音について調べた

コードを丸パクリしてサイン波のファイルを生成できた。しかし基礎を知らないため応用できないため調べた。

参考

• Pythonでサイン波(正弦波)をつくる | Non-Fiction
• 音についてPage1(FlawTipsの音的ブログ)

今回

参考先のコードを丸パクリして音声ファイル生成がされたことを確認した。

わからないことだらけなので、情報を整理する。

音とは何か

• https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%9F%B3
• https://hochouki.senior-anshin.com/cont/sound/

物理面

• 音とは振動(波)である
• 振動は空気や水などを介して伝わる

宇宙など真空状態では音が伝わらない。

人体面

• 人間は耳の鼓膜が振動させられることで音を感じ取る
• 人間に聞こえる周波数帯は20Hz〜20000Hzとされている（人によって異なる）

心理面

• 心地よいと感じる音と、耳障りに感じる音がある

関数化

• 音(振動,波)は数式で表現できる
  • sin波、矩形波、三角波、ノコギリ波

波形を関数化することで簡単に表現できる。音を式で生成できる。

量子化

• 音(振動,波)はプロットデータで表現できる

アナログ→デジタル。式化された音も、ある時点でのプロットデータとして抜き出し量子化できる。関数化が難しい複雑な音も同様。

データ→DAC→アンプ→スピーカー

デジタル機器から音が生成されるまでの経緯。

• http://pcaudio.beginner.jp/pcaudio_mechanism/

項目	説明
データ	量子化された音声データ（CD,HDDなどに記録されている）
DAC	デジタル・アナログ・コンバータ（デジタル信号からアナログ信号へ変換する）
アンプ	アナログ信号を増幅する
スピーカー	音を鳴らす

実装するときに必要そうな知識

量子化形式

PCM

• https://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1110025321
• https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%91%E3%83%AB%E3%82%B9%E7%AC%A6%E5%8F%B7%E5%A4%89%E8%AA%BF

波形データを量子化する形式のひとつ。アナログ信号を16bitでデジタル化する。

WAV形式

• http://www.wdic.org/w/TECH/WAV
• https://ja.wikipedia.org/wiki/WAV

波形データを量子化する形式のひとつ。リニアPCM形式。WindowsではリニアPCMデータはWAV形式として認識される。

API

PythonにおけるWAVファイルの読書ライブラリ。

• 22.4. wave — WAVファイルの読み書き — Python 3.6.1 ドキュメント

Wave_write.setparams(tuple)

この tuple は (nchannels, sampwidth, framerate, nframes, comptype, compname) でなければならず、その値はそれぞれの set*() メソッドで有効でなければなりません。すべてのパラメータを設定します。

このメソッドが肝と思われる。しかし、音について何の知識もないため各値の意味がさっぱりわからない。

所感

「音」を操るための知識や技術はとてつもなく難しそう。文字、画像、アニメーションよりも難しそう。