python/scripts/aubio

   1 #! /usr/bin/env python
   2 # -*- coding: utf-8 -*-
   3
   4 """aubio command line tool
   5
   6 This file was written by Paul Brossier <piem@aubio.org> and is released under
   7 the GNU/GPL v3.
   8
   9 Note: this script is mostly about parsing command line arguments. For more
  10 readable code examples, check out the `python/demos` folder."""
  11
  12 import sys
  13 import argparse
  14 import aubio
  15
  16 def aubio_parser():
  17     epilog = 'use "%(prog)s <command> --help" for more info about each command'
  18     parser = argparse.ArgumentParser(epilog=epilog)
  19     parser.add_argument('-V', '--version', help="show version",
  20             action="store_true", dest="show_version")
  21
  22     subparsers = parser.add_subparsers(dest='command',
  23             description="", metavar="<command>")
  24
  25     # onset subcommand
  26     subparser = subparsers.add_parser('onset',
  27             help='get onset times',
  28             formatter_class = argparse.ArgumentDefaultsHelpFormatter)
  29     parser_add_input(subparser)
  30     parser_add_buf_hop_size(subparser)
  31     helpstr = "onset novelty function"
  32     helpstr += " <default|energy|hfc|complex|phase|specdiff|kl|mkl|specflux>"
  33     parser_add_method(subparser, helpstr=helpstr)
  34     parser_add_threshold(subparser)
  35     parser_add_silence(subparser)
  36     parser_add_minioi(subparser)
  37     parser_add_time_format(subparser)
  38     parser_add_verbose_help(subparser)
  39     subparser.set_defaults(process=process_onset)
  40
  41     # pitch subcommand
  42     subparser = subparsers.add_parser('pitch',
  43             help='extract fundamental frequency')
  44     parser_add_input(subparser)
  45     parser_add_buf_hop_size(subparser, buf_size=2048)
  46     helpstr = "pitch detection method <default|yinfft|yin|mcomb|fcomb|schmitt>"
  47     parser_add_method(subparser, helpstr=helpstr)
  48     parser_add_threshold(subparser)
  49     parser_add_silence(subparser)
  50     parser_add_time_format(subparser)
  51     parser_add_verbose_help(subparser)
  52     subparser.set_defaults(process=process_pitch)
  53
  54     # tempo subcommand
  55     subparser = subparsers.add_parser('beat',
  56             help='get locations of beats')
  57     parser_add_input(subparser)
  58     parser_add_buf_hop_size(subparser, buf_size=1024, hop_size=512)
  59     parser_add_time_format(subparser)
  60     parser_add_verbose_help(subparser)
  61     subparser.set_defaults(process=process_tempo)
  62
  63     # notes subcommand
  64     subparser = subparsers.add_parser('notes',
  65             help='get midi-like notes')
  66     parser_add_input(subparser)
  67     parser_add_buf_hop_size(subparser)
  68     parser_add_time_format(subparser)
  69     parser_add_verbose_help(subparser)
  70     subparser.set_defaults(process=process_notes)
  71
  72     # mfcc subcommand
  73     subparser = subparsers.add_parser('mfcc',
  74             help='extract mel-frequency cepstrum coefficients')
  75     parser_add_input(subparser)
  76     parser_add_buf_hop_size(subparser)
  77     parser_add_time_format(subparser)
  78     parser_add_verbose_help(subparser)
  79     subparser.set_defaults(process=process_mfcc)
  80
  81     # melbands subcommand
  82     subparser = subparsers.add_parser('melbands',
  83             help='extract mel-frequency energies per band')
  84     parser_add_input(subparser)
  85     parser_add_buf_hop_size(subparser)
  86     parser_add_time_format(subparser)
  87     parser_add_verbose_help(subparser)
  88     subparser.set_defaults(process=process_melbands)
  89
  90     return parser
  91
  92 def parser_add_input(parser):
  93     parser.add_argument("source_uri", default=None, nargs='?',
  94             help="input sound file to analyse", metavar = "<source_uri>")
  95     parser.add_argument("-i", "--input", dest = "source_uri2",
  96             help="input sound file to analyse", metavar = "<source_uri>")
  97     parser.add_argument("-r", "--samplerate",
  98             metavar = "<freq>", type=int,
