neverlib.filter

本项目包含音频滤波器的实现和自动EQ匹配算法，主要基于 scipy.signal 进行封装和扩展，提供便捷的音频滤波器设计、处理功能以及智能EQ补偿解决方案。

主要功能

滤波器类型

• 低通滤波器 (Low Pass Filter, LPF)
• 高通滤波器 (High Pass Filter, HPF)
• 带通滤波器 (Band Pass Filter, BPF)
  • 恒定裙边增益模式 (constant skirt gain, peak gain = Q)
  • 恒定 0dB 峰值增益模式 (constant 0 dB peak gain)
• 陷波滤波器 (Notch Filter)
• 全通滤波器 (All Pass Filter, APF)
• 峰值滤波器 (Peaking EQ)
• 低切滤波器 (Low Shelf Filter)
• 高切滤波器 (High Shelf Filter)

核心文件说明

• filters.py: 提供 EQFilter 类，包含多种滤波器的设计和实现
• biquad.py: 二阶节（Biquad）滤波器的实现，支持逐点处理
• common.py: 基础滤波器函数，提供 numpy/scipy 和 torch 版本

自动EQ匹配算法 (AudoEQ/)

提供多种智能EQ匹配算法，可以自动分析两个音频文件的频谱差异并生成最优的EQ补偿参数：

🧬 基于优化算法的EQ匹配

• auto_eq_ga_basic.py: 基础遗传算法 - 使用DEAP库实现，代码简洁，适合学习和快速原型
• auto_eq_ga_advanced.py: 高级遗传算法 - 面向对象设计，包含日志、检查点、早停等生产级功能
• auto_eq_de.py: 差分进化算法 - 使用scipy优化，全局收敛性好，适合高精度匹配

📊 基于频谱分析的EQ匹配

• auto_eq_spectral_direct.py: 频谱直接补偿 - 基于STFT频谱分析，直接计算频谱差异，速度最快

详细使用说明请参考 AudoEQ/README.md

使用说明

对于基础滤波需求，推荐直接使用 scipy.signal 的原生函数：

from scipy import signal

# 设计巴特沃斯滤波器
b, a = signal.butter(N=2, Wn=100, btype='high', fs=16000)
# 应用滤波器
filtered = signal.lfilter(b, a, audio)

对于需要批量处理或自定义参数的场景，可以使用本库的封装：

from neverlib.filter import EQFilter, BiquadFilter

# 使用 EQFilter
eq = EQFilter(fs=16000)
b, a = eq.LowpassFilter(fc=300, Q=0.707)

# 使用 BiquadFilter 进行逐点处理
biquad = BiquadFilter(b, a)
output = [biquad.process(x) for x in input_signal]

自动EQ匹配快速开始

对于需要自动EQ匹配的场景，可以直接运行AudoEQ中的脚本：

# 快速频谱匹配（推荐入门）
cd AudoEQ
python auto_eq_spectral_direct.py

# 高精度优化匹配
python auto_eq_de.py                    # 差分进化算法
python auto_eq_ga_basic.py              # 基础遗传算法  
python auto_eq_ga_advanced.py           # 高级遗传算法

使用前请修改脚本中的音频文件路径：

SOURCE_AUDIO_PATH = "path/to/source.wav"     # 源音频
TARGET_AUDIO_PATH = "path/to/target.wav"     # 目标音频
OUTPUT_MATCHED_AUDIO_PATH = "path/to/output.wav"  # 输出音频

详细教程

滤波器教程

请参考 Documents/filter/ 目录下的 Jupyter notebooks：

• filter_family.ipynb: 各类滤波器的设计和频率响应示例
• biquad.ipynb: 二阶节滤波器的实现和验证
• scipy_filter_family.ipynb: scipy 原生滤波器的使用示例

自动EQ匹配教程

请参考 AudoEQ/README.md 了解：

• 各种EQ匹配算法的详细介绍和对比
• 参数调优指南和性能优化建议
• 常见问题解决方案和故障排除

参考资料

• Audio-EQ-Cookbook
• beqdesigner
• torch-audiomentations