Python3でpcm形式データを読み込ませたい

前提・実現したいこと

pythonを用いて、ステレオ音源であるpcm形式データを読み込ませたいです。

発生している問題・エラーメッセージ

エラーメッセージ
Error                                     Traceback (most recent call last)
<ipython-input-7-d3736e6975de> in <module>
----> 1 wave_file = wave.open(read_path, "rb")

/anaconda3/envs/tensorflow/lib/python3.7/wave.py in open(f, mode)
    508             mode = 'rb'
    509     if mode in ('r', 'rb'):
--> 510         return Wave_read(f)
    511     elif mode in ('w', 'wb'):
    512         return Wave_write(f)

/anaconda3/envs/tensorflow/lib/python3.7/wave.py in __init__(self, f)
    162         # else, assume it is an open file object already
    163         try:
--> 164             self.initfp(f)
    165         except:
    166             if self._i_opened_the_file:

/anaconda3/envs/tensorflow/lib/python3.7/wave.py in initfp(self, file)
    129         self._file = Chunk(file, bigendian = 0)
    130         if self._file.getname() != b'RIFF':
--> 131             raise Error('file does not start with RIFF id')
    132         if self._file.read(4) != b'WAVE':
    133             raise Error('not a WAVE file')

Error: file does not start with RIFF id

該当のソースコード

Python3
1import wave
2import scipy as sp
3import numpy as np
4from scipy import signal
5import matplotlib.pyplot as plt
6
7read_path = "asmrdata/faucet_1.wav.new.pcm"
8write_path = "asmrdata/re_test.wav"
9
10wave_file = wave.open(read_path, "rb")
11

試したこと

そもそもしたいことは、Pythonでステレオ音源データを読み込ませたいです。

ので、はじめに、wavデータとして読み込ませましたが、Error: unknown format: 3 というエラー文が吐き出されたました。

この解決策を模索したところ、　https://teratail.com/questions/87433　を参考にし、
wavデータをpcm形式に変換し、読み込ませようとしました。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

使用PC：　macOS Mojave
実行環境：　Python３

tiitoi

2019/06/25 11:27

ライブラリが対応していないか、正しく変換できていないかのどちらかだと思いますが、元ファイルをどこかにアップしていただけないと、質問の情報だけでは回答するのは難しいです。

Kenza

2019/06/26 07:59

返信ありがとうございます。以下に変換する前のwavデータと変換後のpcmデータの共有リンクを貼ります。元のWAVデータ： https://drive.google.com/file/d/15uIudpJ4UcSETBqV6yiPVY7a1beM-Esi/view?usp=sharing 変換したpcmデータ : https://drive.google.com/file/d/1zwyxSaijiDpeZOpHUn6JWZhCipw3wILl/view?usp=sharing

行動規範の内容に同意します

回答1件

ベストアンサー

うーん・・PCM形式って特に決まったフォーマットがあるわけでは無く、ただのRAWデータなので。

このデータを再生するには
・データのチャンネル数（今回はステレオ音源とのことなので２チャンネル）
・サンプリング周波数
・１データあたりのバイト数
・バイトオーダ（エンディアン）
等々が分からないと何ともなりません。

とりあえず読み込むだけであればサンプルレートは無くてもよいので他は「決め打ち」で

・チャンネル数：2
・データサイズ：16bit(2バイト)
・バイトオーダ：リトルエンディアン

として読み込む場合、単純に

Python
1import numpy as np
2with open('data.pcm', 'rb') as f:
3    buf = f.read()
4    data = np.frombuffer(buf, dtype='int16')
5    L = data[::2]
6    R = data[1::2]

で良いかと思います。

##【追記】

データを提示していただいたので。

とりあえず以下のようにWAVのデータ部のみをfloat32にて読み込み、int16 に変換してみたところ問題なく再生できているようです。
（データの開始位置 (0x58) は実データをバイナリエディタで解析した値を直打ちしております。）

Python
1import pyaudio
2import struct
3import numpy as np
4
5with open('faucet_1.wav', 'rb') as f:
6    buf = f.read()[0x58:]
7
8channel_num = 2
9sample_rate = 44100
10
11data = np.frombuffer(buf, dtype='float32')
12
13# 2バイトデータに変換して再生してみる
14sample_width = 2
15data = [int(d * 32767.0) for d in data]
16data = struct.pack('h' * len(data), *data)
17
18audio = pyaudio.PyAudio()
19stream = audio.open(format=audio.get_format_from_width(sample_width),
20                    channels=channel_num,
21                    rate=sample_rate,
22                    output=True)
23
24chunk = 1024
25pos = 0
26while data != '':
27    stream.write(data[pos:pos+chunk])
28    pos += chunk
29stream.close()
30
31audio.terminate()

今回の質問はデータを読み込みたいということでしたので、データを表示するとなるとこんな感じになるかと思います。

Python
1import numpy as np
2import matplotlib.pyplot as plt
3
4with open('faucet_1.wav', 'rb') as f:
5    buf = f.read()[0x58:]
6
7channel_num = 2
8sample_rate = 44100
9
10data = np.frombuffer(buf, dtype='float32')
11l_data = data[0::2]
12r_data = data[1::2]
13
14# 0～1 秒のデータを表示
15t = np.arange(0, 1., 1/sample_rate)
16fig, axs = plt.subplots(2,1)
17axs[0].plot(t, l_data[:len(t)])
18axs[1].plot(t, r_data[:len(t)])
19plt.show()
20