[C++]標準ライブラリで簡易エフェクター

はじめに

• 音楽にかける簡易的なエフェクターをC++で作ってみました
• ここの内容はgithubでも公開しています
• 高校2年生の頃のプログラムをつぎはぎで拡張しているので、非効率なところがあるかもしれません
• 初投稿です

条件

wavファイルは 16bit 2chのみ

github.ioのページ

ここからヘッダーファイル(Music.h)をダウンロードできます

主な機能と例

1.そのまま出力

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Export(2); //チャンネル数　1でモノラル
//wd.Export(2,"Example2.wav"); //のように名前指定可
wd.Dispose(); //破棄

2.切り取り

配列を切り取り、ヘッダーのファイルサイズ情報を書き換える
CutCopy関数だと、別の変数に保存できる

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Cut(40.7, 43.8); //始点と終点を秒数で指定
/*
WaveData wd2 = wd.CutCopy(40.7,43.8); //別の変数にコピー
*/
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

3.再生速度変更

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Speed(1.5,-6); //再生速度(倍率)　ピッチを指定　倍率にマイナスを付けると逆再生
//wd.Speed(PITCH(4),4);  再生速度をピッチに合わせる場合は、PITCH(ピッチ)のマクロを推奨
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

4.リバーブ(低負荷)

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.AlgorithmicReverb(300, 0.6, 0.6); //遅延ミリ秒　倍率　原曲に混ぜる割合
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

5.畳み込みリバーブ

畳み込みリバーブ

※別途IRデータをネットから探してダウンロードしてください

4~5分の曲で20~30秒かかります

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.LRdel(1000); //片側をすこし遅延　これを付けると音が広がったように感じる?
wd.ConvolutionReverb("IR.wav", 0.4,150);//IRファイル(16bit 2ch wav)　原曲に混ぜる割合　x以下の周波数無効
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

6.調を変更

短調→長調　長調→短調　など
以下は、短調→長調　調号が♭1つの例
転調には対応していません

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Custom_Scale(MAJOR_SCALE,-1); //ピッチ変更用配列(int[12])　調号数(#×1　♭×-1)
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

追記：+演算子(曲を結合)と、切り取って保存できるCutCopy()を作ったので、転調対応バージョンの例を載せます

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
//192秒目で転調する例
WaveData wd1 = wd.CutCopy(0, 192); //転調前まで切り取って保存
WaveData wd2 = wd.CutCopy(192, wd.Time()); //転調後から最後まで切り取って保存
wd1.Custom_Scale(MINOR_SCALE, 2); //ニ長調を(#×2)をニ短調(♭×1)へ
wd2.Custom_Scale(MINOR_SCALE, -3); //(1音上がった)転調後の変ホ長調(♭×3)を変ホ短調(♭×6)へ
wd1 = wd1 + wd2; //結合
wd1.Export(2);
wd.Dispose();
wd1.Dispose();
wd2.Dispose();

元の調の調号数 $p$ と、転調後のピッチの増加量(半音$q$個)が分かれば、転調後の調号数 $r$ が求まります

$r=((p+7q+6)$ mod $12) - 6$

上の例だと、$p=2$　$q=1$　$r=-3$　になります

7.フランジャー

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Flanger(1,0.5);//スピード　原曲に混ぜる割合
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

8.コンプレッサー

$ y=f(t)|f(t)|^{a-1}$
音割れ注意

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Compressor(0.25);//波形の振幅を何乗するか
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

9.ボイスキャンセラー

$ y=\frac{f_L(t)-f_R(t)}{2}$
中央にボーカルがいれば削除できる

モノラル音源になる

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Voicecanseller();
wd.LRdel(1000); //モノラルさを軽減する場合はこれを後に入れる
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

10.声を抽出

中央がボーカルのみならうまくいく

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.CenterMultiplier(5); //引数が大きいほど音が残りにくい　1~10位がいい?
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

11．サンプリング周波数変更　(ダウンサンプリング)

3.再生速度変更 で再生速度を$\frac{1}{x}$倍したあとに、ヘッダー内のサンプリング周波数を$x$倍に書き換える

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Quality(8000); //サンプリング周波数を指定
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

12.エイリアン風

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Alien(1024, 0.1, 0.5, 1.5,1); //1フレームの長さ　フレーム間の増加速度　最小速度　最大速度　開始速度
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

13.多重加速

C++

#include "Music.h"
WaveData wd = WaveData("Example.wav");
wd.Multiple(3, 10); //重なる場所(秒)　速度の差(%)
wd.Export(2); //チャンネル数
wd.Dispose(); //破棄

その他

引数はソースコード内のsummaryを参照してください

14．サンプリングレートだけ変更 Rate
15．異なるピッチを重ねる Harmony
16．オルゴール風 Orgel　※wd.Edit(Orgel, 24, wd.Getsample(),8192); //の形でつかう
17．粗くする　Rough
18．拍子入れ替え　Swap　(Youtubeにあったので作ってみた)
19. +演算子 (曲を繋げる)

以下解析用

19．サンプリングレート抽出 int Getsample
20．BPM検出 double BPM
$2^k$($k$...自然数)倍ずれることがある

21．調検出 std::string Scale
英語(C　E#m　G♭ など)　結構不正確

参考