  99             action="store", dest="samplerate", default=0,
 100             help="samplerate at which the file should be represented")
 101
 102 def parser_add_verbose_help(parser):
 103     parser.add_argument("-v","--verbose",
 104             action="count", dest="verbose", default=1,
 105             help="make lots of noise [default]")
 106     parser.add_argument("-q","--quiet",
 107             action="store_const", dest="verbose", const=0,
 108             help="be quiet")
 109
 110 def parser_add_buf_hop_size(parser, buf_size=512, hop_size=256):
 111     parser.add_argument("-B","--bufsize",
 112             action="store", dest="buf_size", default=buf_size,
 113             metavar = "<size>", type=int,
 114             help="buffer size [default=%d]" % buf_size)
 115     parser.add_argument("-H","--hopsize",
 116             metavar = "<size>", type=int,
 117             action="store", dest="hop_size", default=hop_size,
 118             help="overlap size [default=%d]" % hop_size)
 119
 120 def parser_add_method(parser, method='default', helpstr='method'):
 121     parser.add_argument("-m","--method",
 122             metavar = "<method>", type=str,
 123             action="store", dest="method", default=method,
 124             help="%s [default=%s]" % (helpstr, method))
 125
 126 def parser_add_threshold(parser, default=None):
 127     parser.add_argument("-t","--threshold",
 128             metavar = "<threshold>", type=float,
 129             action="store", dest="threshold", default=default,
 130             help="threshold [default=%s]" % default)
 131
 132 def parser_add_silence(parser):
 133     parser.add_argument("-s", "--silence",
 134             metavar = "<value>", type=float,
 135             action="store", dest="silence", default=-70,
 136             help="silence threshold")
 137
 138 def parser_add_minioi(parser):
 139     parser.add_argument("-M", "--minioi",
 140             metavar = "<value>", type=str,
 141             action="store", dest="minioi", default="12ms",
 142             help="minimum Inter-Onset Interval")
 143
 144 def parser_add_time_format(parser):
 145     helpstr = "select time values output format (samples, ms, seconds)"
 146     helpstr += " [default=seconds]"
 147     parser.add_argument("-T", "--time-format",
 148              metavar='format',
 149              dest="time_format",
 150              default=None,
 151              help=helpstr)
 152
 153 # some utilities
 154
 155 def parse_options(args, valid_opts):
 156     options = {k :v for k,v in vars(args).items() if k in valid_opts}
 157     return options
 158
 159 def remap_pvoc_options(options):
 160     # remap buf_size to win_s, hop_size to hop_s
 161     # FIXME: adjust python/ext/py-phasevoc.c to understand buf_size/hop_size
 162     options['win_s'] = options['buf_size']
 163     del options['buf_size']
 164     options['hop_s'] = options['hop_size']
 165     del options['hop_size']
 166     return options
 167
 168 def samples2seconds(n_frames, samplerate):
 169     return "%f\t" % (n_frames / float(a_source.samplerate))
 170
 171 def samples2milliseconds(n_frames, samplerate):
 172     return "%f\t" % (1000. * n_frames / float(a_source.samplerate))
 173
 174 def samples2samples(n_frames, samplerate):
 175     return "%d\t" % n_frames
 176
 177 def timefunc(mode):
 178     if mode is None or mode == 'seconds' or mode == 's':
 179         return samples2seconds
 180     elif mode == 'ms' or mode == 'milliseconds':
 181         return samples2milliseconds
 182     elif mode == 'samples':
 183         return samples2samples
 184     else:
 185         raise ValueError('invalid time format %s' % mode)
 186
 187 # definition of processing classes
 188
 189 class default_process(object):
 190     def __init__(self, args):
 191         if 'time_format' in args:
 192             self.time2string = timefunc(args.time_format)
 193         if args.verbose > 2 and hasattr(self, 'options'):
 194             name = type(self).__name__.split('_')[1]
 195             optstr = ' '.join(['running', name, 'with options', repr(self.options), '\n'])
