[wave.py] Pythonで手っ取り早く音を生成してwav書き出しする

使うもの

Python組み込みモジュールのwave.pyを使います。

前提

24bit などを扱うと面倒(*1)なので、ここでは 16bit int, 44.1kHz の音源を作ります。

実装

main.py

import wave
import numpy as np
from random import uniform
from struct import pack

# 保存するwaveファイルのファイル名を指定
filename = './output.wav'

# チャンネル数
n_ch = 2  # 1: mono, 2: stereo

# サンプル幅（ビット深度を8で割った値）
s_width = 2 # 2: 16bit, 3: 24bit, 4: 32bit

# サンプリング周波数
s_rate = 44100  # Hz

# 音源の長さ（ここでは3秒とする）
t_length = 3 # sec

# サンプル数
n_samples = t_length * s_rate


# この後で使う波形を定義しておく
def sin(t, f):
    return np.sin(2*np.pi*f*t)

def tri(t, f):
    u = int(2*f*t + 0.5)
    return (-1)**u * (4*f*t - 2*u)

def sqr(t, f):
    return 1 if 0 <= f*t - int(f*t) < 0.5 else -1

def saw(t, f):
    return 2*f*t - 2*int(f*t + 0.5)

def noise():
    return uniform(-1, 1)


# data_array には1サンプルごとにL, Rの順番で変位の値(int)が入る
# 各要素は -32768～32767 の範囲内に収める必要がある
data_array = []

# 最大振幅
A_max = 32767  # = 0.5 * (2**16) - 1

for i_samples in range(n_samples):
  # 秒単位での時間
  t_i = i_samples / s_rate # sec

  # ここで sin の代わりに saw などを用いると音色が変わる
  L_i = A_max * sin(t_i, 440)
  data_array.append(int(L_i))

  R_i = A_max * sin(t_i, 440)
  data_array.append(int(R_i))


# wav 書き出し
with wave.open(filename, 'w') as wf:
    wf.setnchannels(n_ch)
    wf.setsampwidth(s_width)
    wf.setframerate(s_rate)
    data_binary = pack("h" * n_ch * n_samples, *data_array)
    wf.writeframes(data_binary)

実行

python main.pyと実行すれば output.wav が出てきます。

おわり

色々パラメータを変えて遊んでみて下さい。

参考文献

(*1) Pythonでのwavファイル操作
(*2) pythonのwaveモジュール