Python を使った WAVE ファイルの処理 LISENCE: CC-BY-NC-ND

makesoundfile.py

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喜多 一,『プログラミング演習 Python 2019( コラム編 )』, 2020-02-13, http://hdl.handle.net/2433/245698
LISENCE: CC-BY-NC-ND

[参考資料]
桂田 祐史:Python を使った WAVE ファイルの処理、 http://nalab.mind.meiji.ac.jp/~mk/lecture/fourier-2018/python-sound/ (2018/12/3 アクセ ス)
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import numpy as np
import wave
import struct


# 音声ファイル名
fname = 'harmonics-sq.wav'
wf = wave.open(fname, 'w')

# 音声ファイルのパラメータ、1 チャンネル(モノラル)、
# 1 点の音声データ 2byte (16bit)
# サンプリング周波数 44.1 kHz
ch = 1
width = 2
samplerate = 44100
wf.setnchannels(ch)
wf.setsampwidth(width)
wf.setframerate(samplerate)

# 10 秒間継続
time = 10
numsamples = time * samplerate

print("チャンネル数 = ", ch)
print("サンプル幅 (バイト数) = ", width)
print("サンプリングレート(Hz) =", samplerate)
print("サンプル数 =", numsamples)
print("録音時間 =", time)
print("出力ファイル = ", fname)

# 信号データを作る (numpy の ndarray で)
x = np.linspace(0, time, numsamples+1)  # 0≦t≦time を numsamples 等分
# 基本周の周波数 freq を 440 Hz にする
freq = 440
# 基本波の正弦波
h1 = np.sin(2 * np.pi * freq * x)
# 第2高調波の正弦波
h2 = np.sin(2 * np.pi * 2 * freq * x)
# 第3高調波の正弦波
h3 = np.sin(2 * np.pi * 3 * freq * x)
# 第4高調波の正弦波
h4 = np.sin(2 * np.pi * 4 * freq * x)
# 第5高調波の正弦波
h5 = np.sin(2 * np.pi * 5 * freq * x)
# 第6高調波の正弦波
h6 = np.sin(2 * np.pi * 6 * freq * x)
# 第7高調波の正弦波
h7 = np.sin(2 * np.pi * 7 * freq * x)

# 基本波と高調波に係数をかけて波を合成
y = h1 + h2/2 + h3/3 + 0*h4/4 + h5/5 + 0*h6/6 + h7/7

# [-32767,32767] の範囲に収める
y = np.rint(32767*y / max(abs(y)))

# 16 ビット整数に型変換する
y = y.astype(np.int16)

# numsamples 個のデータに打ち切る
y = y[0:numsamples]

# ndarray から bytes オブジェクトに変換
data = struct.pack("h" * numsamples, *y)

# データを書き出す
wf.writeframes(data)
wf.close()