Для изменения тональности аудиофайла с помощью преобразования Фурье воспользуемся библиотекой `scipy`. Она предоставляет функции для работы с сигналами и аудиофайлами. Первым шагом будет загрузка аудиофайла. Для этого мы используем функцию `wavfile.read()` из модуля `scipy.io`. Если аудиофайл имеет два канала, то мы оставляем только один, в противном случае оставляем его без изменений. Откроем новый файловый дескриптор с помощью функции `wavfile.open()`, передав ему имя файла, режим записи `wb` и устанавливаем такие же параметры частоты дискретизации и битового разрешения, как и у исходного файла. Используя трансформацию Фурье, мы будем изменять частоту каждого отдельного ярлыка. Для этого разделяем сигнал на отдельные кусочки фиксированной длины с помощью функции `numpy.array_split()`. Далее мы для каждого кусочка применяем преобразование Фурье с помощью функции `numpy.fft.fft()`, а затем умножаем каждый ярлык на коэффициент изменения тональности. После изменения ярлыков мы собираем их обратно с помощью функции `numpy.fft.ifft()`. Наконец, записываем измененный сигнал в новый файл с помощью функции `wavfile.write()`. Вот код программы:

python

import numpy as np

from scipy.io import wavfile



# Открытие аудиофайла

samplerate, data = wavfile.read('input.wav')



# Удаление одного канала, если аудиофайл имеет два

if data.ndim > 1:

    data = data[:, 0]



# Создание нового файла для записи

out = wavfile.open('output.wav', 'wb')

out.setparams((1, data.dtype, samplerate))



# Разбиение сигнала на кусочки длиной 1024 с отложением на 512

chunks = np.array_split(data, len(data) / 512)



# Изменение ярлыков каждого кусочка

for chunk in chunks:

    # Применение преобразования Фурье

    spectrum = np.fft.fft(chunk)

    

    # Коэффициент изменения тональности (чем больше, тем выше)

    scale = 1.5

    

    # Изменение ярлыков

    spectrum *= scale

    

    # Применение обратного преобразования Фурье

    transformed = np.fft.ifft(spectrum)

    

    # Запись измененных кусочков в новый файл

    out.writeframes(transformed.astype(data.dtype).tostring())



# Закрытие файлов

out.close()

Эта программа изменяет тональность аудиофайла, увеличивая или уменьшая его высоту на определенный коэффициент `scale`. Помимо изменения тональности, можно экспериментировать с другими параметрами, такими как длина и отложение кусочков, чтобы получить желаемый результат. Для использования этой программы сохраните ее в файле `change_pitch.py` и убедитесь, что у вас установлены требуемые зависимости: `numpy` и `scipy`. Затем запустите программу с помощью команды `python change_pitch.py`, аудиофайл `input.wav` будет преобразован в аудиофайл `output.wav` с измененной тональностью. Учтите, что приведенный код работает только с файлами в формате WAV. Если у вас есть файлы в других форматах, вам может потребоваться предварительно сконвертировать их в формат WAV.