 196             sys.stderr.write(optstr)
 197
 198 class process_onset(default_process):
 199     valid_opts = ['method', 'hop_size', 'buf_size', 'samplerate']
 200     def __init__(self, args):
 201         self.options = parse_options(args, self.valid_opts)
 202         self.onset = aubio.onset(**self.options)
 203         if args.threshold is not None:
 204             self.onset.set_threshold(args.threshold)
 205         if args.minioi:
 206             if args.minioi.endswith('ms'):
 207                 self.onset.set_minioi_ms(float(args.minioi[:-2]))
 208             elif args.minioi.endswith('s'):
 209                 self.onset.set_minioi_s(float(args.minioi[:-1]))
 210             else:
 211                 self.onset.set_minioi(int(args.minioi))
 212         if args.silence:
 213             self.onset.set_silence(args.silence)
 214         super(process_onset, self).__init__(args)
 215     def __call__(self, block):
 216         return self.onset(block)
 217     def repr_res(self, res, frames_read, a_source):
 218         if res[0] != 0:
 219             outstr = self.time2string(self.onset.get_last(), a_source.samplerate)
 220             sys.stdout.write(outstr + '\n')
 221
 222 class process_pitch(default_process):
 223     valid_opts = ['method', 'hop_size', 'buf_size', 'samplerate']
 224     def __init__(self, args):
 225         self.options = parse_options(args, self.valid_opts)
 226         self.pitch = aubio.pitch(**self.options)
 227         if args.threshold is not None:
 228             self.pitch.set_tolerance(args.threshold)
 229         if args.silence is not None:
 230             self.pitch.set_silence(args.silence)
 231         super(process_pitch, self).__init__(args)
 232     def __call__(self, block):
 233         return self.pitch(block)
 234     def repr_res(self, res, frames_read, a_source):
 235         fmt_out = self.time2string(frames_read, a_source.samplerate)
 236         sys.stdout.write(fmt_out + "%.6f\n" % res[0])
 237
 238 class process_tempo(default_process):
 239     valid_opts = ['method', 'hop_size', 'buf_size', 'samplerate']
 240     def __init__(self, args):
 241         self.options = parse_options(args, self.valid_opts)
 242         self.tempo = aubio.tempo(**self.options)
 243         super(process_tempo, self).__init__(args)
 244     def __call__(self, block):
 245         return self.tempo(block)
 246     def repr_res(self, res, frames_read, a_source):
 247         if res[0] != 0:
 248             outstr = self.time2string(self.tempo.get_last(), a_source.samplerate)
 249             sys.stdout.write(outstr + '\n')
 250
 251 class process_notes(default_process):
 252     valid_opts = ['method', 'hop_size', 'buf_size', 'samplerate']
 253     def __init__(self, args):
 254         self.options = parse_options(args, self.valid_opts)
 255         self.notes = aubio.notes(**self.options)
 256         super(process_notes, self).__init__(args)
 257     def __call__(self, block):
 258         return self.notes(block)
 259     def repr_res(self, res, frames_read, a_source):
 260         if res[2] != 0: # note off
 261             fmt_out = self.time2string(frames_read, a_source.samplerate)
 262             sys.stdout.write(fmt_out + '\n')
 263         if res[0] != 0: # note on
 264             lastmidi = res[0]
 265             fmt_out = "%f\t" % lastmidi
 266             fmt_out += self.time2string(frames_read, a_source.samplerate)
 267             sys.stdout.write(fmt_out) # + '\t')
 268
 269 class process_mfcc(default_process):
 270     def __init__(self, args):
 271         valid_opts = ['hop_size', 'buf_size']
 272         options = parse_options(args, valid_opts)
 273         self.options = remap_pvoc_options(options)
 274         self.pv = aubio.pvoc(**options)
 275
 276         valid_opts = ['buf_size', 'n_filters', 'n_coeffs', 'samplerate']
 277         options = parse_options(args, valid_opts)
 278         self.mfcc = aubio.mfcc(**options)
 279         self.options.update(options)
 280
 281         super(process_mfcc, self).__init__(args)
 282
 283     def __call__(self, block):
