == 'svg': ext, extension = '.svg', 'svg'
318        else: exit("ERR: unknown plot extension")
319        g('set terminal %s' % extension)
320        if outplot != "stdout":
321                g('set output \'roc-%s%s\'' % (outplot,ext))
322        return g
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.