Как разложить входящий звуковой файл по частотам?
IMHO надо смотреть в сторону преобразования Фурье. А там, вероятно, будут и готовые реализации на питоне
Готовая мощная библиотека на Python: https://github.com/MTG/sms-tools
Еще одна: https://github.com/bmcfee/librosa