 284         fftgrain = self.pv(block)
 285         return self.mfcc(fftgrain)
 286     def repr_res(self, res, frames_read, a_source):
 287         fmt_out = self.time2string(frames_read, a_source.samplerate)
 288         fmt_out += ' '.join(["% 9.7f" % f for f in res.tolist()])
 289         sys.stdout.write(fmt_out + '\n')
 290
 291 class process_melbands(default_process):
 292     def __init__(self, args):
 293         self.args = args
 294         valid_opts = ['hop_size', 'buf_size']
 295         options = parse_options(args, valid_opts)
 296         options = remap_pvoc_options(options)
 297         self.pv = aubio.pvoc(**options)
 298
 299         valid_opts = ['buf_size', 'n_filters']
 300         options = {k :v for k,v in vars(args).items() if k in valid_opts}
 301         # FIXME
 302         options['win_s'] = options['buf_size']
 303         del options['buf_size']
 304         self.filterbank = aubio.filterbank(**options)
 305         self.filterbank.set_mel_coeffs_slaney(args.samplerate)
 306
 307         super(process_melbands, self).__init__(args)
 308     def __call__(self, block):
 309         fftgrain = self.pv(block)
 310         return self.filterbank(fftgrain)
 311     def repr_res(self, res, frames_read, a_source):
 312         fmt_out = self.time2string(frames_read, a_source.samplerate)
 313         fmt_out += ' '.join(["% 9.7f" % f for f in res.tolist()])
 314         sys.stdout.write(fmt_out + '\n')
 315
 316 if __name__ == '__main__':
 317     parser = aubio_parser()
 318     args = parser.parse_args()
 319     if args.show_version or ('verbose' in args and args.verbose > 3):
 320         sys.stdout.write('aubio version ' + aubio.version + '\n')
 321     if args.show_version and args.command is None:
 322         sys.exit(0)
 323     if args.command is None:
 324         sys.stderr.write("Error: a command is required\n")
 325         parser.print_help()
 326         sys.exit(1)
 327     elif not args.source_uri and not args.source_uri2:
 328         sys.stderr.write("Error: a source is required\n")
 329         parser.print_help()
 330         sys.exit(1)
 331     elif args.source_uri2 is not None:
 332         args.source_uri = args.source_uri2
 333     try:
 334         # open source_uri
 335         with aubio.source(args.source_uri, hop_size=args.hop_size,
 336                 samplerate=args.samplerate) as a_source:
 337             args.samplerate = a_source.samplerate
 338             # create the processor for this subcommand
 339             processor = args.process(args)
 340             frames_read = 0
 341             while True:
 342                 # read new block from source
 343                 block, read = a_source()
 344                 # execute processor on this block
 345                 res = processor(block)
 346                 # print results for this block
 347                 if args.verbose > 0:
 348                     processor.repr_res(res, frames_read, a_source)
 349                 # increment total number of frames read
 350                 frames_read += read
 351                 # exit loop at end of file
 352                 if read < a_source.hop_size: break
 353             # special case for notes
 354             if args.command == 'notes':
 355                 eof = processor.time2string(frames_read, a_source.samplerate)
 356                 sys.stdout.write(eof + '\n')
 357                 sys.stdout.flush()
 358             if args.verbose > 1:
 359                 fmt_string = "read {:.2f}s"
 360                 fmt_string += " ({:d} samples in {:d} blocks of {:d})"
 361                 fmt_string += " from {:s} at {:d}Hz\n"
 362                 sys.stderr.write(fmt_string.format(
 363                         frames_read/float(a_source.samplerate),
 364                         frames_read,
 365                         frames_read // a_source.hop_size + 1,
 366                         a_source.hop_size,
 367                         a_source.uri,
 368                         a_source.samplerate))
 369     except KeyboardInterrupt as e:
 370         sys.exit(1)