色んな高さの「ピー」音のファイルを沢山作る（Python3）

きっかけ

　超基礎的な音感トレーニングアプリを作ってみたかった。でも、ピアノ音のファイルが見つからなかった（1オクターブ分くらいはあったけど）。
　困ったので自分で作りました。ピアノの音色ではなく「ピー」音ですが、音感トレーニング用なら悪くない？(素人なので分からない)

気づき

ピアノの鍵盤って、一つ隣の音との周波数の比はどこも同じらしいです。ということは 周波数だけ考えると鍵盤の白と黒って特に意味ない ってことですよ。レ(白)→レ#(黒)と、ミ(白)->ファ(白)の周波数比は同じなんですよ。黒はちょっとしか上がらないんだと思ってました。びっくりですよね。

サンプルコード

ラ(440Hz)から始まり、ラ#、シ、ド、ド#・・・ラ(1760Hz)と2オクターブ上まで1ファイル ずつ作ります

• もっと沢山作りたい場合はnp.arangeの25を増やせばok
• 出力先のディレクトリ(OUTPUT_DIRECTORY)は先に作っておかないとエラーになります。もしくはOUTPUT_DIRECTORY = './'に変えちゃえば動きます
• importしてるものが無ければpip installなどで入れてくださいね

# Python 3.9.13
import numpy as np
from scipy.io.wavfile import write
from playsound import playsound

# 変更不要 >>>>>>>>>>>>>
SAMPLING_RATE = 44100 # 1秒あたりのデータ点数
FREQUENCY_RATIO = pow(2 , 1/12)  # 隣合う音の周波数比。12回で2倍になることから計算
# <<<<<<<<<<<< 変更不要

# 適宜変更してね >>>>>>>>>>>>>>>
OUTPUT_DIRECTORY = './test_output/'  # 出力先フォルダ。あらかじめ作ってないとエラーになるよ
AMPLITUDE = 16384  # 音の大きさ
START_FREQUENCY_HZ = 440  # 開始周波数(Hz)
DURATION_SEC = 2 # 音を何秒間鳴らすか
lamda = 2.5  # 音のフェードアウト具合。適当に調整する
# <<<<<<<<<<<<<< 適宜変更してね

# 時間軸データの生成
time_array = np.linspace(
    0, 
    DURATION_SEC,
    int(SAMPLING_RATE * DURATION_SEC)
)

# 周波数を変えてファイル生成するループ
for i in np.arange(0, 25, 1):  # 0から24(2オクターブ上)まで1刻み
    # 周波数
    frequency_hz = START_FREQUENCY_HZ * pow(FREQUENCY_RATIO, i)

    # 波形生成
    amplitude_array = (
        AMPLITUDE
        * np.sin(2 * np.pi * frequency_hz * time_array) # SIN関数
        * pow(np.e, -time_array * lamda)  # 適当にフェードアウトさせる
        )

    # 出力先ファイルパス
    fname = f'{i}'
    path = f'{OUTPUT_DIRECTORY}{fname}.wav'

    # 書き出し
    write(path, SAMPLING_RATE, amplitude_array.astype(np.int16))
    print(f"output: {i}, {frequency_hz}, {path}")