7.4 WAVEファイルを作る

$A$, $f$ を正の定数とするとき、時刻 $t$ (秒) での値が

$$u(t)=A\sin(2\pi f t)$$

である信号は、振幅 $A$, 周波数 $f$ (Hz) の正弦波である。

次のプログラムを実行すると、 $f=440\;\mathrm{Hz}$ の信号を10秒間記録した WAVEファイル (サンプリング周波数 $44100\;\mathrm{Hz}$モノラル、 量子化ビット数 16ビット、モノラル) “sinwave.wav” が出来る。

http://nalab.mind.meiji.ac.jp/~mk/fourier/testwritewave.py

# encoding: utf-8
# testwritewave.py
# http://nalab.mind.meiji.ac.jp/~mk/lecture/fourier-2017/testwritewave.py
# これは Python 3.x 用のプログラム

import numpy as np
import wave
import struct

fname = 'sinwave.wav'
wf = wave.open(fname, 'w')
ch = 1
width = 2
samplerate = 44100
wf.setnchannels(ch)
wf.setsampwidth(width)
wf.setframerate(samplerate)

time = 10
numsamples = time * samplerate

# python 2.x では ( ) を取る
print( u"チャンネル数 = ", ch)
print( u"サンプル幅 (バイト数) = ", width)
print( u"サンプリングレート(Hz) =", samplerate)
print( u"サンプル数 =", numsamples)
print( u"録音時間 =", time)

# 信号データを作る (numpy の ndarray で)
freq = 440                           # 周波数 freq を 440 Hz にする
x=np.linspace(0, time, numsamples+1) # 0≦t≦time をnumsamples等分
y=np.sin(2 * np.pi * freq * x)       # 周波数 freq (Hz) の正弦波
y=np.rint(32767*y/max(abs(y)))       # [-32767,32767] の範囲に収める
y=y.astype(np.int16)                 # 16ビット整数に型変換する
y=y[0:numsamples]                    # numsamples 個のデータに打ち切る

# ndarray から bytes オブジェクトに変換
data=struct.pack("h" * numsamples , *y)

# データを書き出す
wf.writeframes(data)
wf.close()