MATLABで音楽作成 ドレミファソラシド

MATLAB Shorts Mini Hackというコンテストに参加しています．
その一作品として，簡単な音楽を作成してみました．mp4

この記事では，ドレミファソラシドが流れる音の作り方を紹介します．

プログラムと解説

プログラムは，以下の通りです．言語はMATLABです．

createAudio.m

function createAudio()
    Fs = 44100;              % サンプリング周波数 (44.1 kHz)
    duration = 0.49;         % 各音の持続時間 (秒)
    t = 0 : 1/Fs : duration; % 時間ベクトル
    
    frequencies = [ 
        261.626     % C4 ド
        293.665     % D4 レ
        329.628     % E4 ミ
        349.228     % F4 ファ
        391.995     % G4 ソ
        440.000     % A4 ラ
        493.883     % B4 シ
        523.251     % C4 ド
    ];
    
    d = Fs * 0.01; % フェードおよび休止の持続時間 (秒)
    fade = linspace(1, 0, d);

    sounds = [];
    for fr = frequencies'
        sound = 0.5 * sin(2 * pi * fr * t);              % 音量0.5
        sound(1:d) = sound(1:d) .* flip(fade);           % フェードイン
        sound(end-d+1:end) = sound(end-d+1:end) .* fade; % フェードアウト
        sounds = [sounds, sound, zeros(1, d)];           % 音の結合
    end
    audiowrite('audio.wav', repmat(sounds, 1, 3), Fs);
end

サンプリング周波数は，一般的な設定である44.1kHzです．
各音を0.49秒流し，休止時間を0.01秒挟んだ後に次の音が鳴る設定です．
ドレミファソラシドを3週する，$0.5\times8\times3=12$秒の音を生成しています．

必要な音は，周波数で記述する必要があります．そして，sin波で音を表現します．
音の始まり／終わりの0.01秒は，徐々に音が大きくなる／小さくなるようにします．
音を徐々に変化させるフェードが無いと，「ブツ」というノイズ音が出てしまいます．

以下の音声を聞き比べると，フェードの必要性が良くわかります．

最後に，audiowrite関数を利用し，オーディオファイルを出力します．

終わりに

30行程度で簡単に音を作成できるのは，少し意外でした．
コンテスト期間中に，もう少し複雑な音にも挑戦してみたいと思います．

今回，記事中で簡単に音を再生できるようにするため，YouTubeを利用しました．
Qiitaに動画ファイル，音声ファイルを埋め込みできたら良いなと思いました．