MIDIファイルとPythonコード

Pythonを使ってMIDIファイルを作成し、WAVフォーマットに変換する方法

この記事では、MIDIファイルを作成し、それをFluidSynthを使ってWAVフォーマットに変換し、Pythonで再生する方法を紹介します。このプロセスには、mido、fluidsynth、pyfluidsynthなどのライブラリを使用します。

ステップ1: 必要なパッケージのインストール

まず最初に、必要なPythonパッケージと外部ツールをインストールします。

!pip install mido
!apt install -y fluidsynth
!pip install pyfluidsynth

以下は各ライブラリの簡単な説明です：

• mido: MIDIファイルを操作するためのPythonライブラリです。
• fluidsynth: ソフトウェアシンセサイザーで、MIDIをWAVファイルに変換するのに使用します。

ステップ2: SoundFontのダウンロード

FluidSynthを使用するためには、SoundFontという音色データが必要です。最初にSoundFontをダウンロードします。

!wget -q https://github.com/urish/csr8670/raw/master/tools/soundfonts/FluidR3_GM.sf2 -O soundfont.sf2

ステップ3: MIDIファイルの作成

次に、簡単なメロディを作成し、それをMIDIファイルとして保存します。例えば、「Twinkle Twinkle Little Star」のメロディを使用します。

from mido import MidiFile, MidiTrack, Message

# MIDIファイルを作成する関数
def create_midi(notes, midi_filename):
    """
    MIDIファイルを作成し、保存する関数。
    
    Parameters:
    notes (list): MIDIノート番号のリスト。
    midi_filename (str): 保存するMIDIファイルの名前。
    """
    midi = MidiFile()
    track = MidiTrack()
    midi.tracks.append(track)

    note_length = 480  # 四分音符の長さ
    velocity = 64      # ノートのベロシティ（音量）

    # ノートオンとノートオフメッセージを追加
    for note in notes:
        track.append(Message('note_on', note=note, velocity=velocity, time=0))
        track.append(Message('note_off', note=note, velocity=velocity, time=note_length))

    midi.save(midi_filename)

# 「Twinkle Twinkle Little Star」のノートリスト
twinkle_notes = [60, 60, 67, 67, 69, 69, 67, 65, 65, 64, 64, 62, 62, 60]

# MIDIファイルを作成
twinkle_midi = "twinkle.mid"
create_midi(twinkle_notes, twinkle_midi)

ステップ4: MIDIファイルをWAVフォーマットに変換

次に、作成したMIDIファイルをWAVフォーマットに変換します。これにはFluidSynthを使用します。

import subprocess

# MIDIをWAVに変換する関数
def convert_midi_to_wav(midi_file, wav_file, soundfont="soundfont.sf2"):
    """
    MIDIファイルをWAVファイルに変換する関数。
    
    Parameters:
    midi_file (str): 入力のMIDIファイルのパス。
    wav_file (str): 出力するWAVファイルのパス。
    soundfont (str): 使用するSoundFontのパス。
    """
    subprocess.run(["fluidsynth", "-ni", soundfont, midi_file, "-F", wav_file, "-r", "44100"])

# 「Twinkle Twinkle Little Star」のMIDIをWAVに変換
twinkle_wav = "twinkle.wav"
convert_midi_to_wav(twinkle_midi, twinkle_wav)

ステップ5: WAVファイルを再生

作成したWAVファイルを再生するために、IPythonのAudioクラスを使用します。

from IPython.display import Audio

# 「Twinkle Twinkle Little Star」のWAVファイルを再生
Audio(twinkle_wav)

結果

これで、「Twinkle Twinkle Little Star」のMIDIファイルを作成し、それをWAVフォーマットに変換して再生することができました。