https://wiki.python.org/moin/Audio/
Но подозреваю, что Вам нужно искать то, что позволяет анализировать аудио-поток. С таким, к сожалению, не сталкивался.
В светлые студенческие времена делали лабу - фильтрация сигналов. Все чисто математически, без спецбиблиотек. Ключевые слова - "быстрое преобразование Фурье".